机床按钮和行程开关
按钮和行程开关结构、工作原理、选型、使用与维护检修方法
按钮和行程开关结构、工作原理、选型、使用与维护检修方法（一）、概述：1、主令电器用于在控制电路中以开关接点的通断形式来发布控制命令，使控制电路执行对应的控制任务。
2、主令电器应用广泛，种类繁多，常见的有按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器、选择开关、足踏开关等。
（二）、按钮：1、按钮的结构、种类及常用型号：1.1按钮是一种最常用的的主令电器，其结构简单，控制方便。
1.2按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成，其结构示意图及图形符号如图1-20所示。
1.3触点采用桥式触点，额定电流在5A以下。
1.4触点又分常开触点（动断触点）和常闭触点（动合触点）两种。
1.5按钮从外形和操作方式上可以分为平钮和急停按钮，急停按钮也叫蘑菇头按钮，如图1-20（c）所示，除此之外还有钥匙钮、旋钮、拉式钮、万向操纵杆式、带灯式等多种类型。
1.6从按钮的触点动作方式可以分为直动式和微动式两种，图1-20中所示的按钮均为直动式，其触点动作速度和手按下的速度有关。
图1-20按钮结构示意图及图形符号。
1.7微动式按钮的触点动作变换速度快，和手按下的速度无关，其动作原理如图1-21所示。
1.8动触点由变形簧片组成，当弯形簧片受压向下运动低于平形簧片时，弯形簧片迅速变形，将平形簧片触点弹向上方，实现触点瞬间动作。
1.9小型微动式按钮也叫微动开关，微动开关还可以用于各种继电器和限位开关中，如时间继电器、压力继电器和限位开关等。
图1-21微动式按钮动作原理图。
1.10按钮一般为复位式，也有自锁式按钮，最常用的按钮为复位式平按钮，如图1-20（a）所示，其按钮与外壳平齐，可防止异物误碰。
2、按钮的颜色：2.1红色按钮用于“停止”、“断电”或“事故”。
2.2绿色按钮优先用于“起动”或“通电”，但也允许选用黑、白或灰色按钮。
2.3单钮双用的“起动”与“停止”或“通电”与“断电”，即交替按压后改变功能的，不能用红色按钮，也不能用绿色按钮，而应用黑、白或灰色按钮。
§1-4主令电器(按钮行程开关)1
§1-4主令电器（按钮行程开关）一、教学目标1、知识目标：熟悉按钮、行程开关的工作原理及使用方法。
2、技能目标：能正确识别、选择、安装、使用按钮、行程开关。
二、教学重点、难点1、重点：按钮、行程开关的工作原理。
2、难点：按钮、行程开关的使用维护方法。
三、教具：按钮、行程开关各1只。
四、课时安排：90分钟，2课时五、教学过程1、引入当洗衣机在高速转动时，如果有人由于疏忽将洗衣机脱水桶的盖子打开，再把手伸进去，很容易造成伤害，为了避免这种情况的发生，在洗衣机脱水桶的位置装上了行程开关。
在打开盖子时能快速的制动。
按钮、行程开关这类电器都属于主令电器。
主令电器的作用是用作接通或断开控制电路，以发出指令或用于程序控制的开关电器。
一、按钮开关1、按钮的功能按钮是一种用人体某一部分所施加力而操作、并具有弹簧储能复位的控制开关。
是一种最常用的主令控制器。
按钮的触头允许流过的电流较小，一般不超过5A。
因此它不直接控制主回路（大电流电路）的通断，而是在控制电路（电流电路）中发出操作指令或信号，控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路的通断、功能转换或电器连锁。
图20 常见的按钮开关2、按钮的结构原理与符号图21 按钮的结构原理与符号按钮一般由按钮帽、复位弹簧、支柱连杆、常闭静触头、桥式动触头、常开静触头、外壳等部分组成。
按钮分为常开按钮（不受外力时触头处于断开状态）和常闭按钮（不受外力时触头处于闭合状态），常开按钮作启动用、常闭按钮作停止用。
常开、常闭在一体的按钮叫复合按钮。
工作原理：按下按钮帽，按钮中的常闭触头断开、常开触头闭合，松开按钮帽，常闭触头复位闭合、常开触头复位断开。
（将动作信号变为电信号输出）3、按钮的型号及含义例:LA10-2F表示设计序号为10的防腐式的按钮开关，有2对常闭触头。
4、按钮的选用（1）根据使用场合和具体用途选择按钮的种类。
（2）根据工作状态指示和工作情况要求，选择按钮的颜色。
主令电器(按钮、行程开关)
教师工作台
学生台
学生台
学生学生台
学生
任务书
.
知识拓展：
按钮帽外观的表示意义：.
.
.
.
2）符号.
19
L X
“1”能自动复位，“2”不能自动复位。
“0”直动式，“1”滚轮在传动杆内侧
“2”滚轮在传动杆外侧
“3”滚轮在传动杆凹槽内或内外各一
“0”无滚轮，“1”单滚轮，“2”双滚轮
“k”开启式
设计序号
行程开关
主令电器
学生活动：
（理解接近开关的含义、作用、特点、分类）
接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接触型的检测装置。
1）、作用：可以代替行程开关完成传动装置的位移控制和限位保护，还广泛用于
.。
(动合触头)2.按钮的种类及动作原理按结构形式分
设计序号
2－滚轮装在传动杆外侧；
3－滚轮装在传动杆凹槽内或内外各有一个滚轮
0－无滚轮；1－单滚轮；2－双滚轮
例:
K表示开启式，无字母表示保护式
LX19－111
LX19－232
LX19－131
机床电器 主令电器 行程开关
快速 设计序号
JLXK1系列行程开关的型号含义
J L X K 1—□ □ □ □
一、按钮
按钮颜色的含义
颜色
含义
红
紧急
黄
异常
绿
安全
蓝
强制性的
白
灰 未赋予特定含义
黑
1.按钮的结构原理与符号
按钮是一种用人体某一部分所施加力而操作、并具有弹
簧储能复位的控制开关。
1－按钮帽
2－复位弹簧
3－支柱连杆
4－常闭静触头（动断触头）
5－桥式动触头6－Leabharlann 开静触头（动合触头）7－外壳
2.按钮的种类及动作原理
主令电器 按钮
设计序号 例: LA10-2F
LA10-3S
LA10-1K
LA10-2H
结构形式代号 （K、H、S、F、J、X、Y、D）
常闭触头数
常开触头数
K——开启式 H——保护式 S——防水式 F——防腐式 J——紧急式 X——旋钮式 Y——钥匙操作式 D——光标按钮
4.按钮的选用
（1）根据使用场合和具体用途选择按钮的种类。
6.按钮的常见故障及处理方法
故障现象 触头接触不良
触头间短路
可能原因 触头烧损 触头表面有尘垢 触头弹簧失效
塑料受热变形导致 接线螺钉相碰短路
杂物或油污在触头 间形成通路
处理方法 修整触头或更换产品
机床电气控制技术第一章-(2)
动分： 延时断开的动分触点
记忆方法：
f
f
假想：作用力从弧顶指向弧心，其最终效果是使触头闭合还是 使触头断开，再在其前面加上“延时”二字。而动分还是动合， 由触头的画法（张开还是闭合）决定。
小结
▲电气传动自动化；▲仪表自动化 速度调节（调速）
1.电气传动（拖动） ★的基本要求
1、 掌握电气自动控制的基本原理； 2、 能读懂一般机床电气控制电路图； 3、 掌握晶闸管直流电气传动的基本原理； 4、 懂得PLC的工作原理，具有一定的实际使用能力。
常用低压电器
一．开关电器和熔断器
1． 三级开关（三级断路器）：通-断两态
＊三级（高压）隔离开关 ＊三级（高压）负荷开关
▲继电器、接触器控制：有触点控制。 ▲顺序控制器：继电器和半导体元件综合应用的控制装置 ▲可编程序控制器（PLC:Programmable Logic Controller:可编程序
逻辑控制器）： ▲ 数控机床：高效率、高精度、高柔性。是当前机床自动化
的理想形式 ▲ CAD,CAM CAQ（计算机辅助质量检测）CIMS （计算机集成
动作： 线圈通电，吸合： （常开）触头闭合（动合），断开的电路被接通； （常闭）触头断开（动断），接通的电路被分断。 线圈电压：50Hz, 220V; 50Hz, 380V.
三．按钮、行程开关
主令电器：发出指令去控制接触器或其它电器电磁机构的线圈 使电路通、断
1．按钮 特点：自动复位
动合 动分 先断后合
优点： 缺点： ★ 交流传动（调速）
优点： 缺点： 主要技术：交流变频调速技术（变频器）； 矢量控制技术。
SCR 晶闸管（可控硅）； GTR 功率晶体管； SPWM正弦脉冲宽度调制； DSP 数字信号处理器 IGBT 绝缘门极晶体管（绝缘栅双极性晶体管） IPM 智能化功率模块
数控机床常用低压电器基本知识
数控机床常用低压电器
电弧的危害 （1）电弧的存在延长了开关电器开断
故障电路的时间，加重了电力系统短路故障 的危害。
（2）电弧产生的高温，将使触头表面 熔化和蒸化，烧坏绝缘材料。对充油电气设 备还可能引起着火、爆炸等危险。
（3）由于电弧在电动力、热力作用下 能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或引 起事故的扩大。
数控机床电气及PLC控制技术
数控机床常用低压电器
2.工作原理 利用金属导体作为熔体串联在被保护的电路中， 当电路发生过载或短路故障时，通过熔断器的电 流超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔 体熔断，从而自动分断电路，起到保护作用。
对过载反应很不灵敏。 电气设备发生轻度过载时，熔断器将持续很长 时间才熔断，有时甚至不熔断。因此，除在照 明电路中外，熔断器一般不宜用作过载保护， 主要用作短路保护。
执行部分(触头系统)
数控机床电气及PLC控制技术
数控机床常用低压电器
1.电磁机构
电磁机构主要由线圈、铁芯（静铁芯）和衔铁（动 铁芯）三部分组成。其作用是利用电磁线圈的通电 或断电，使衔铁和铁芯吸合或释放，从而带动动触 头与静触头闭合或分断，实现接通或断开电路的目 的。
a)直动式 衔铁直线运动式；
b）排合式 衔铁绕轴转动
数控机床电气及PLC控制技术
2.触头系统
数控机床常用低压电器
按接触情 况分类
a)点接触； b）线接触； c)面接触
数控机床电气及PLC控制技术
CJ10系列交流 接触器的触点 一般采用双断 点桥式触点。
数控机床常用低压电器
按结构形式 分类
a)双断点桥式触点；b）指形触点
数控机床电气及PLC控制技术
数控机床电气及PLC控制技术
行程开关的作用和用途
行程开关的作用和用途
行程开关又称限位开关或位置开关。
它是一种根据运动部件的行程位置而切换电路工作状态的控制电器。
行程开关的动作原理与控制按钮相似，在机床、行车、起重装置等自动化装置中使用广泛。
如在机床设备中，事先将行程开关根据工艺要求安装在一定的行程位置上，部件在运行中，撞上行程开关使触点动作而实现电路的切换，达到控制运动部件行程位置的目的。
行程开关又称为限位开关、位置开关，它的作用与按钮开关相同，只是对控制电路发出接通或断开、信号转换等指令的电器。
区别只是其触头的动作不是靠手指来完成，而是利用生产机械某些运动部件的碰撞使其触头动作，接通或断开某些控制电路，达到一定控制要求的电器。
为适应各种条件下的碰撞，行程开关有很多构造形式，用它来限制机械运动的位置或行程，以及使运动机械按一定行程自动停车、反转或变速循环等以实现自动控制。
常用的位置开关有LX-19系列和JLXKI系列。
各种系列的位置开关其基本结构相同，都是由操作点触头系统和外壳组成。
区别仅在于使位置开关动作的传动装置不同。
行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进
行终端限位保护。
在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位、轿厢的上、下限位保护。
行程开关一般有旋转式、按钮式等数种。
数控机床常用电气元件
1.1.2 主令电器
主令电器是用来发布命令、改变控制系 统工作状态的电器。
主要有控制按钮、行程开关、接近开关 开关等。
一、控制按钮
按钮的外形图和结构 常用于接通和断开控制电路。
(a) 外形图
(b) 结构
常闭触点
常开触点
一、控制钮
按钮图形符号和文字符号
SB
SB
动合（常开）触头 动断（常闭）触头
1.1.6 继电器
继电器是一种利用电流、电压、时间、温度 等信号的变化来接通或断开所控制的电路， 以实现自动控制或完成保护任务的自动电器。
一、 中间继电器
中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。 主要区别：
接触器的主触点可以通过大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电 流。所以，继电器一般用于机床的控制电路中。
常用的热继电器有JR0、JR14、JR15、JR16、R20等系列。 热继电器的基本技术数据可查阅有关资料。
热继电器的选择 1）根据实际要求确定热继电器的结构类 2）根据电动机的额定电流来确定热继电器的型号、 热元件的电流等级和整定电流。
热继电器
热继电器工作原理：发热元件接入电机主电路， 若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的 下层膨胀系数大，使其弯曲，推动导板运动， 常闭触点断开。
热继电器主要参数及常用型号
主要参数
1.热继电器额定电流：指可以安装的热元件的最大 整定电流 2.相数 3.热元件额定电流：指热元件的最大整定电流。 4.整定电流：指长期通过热元件而不引起热继电器 动作的最大电流。按电动机额定电流整定。 5.调节范围：是指手动调节整定电流的范围。
灭弧措施：
（1）机械灭弧 （2）磁吹灭弧 （3）窄缝灭弧 （4) 栅片灭弧
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V
W
倒顺开关功能及符号
功能：控制小容量电动机的正反转。 符号：QS L1 L2 L3
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倒顺开关功能及符号
功能：控制小容量电动机的正反转。 符号：QS L1 L2 L3
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声控开关SGK系列
光控开关AS系列
脚踏开关
自动开关的选用原则（一）
①根据线路对保护的要求确定自动开关 的类型和保护形式； ②自动开关的额定电压应等于或大于被 保护线路的额定电压； ③自动开关欠压脱扣器额定电压应等于 被保护线路的额定电压； ④自动开关的额定电流及过流脱扣器的 额定电流应大于或等于被保护线路的计 算电流；
选用原则（二）了解
组合开关实物图片
组合开关结构示意图
1.组合开关的图形文字符号
HZ系列组合开关型号的含义：
M 3~
M M 3~ 3~
组合开关HZ10系列
2.功能：作为电源的引入开关或隔离开关；
不频繁通断电路、电源与负载.
3.使用注意事项:
(1) 安装在控制屏面板上，面板上只能看到手柄，其他部分在 屏内 (2) 操作频率不能过高，一般每小时不宜超过15--20次
自动开关的结构
自动开关主要由触点、灭弧装置、操 作机构、保护装置（各种脱扣器）等 部分组成。 自动开关具有多种保护功能（过载、 短路、欠电压保护等）、动作值可调、 分断能力高、操作方便、安全等优点， 能自动切断故障电路，保护用电设备 的安全。
自动开关外观及工作原理图
工作原理图
工作原理（短路保护）
⑤自动开关的极限分断能力应大于线路 的最大短路电流的有效值。 ⑥配电线路中的上、下级自动开关的保 护特性应协调配合，下级的保护特性应 位于上级保护特性的下方且不相交。 ⑦自动开关的长延时脱扣电流应小于导 线允许的持续电流。
倒顺开关功能及符号
功能：控制小容量电动机的正反转。 符号：QS L1 L2 L3
1.组成：瓷底板、进线座、静触点、熔丝、出线座、刀片式的动触点，手
柄、外面装有胶盖。
任务一
刀开关—胶盖闸刀开关
胶盖闸刀开关外形结构： 图形文字符号：
HK系列胶盖闸刀开关型号的含义:
使用注意事项: (1) 垂直安装在控制屏或开关板上决不允许倒装 以防手柄因自重落下而引起误合闸 (2) 接线时应将电源线接上端、负载接下端 内装熔丝作为短路和严重过载保护 (3) 操作时分合闸动作应迅速 使电弧较快熄灭
项目三
开关及主令电器
任务一：刀开关功能、符号和使用注意事项
任务二:组合开关的功能及符号 任务三：自动空气开关的功能及符号；各 脱扣器的作用 任务四：万能转换开关及倒顺开关的功能 及符号
刀开关功能、符号 和使用注意事项 低压开关：
用来隔离、转换、接通和分断电路的控制电器 刀开关：
又称开启式负荷开关，它是控制电器、手动电器、配电电器。
操作频率较高时，应当降容使用
(3) 用于电动机可逆运行时，应在电机完全停止后，再进行反 向操作
否则容易烧坏开关或造成弧光短路事故
任务三：自动空气开关的功能及 符号；各脱扣器的作用
自动空气开关：QF
自动开关又称为自动障 的组合型保护电器。 自动开关主要用于低压动力线路中，用 于分断和接通负荷电路。所以，自动开 关又被称之为低压断路器。
过流状态 正常工作状态
工作原理（欠压保护）
正常工作状态 欠压状态
自动开关的型号及其含 义
自动开关的 图形、文字符号
自动开关的分类
自动开关按其用途和结构不同分类，主要 有装置式、万能式、直流快速式和限流式。 常用的主要是装置式、万能式两种。
装置式自动开关
装置式自动开关又称为塑壳式自动开 关。
装置式自动开关可通过手动或者电动 的方式来进行分合闸的操作。 装置式自动开关主要用于电动机及照 明系统的控制、供电线路的保护等。
刀开关—胶盖闸刀开关
封闭式铁壳闸刀开关
铁壳开关外形结构 图形文字符号：
封闭式铁壳闸刀开关型号的含义:
铁壳开关的使用注意事项： （1）当闸刀闭合时，无法打开盒盖。 （2）当盒盖打开时，无法推合手柄合闸
任务二
组合开关的功能及符号
组合开关又称为转换开关，是由多节触
点组合而成的一种手动控制电器。 组合开关有单级、双极和三级之分。