Công tắc hành trình là gì? Cấu tạo công tắc hành trình 3 chân

Công tắc hành trình là gì? Limit switch là gì? Chúng ta đã nghe nói nhiều, nhưng thực tế thì chưa được tiếp xúc. Vậy qua bài viết này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu về công tắc hành trình các bạn nhé!

Công tắc hành trình là gì

Công tắc hành trình hay còn gọi là công tắc giới hạn là một thiết bị cơ điện. Chúng bao gồm một bộ truyền động được liên kết cơ học với một bộ tiếp điểm. Khi một đối tượng tiếp xúc với bộ truyền động, thiết bị sẽ vận hành các tiếp điểm để tạo hoặc ngắt kết nối điện.

Công tắc hành trình được sử dụng trong nhiều ứng dụng và môi trường khác nhau vì độ chắc chắn, dễ cài đặt và hoạt động tin cậy. Nó có thể xác định sự hiện diện hoặc không, định vị và kết thúc hành trình của một vật thể.

Ký hiệu công tắc hành trình

Trong bản vẽ kỹ thuật, công tắc hành trình có ký hiệu tương tự như ký hiệu của công tắc thông thường. Chúng ta xem hình minh hoạ bên dưới để được rõ hơn.

Công tắc hành trình tiếng Anh là gì

Công tắc hành trình trong tiếng Anh được gọi là Limit Switch. Có thể được hiểu theo nghĩa tiếng Việt như: công tắc hành trình, công tắc giới hạn,…

Cấu tạo công tắc hành trình 3 chân

Trong công nghiệp, công tắc hành trình 3 chân được sử dụng nhiều hơn. Ngoài ra, còn có loại công tắc hành trình 2 chân (hay gọi là công tắc hành trình mini), công tắc hành trình 2 cặp tiếp điểm, công tắc hành trình 2 chiều… Nhưng nhìn chung chúng có cấu tạo tương tự nhau và cũng rất đơn giản thôi. Chúng ta cùng tìm hiểu qua cấu tạo của chúng nhé.

Về cơ bản, một công tắc hành trình 3 chân có cấu tạo bao gồm 3 bộ phận chính:

• Bộ phận tiếp điểm
• Bộ phận truyền động
• Chân kết nối điện

Bộ phận tiếp điểm: Chúng bao gồm các cặp tiếp điểm. Có nhiệm vụ đóng ngắt theo tác động từ bộ phận truyền động đưa đến.

Cơ bản công tắc hành trình cũng là một loại công tắc. Cho nên nó có cấu tạo của một công tắc điện bình thường. Nó bao gồm các chân tiếp điểm: Chân COM, chân thường đóng và chân thường hở. Tạo thành các cặp tiếp điểm thường hở NO, thường đóng NC.

Bộ phận truyền động: Là phần tiếp xúc trực tiếp với các vật thể cần giám sát chuyển động. Tuỳ theo nhu cầu sử dụng mà chúng có đặc điểm cấu tạo khác nhau.

Chân kết nối điện: Là các đầu terminal dùng để đấu dây cho công tắc hành trình hoạt động.

Nguyên lý công tắc hành trình

Nguyên lý hoạt động công tắc hành trình cũng khá giống với các bộ tiếp điểm của nút nhấn mà chúng ta đã được biết. Chỉ khác ở chỗ là, các vật thể sẽ tác động điều khiển công tắc hành trình thay vì chúng ta dùng tay để đóng ngắt hoạt động của chúng.

Cụ thể ở điều kiện nghỉ, sau khi đã đấu điện và không có vật thể tác động thì 2 chân COM và NC nối với nhau. Đến khi có vật thể di chuyển trên hệ thống và tác động vào đòn bẩy. Đòn bẩy bị ép sát, lúc này tiếp điểm NC và chân COM sẽ hở ra. Ngắt hành trình của vật thể.

Nếu trên công tắc hành trình còn có cặp tiếp điểm NO thì lúc này chân COM sẽ chuyển sang kết nối với tiếp điểm này. Đồng thời xuất tín hiệu điện kích hoạt một tác động nào đó theo thiết kế của chúng ta. Ví dụ như là đảo chiều quay của motor chẳng hạn.

Sơ đồ nguyên lý công tắc hành trình

Các bạn tham khảo một sơ đồ nguyên lý công tắc hành trình cơ bản như sau:

Các loại công tắc hành trình

Hiện nay, với sự nghiên cứu chuyên sâu cùng với sự hỗ trợ của công nghệ sản xuất. Công tắc hành trình được thiết kế, chế tạo đa dạng hơn trong hình dạng, kích thước, cơ cấu truyền động, cũng như tính năng để phục vụ cho nhiều ứng dụng đặc thù khác nhau trong công nghiệp. Chúng ta cùng xem xét một vài loại rất phổ biến hiện nay như:

Công tắc hành trình 2 chiều

Đây là loại công tắc giới hạn được thiết kế có cả cặp tiếp điểm NO (thường hở) và NC (thường đóng) trên cùng 1 công tắc.

Đây được xem là điểm khác biệt của loại công tắc hành trình 2 chiều. Chúng chủ yếu phục vụ cho các ứng dụng cần đến 2 tiếp điểm ở đầu ra.

Công tắc hành trình kiểu đòn bẩy

Đây là loại công tắc hành trình phổ biến nhất cả trong dân dụng và công nghiệp. Chúng có 1 tiếp điểm NO hoặc NC. Tiếp điểm mặc định của loại này là NC (thường đóng). Khi có vật thể tác động vào cánh tay đòn, công tắc sẽ chuyển từ NC sang tiếp điểm NO và và kích hoạt một nhiệm vụ nào đó theo thiết kế của chúng ta. Khi vật thể thôi tác động thì công tắc sẽ trở về trạng thái ban đầu.

Công tắc hành trình kiểu nút nhấn

Loại công tắc hành trình kiểu nút nhấn có cách hoạt động tương tự như công tắc hành trình kiểu đòn bẩy, chỉ khác nhau về mặt thiết kế hình dạng. Các bạn để ý, các phím nhấn trên laptop hay chuột cũng là dạng công tắc hành trình kiểu nút nhấn đấy. Khi ta nhấn thì công tắc đóng lại thực thi lệnh được cài đặt cho nút đó. Khi nhả tay ra, hoặc vật thể cần giám sát ngừng tác động thì công tắc trở về trạng thái cũ.

Ngoài ra, còn một số loại công tắc hành trình ít phổ biến hơn như:

• Công tắc hành trình khí nén
• Công tắc hành trình kiểu bánh xe tăng đưa
• Công tắc giới hạn kiểu cần gạt
• Công tắc hành trình dạng con lăn
• Công tắc hành trình dạng đĩa quay
• Công tắc giới hạn dạng then khoá, dạng lò xo…

Cách đấu công tắc hành trình

Công tắc hành trình có nhiều loại: Công tắc hành trình 12V, công tắc hành trình 24V, công tắc hành trình 220V… nhưng nhìn chung, cách đấu điện những loại này cũng không có khác biệt nhiều.

Với một công tắc hành trình 3 chân:

• Chân COM
• Chân NO
• Chân NC

Ba chân này được ký hiệu rõ ràng trên các công tắc. Nếu không, chúng ta có thể xác định các cặp chân bằng cách dùng các loại đồng hồ VOM đo thông mạch ở thang đo điện trở. Nếu đo chân COM với 1 trong 2 chân mà đồng hồ nhảy thì đó là chân NC, và cặp chân kia chắc chắn là chân NO.

Các bước đấu dây tham khảo:

• Bước 1: Xác định nguồn cho loại công tắc hành trình đang sử dụng
• Bước 2: Đấu dây nóng (dây dương) vào chân COM
• Bước 3: Đấu dây tín hiệu vào chân NO, NC theo thiết kế mạch
• Bước 4: Cấp nguồn và vận hành theo nguyên lý bản vẽ

Mạch đảo chiều dùng công tắc hành trình

Các bạn tham khảo mạch đảo chiều dùng công tắc hành trình. Đây là sơ đồ mạch được một anh chia sẻ lên trên diễn đàn webdien để anh em cùng tham khảo và thảo luận.

Ưu nhược điểm của công tắc hành trình

Ưu điểm của công tắc hành trình:

• Một số ưu điểm của công tắc hành trình là phát hiện đáng tin cậy một đối tượng bất kể màu sắc, hình dạng hoặc kích thước cùng với vị trí chính xác và khả năng lặp lại chính xác.
• Dễ sử dụng, điều khiển
• Không bị ảnh hưởng bởi môi trường hoạt động vì thế, được ưu tiên lựa chọn sử dụng trong môi trường khắc nghiệt
• Tương thích nhiều ứng dụng trong công nghiệp
• Tiêu thụ rất ít năng lượng khi hoạt động
• Có khả năng kết nối với các bộ điều khiển để mở rộng ứng dụng, điều khiển được nhiều tải hơn.
• Chi phí đầu tư thấp
• Dễ dàng bảo trì bảo dưỡng và thay thế khi cần thiết

Bên cạnh đó, tuy có nhiều ưu điểm nhưng công tắc hành trình cũng tồn tại không ít những nhược điểm như:

• Không sử dụng được trong các ứng dụng cần đảm bảo vệ sinh an toàn như ngành: thực phẩm, hoá mỹ phẩm, đồ uống,…
• Cũng không sử dụng được trong các ngành mà không được chạm trực tiếp vào đối tượng cần phát hiện như: dụng cụ y khoa, chi tiết cơ khí chính xác, thuỷ tinh…
• Những môi trường có rung lắc nhiều cũng ảnh hưởng đến hoạt động của công tắc hành trình
• Cơ cấu cơ hoạt động lâu ngày cần bảo dưỡng định kỳ
• Cơ cấu truyền động dễ bị mài mòn do hoạt động liên tục
• Dễ hư hỏng, có tuổi thọ không cao khi hoạt động liên tục
• Khó sử dụng cho các đối tượng có chuyển động chậm, cực kì chậm

Cách chọn công tắc hành trình

Để chọn được một công tắc hành trình phù hợp với hệ thống. Điều quan trọng là phải nghiên cứu các thông số kỹ thuật và hiểu các thuật ngữ công tắc giới hạn như tần số chuyển mạch tối đa, hành trình để vận hành, tổng số lần di chuyển, độ lặp lại,… vị trí lắp đặt. Sau đó, chúng ta mới tiến hành chọn loại phù hợp theo ứng dụng.

Đối với các ứng dụng công nghiệp điển hình, công tắc hành trình loại kín dầu là một lựa chọn phổ biến và tốt.

Công tắc hành trình có đa dạng các hình dáng, kích thước, cũng như cơ cấu truyền động khác nhau. Vì thế, dựa vào cơ cấu của bộ truyền động, loại chuyển động và hướng di chuyển của đối tượng phải được ưu tiên là một tiêu chí khi chọn.

Ví dụ: Hiện nay loại công tắc hành trình dạng đòn bẩy quay và loại pít tông là phổ biến nhất.

• Đòn bẩy quay sử dụng nhiều cánh tay đòn bẩy khác nhau, khi được kích hoạt bởi vật thể, chúng xoay trên trục để vận hành các tiếp điểm công tắc.
• Các bộ truyền động kiểu pít tông hoạt động tốt để phát hiện chuyển động của các chi tiết máy cực nhỏ. Nó đa dạng cơ cấu như: pít tông con lăn, pít tông kim loại (đẩy ở bên hoặc ở trên) và pít tông đòn bẩy. Cần chú ý khi vận hành công tắc giới hạn dạng pít tông, nếu không có thể xảy ra hư hỏng.

Công tắc hành trình mua ở đâu

Công tắc hành trình hiện được bày bán phổ biến ở các tiệm điện, vật tư điện. Các loại chuyên dụng cho công nghiệp thì được các đại lý, các nhà phân phối nhập khẩu về Việt Nam. Để mua được các loại này, các bạn có thể tìm kiếm các nhà cung cấp trên internet với từ khoá “công tắc hành trình mua ở đâu”.

Ứng dụng công tắc hành trình – Công tắc hành trình dùng để làm gì

Công tắc giới hạn được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng dân dụng và công nghiệp. Chúng có thể được sử dụng trong nhiều hoàn cảnh khác nhau. Chúng ta cùng tìm hiểu một vài ứng dụng phổ biến của công tắc hành trình:

• Trong ngành sản xuất ôtô. Công tắc hành trình dùng để phát hiện khung xe đang di chuyển trên băng tải. Đưa tín hiệu điều khiển về hệ thống trung tâm như PLC, DCS, SCADA…Đây là ứng dụng tiêu biểu để tiết kiệm chi phí khá đáng kể thay cho các loại cảm biến vị trí hay cảm biến quang, cảm biến tiệm cận…

• Trong ngành vận tải tại các cảng biển, chúng được dùng để điều khiển các cẩu trục vận chuyển các thùng container đi đúng vị trí…
• Trong các khu vui chơi, công tắc giới hạn được sử dụng để kiểm soát hành trình của các cơ cấu cơ khí như vòng đu quay, tàu lượn siêu tốc, xe lửa,…
• Trong dân dụng đời sống, chúng được sử dụng để đóng mở cổng tự động, giám sát hành trình của thang máy, thang cuốn,…với một số tên gọi như: công tắc hành trình thang máy, công tắc hành trình cửa cuốn,…
• Trong công nghiệp, chúng dùng trên các băng tải để đổi hướng đi cho vật thể trên băng tải, làm tiếp điểm chuyển mạch cho các cơ cấu máy, giám sát hành trình của các cánh tay rôbot…

Lời kết

Công tắc hành trình là một thiết bị điện khá phổ biến. Vì vậy, đã là dân điện thì cần phải biết công tắc hành trình là gì? Nguyên lý hoạt động của chúng ra sao!
Bài viết hy vọng sẽ đáp ứng được nhu cầu tìm hiểu về loại Limit Switch này của các bạn đọc.

Rất mong nhận được sự chia sẻ bài viết rộng rãi của các bạn!