Công tắc hành trình hay còn gọi công tắc giới hạn hành trình là dạng công tắc dùng để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động nào đó trong một cơ cấu hay một hệ thống. Nó có cấu tạo như công tắc điện bình thường, vẫn có chức năng đóng và mở nhưng có thêm cần tác động để cho các bộ phận chuyển động tác động vào làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm bên trong nó. Công tắc hành trình sẽ không duy trì trạng thái, khi không còn tác động nữa chúng sẽ trở về vị trí ban đầu. So với các loại công tắc bình thường khác thì khi được tác động chúng sẽ vẫn duy trì trạng thái cho tới bị được tác động thêm một lần nữa.
Công tắc hành trình có thể dùng để đóng cắt mạch dùng ở lưới điện hạ áp. Nó có tác dụng giống như nút ấn động tác ấn bằng tay được thay thế bằng động tác va chạm của các bộ phận cơ khí, làm cho quá trình chuyển động cơ khí thành tín hiệu điện.
Cấu tạo của công tắc hành trình:
Thông thường thì một công tắc hành trình sẽ được cấu tạo từ 3 bộ phận chính:
- Bộ phận nhận truyền động: đây là một bộ phận khá quan trọng của một công tắc hành trình, thứ làm nên sự khác biệt giữa chúng và các loại công tắc khác. Chúng được gắn trên đầu của công tắc có nhiệm vụ nhận tác động từ các bộ phận chuyển động để tác động kích hoạt công tắc.
- Thân công tắc: phần thân của công tắc sẽ bao gồm các linh kiện bên trong với lớp vỏ bằng nhựa giúp chúng va dâp, bảo vệ các mạch điện bên trong khỏi các tác nhân tác động vật lý.
- Chân kết nối: đây được xem là phần tín hiệu ngõ ra cho công tắc vì nó có nhiệm vụ truyền tín hiệu đến các thiết bị khác khi bị tác động bởi bộ phận truyền động.
Nguyên lý hoạt động của công tắc hành trình:
Về nguyên lý hoạt động của công tắc hành trình thì cũng khá đơn giản nhé. Thông thường một công tắc sẽ có các bộ phận hoạt động như sau: cần tác động, chân COM, chân thường đóng (NC) và chân thường hở (NO). Ở trạng thái bình thường không có sự tác động đến bộ phận truyền động của công tắc thì tiếp điểm giữa chân COM và chân NC sẽ được đấu với nhau. Nhưng khi có sự tác động vào bộ phận truyền động sẽ làm cho chân COM chân NC tách ra sau đó và chân COM sẽ tác động vào chân NO. Tiếp theo đó sẽ kích hoạt trạng thái hoạt động và điều khiển tín hiệu ngõ ra của công tắc.
Phạm vi ứng dụng của công tắc hành trình:
Công tắc hành trình sẽ biến chuyển động thành dạng điện năng để kích hoạt một quá trình khác trong một dây chuyền sản xuất hoặc chế tạo. Chúng ta có thể thấy công tắc hành trình được ứng dụng trong rất nhiều dây chuyền sản xuất khác nhau và thường dùng nhiều nhất là các dây chuyền dùng khí nén. Trong các nhà máy, công tắc này được sử dụng rất nhiều như: trên dây chuyền sản xuất, băng chuyền, băng tải… Đa số là sử dụng để giới hạn hành trình nói chung, có nghĩa là khi cơ cấu tác động vào vị trí công tắc thì sẽ làm ngắt nguồn cung cấp cho cơ cấu. Và cụ thể thì mình có liệt kê ở đây một số công dụng của công tắc hành trình mà nhiều nhà máy đang ứng dụng như:
- Phát hiện sự tiếp xúc của đối tượng
- Đếm tác động hoặc điểm sản phẩm
- Phát hiện phạm vi di chuyển
- Phát hiện vị trí và giới hạn chuyển động
- Ngắt mạch khi gặp sự cố
- Phát hiện tốc độ
Phân loại công tắc hành trình:
Hiện nay trên thị trường có khá nhiều loại công tắc hành trình khác nhau. Mỗi loại sẽ có các ưu điểm và nhược điểm riêng tùy vào nhu cầu và phạm vi mà chúng ta sử dụng. Tuy nhiên thì trong bài viết này mình sẽ chỉ phân loại theo các dạng được dùng phổ biến trên thị trường thôi nhé. nếu phân theo hình dạng bên ngoài thì ta có các dạng như sau:
Công tắc hành trình dạng bánh gạt:
Dạng công tắc này thường được cấu tạo bao gồm bộ phận nhận truyền động bằng bánh xe, thân bằng nhựa. Công tắc có tiêu chuẩn chống bụi chống nước IP67, nhiệt độ làm việc trong khoảng dưới 70°C, có điện áp tối đa là 500VAC, dòng điện định mức là 1A. Kiểu tác động của công tắc loại này là cặp tiếp điểm NO và NC tác động nhanh với cần tác động 2 chiều. Công tắc thường được tích hợp một cầu chì giúp bảo vệ ngắn mạch an toàn 10A, khối lượng sẽ là 75g.
Công tắc hành trình dạng thân kim loại:
Loại công tắc này sẽ giống với công tắc trên ở bộ phận bánh gạt. Tuy nhiên về điểm khác biệt thì khá nhiều, công tắc dạng thân kim loại thường có cấu tạo bộ phận nhận truyền động dạng kim loại có bộ phận tăng giảm kích thước. Điều này rất phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau với các cơ cấu tác động lực khác nhau. Công tắc sẽ hoạt động với điện áp lên đến 500VAC, 10A với điện áp 24VDC, nhiệt độ hoạt động -25÷70°C. Tiếp điểm 1NO + 1NC kiểu tác động nha (snap action), sử dụng cable gland PG13.5.
Công tắc hành trình dạng tác động kéo:
Đây là loại công tắc tác động bằng cách kéo lên thông qua vòng kim loại trên đỉnh, được sử dụng trong hệ thống khẩn cấp hoặc trong các ứng dụng cửa kéo. Thiết kế thân kim loại, tiêu chuẩn kín nước IP65, tiếp điểm tác động nhanh NO, NC 10A, điện áp 500VAC. Chu kỳ hoạt động 3600 lần một giờ. Loại công tắc hành trình kéo đầu kim loại này sẽ có loại có nút reset và không có nút reset
Công tắc hành trình dạng lò xo:
Công tắc thiết kế với hai phiên bản thân nhựa và thân kim loại, đối với thân nhựa thì đạt IP65, thân kim loại đạt IP66. Nhìn chung thì cả hai loại này đều có thể sử dụng ngoài trời rất tốt. Thân có hai loại kích thước 22 x 53 x 30mm và 30 x 60 x 41mm. Tiếp điểm 1NO + 1NC kiểu tác động nhanh, lỗ nối dây kiểu PG13.5. Điểm khác biệt giữa công tắc loại này với các loại khác là có một lò xo gắn trên đầu có nhiệm vụ nhận tác động từ bộ phận truyền động.
Công tắc hành trình dạng khác:
Bên cạnh đó thì trên thị trường còn có nhiều dạng công tắc hành trình khác nhau, với kết cấu tác động đầu vào sẽ khác nhau và có các thông số, cấu tạo, phạm vi hoạt động và ứng dụng khác nhau. Và vì kiến thức cá nhân là có hạn nên sẽ không thể liệt kê đầy đủ hơn cho các bạn nhé.
Ưu nhược điểm của công tắc hành trình:
Mỗi một loại cảm biến sẽ có các ưu nhược điểm khác nhau, tuy nhiên xét về tổng thể thì một công tắc hành trình sẽ có các điểm mạnh và các điểm yếu mà chúng ta cần phải quan tâm. Điều này rất có ích trong công tác trang bị và đầu tư cho dây chuyền sản xuất hay các thiết bị hỗ trợ sản xuất, cụ thể thì chúng có các ưu và nhược điểm như sau:
Ưu điểm:
- Tiêu thụ ít năng lượng điện
- Có thể sử dụng hầu hết trong các ứng dụng công nghiệp
- Có thể điều khiển nhiều tải
- Đáp ứng tốt các điều kiện cần đến độ chính xác và có tính lặp lại
Nhược điểm:
- Hạn chế đối với những thiết bị có tốc độ chuyển động tương đối thấp
- Phải tiếp xúc trực tiếp với thiết bị
- Do phải tiếp xúc nên làm các bộ phận cơ khí bị mòn
Các hãng sản xuất công tắc hành trình hàng đầu hiện nay:
Sẽ có nhiều chủng loại công tắc hành trình tùy theo ứng dụng riêng biệt có thể phù hợp với từng ứng dụng về kích thước, chức năng, và môi trường hoạt động. Và hiện nay thì trên thị trường có rất nhiều hãng sản xuất công tắc hành trình khác nhau. Tuy nhiên tại thị trường Việt Nam thì sẽ phổ biến với 2 loại đó là công tắc hành trình Omron và công tắc hành trình Hanyoung.
Công tắc hành trình Omron:
Các loại công tắc hành trình từ hãng Omron xuất xứ từ Châu Á đã sớm có mặt trên thị trường Việt Nam và thường được ứng dụng nhiều nhất trong các ngành công nghiệp. Với nhiều mẫu mã để chúng ta có thể lựa chọn và có độ bền khá cao, thích hợp với nhiều ứng dụng trong các hệ thống và thiết bị sản xuất. Bên cạnh đó thì hãng Omron còn sản xuất và cung cấp nhiều loại thiết bị hỗ trợ trong công nghiệp khác nhau nữa mà đặc biệt có thể kể đến là PLC.
Công tắc hành trình Hanyoung:
Đây là hãng du nhập vào Việt Nam sau Omron có nguồn gốc từ Hàn Quốc. Hãng này đã có thâm niên khá lâu đời nhưng chỉ mới cập bến Việt Nam khoảng 5 năm trở lại đây. Lợi thế duy nhất mà hãng này có thể cạnh tranh được với Omron đó là mức giá khá rẻ. Về khả năng sử dụng thì có thể nói là có thể chấp nhận được. Khả năng đáp ứng cũng việc của các loại công tắc đến từ hãng này cũng khá tốt, độ bền tương đối cao. Tuy nhiên không có sự đa dạng về các chủng loại cũng như thị trường tiêu thụ sản phẩm của hãng này cũng không gọi là quá lớn. Các sản phẩm cảm biến hay đồng hồ hiển thị có độ chính xác không mấy cao.
