Что такое концевик? Это концевой выключатель — электрический аппарат, который переключает контакты, когда подвижная часть механизма доходит до заданной точки. Сигнал от него останавливает привод, меняет направление движения или сообщает системе управления, что узел занял нужное положение.
На станках, конвейерах и кранах чаще всего работают механические концевые выключатели: они фиксируют положение узла физическим касанием и не требуют настройки зоны чувствительности.
Для чего нужны концевики
Концевой выключатель не дает механизму выйти за пределы рабочего хода и сообщает схеме управления, где находится подвижный узел. Упор или кулачок на движущейся детали нажимает на привод, контакты переключаются, и двигатель останавливается, реверсируется или переходит к следующему шагу цикла.
Для чего нужны концевики на конкретном оборудовании, зависит от задачи:
- остановка в крайней точке. Каретка станка, тележка крана или створка ворот останавливаются в заданной точке, а не на жестком упоре;
- ограничение хода. На подъемных механизмах концевик отключает двигатель, если крюк подошел к предельной высоте, — так исключают удар обоймы в барабан и обрыв каната;
- блокировки безопасности. Пока защитное ограждение или дверца станка открыты, контакт разомкнут и схема не дает запустить привод;
- сигнал положения. Контроллер узнает, что операция закончена, и запускает следующую — на конвейерах, автоматических линиях, в лифтах.
Те же аппараты встречаются в трубопроводной арматуре — электроприводы задвижек и дисковых затворов отключаются концевиками в положениях «открыто» и «закрыто». Как сигналы концевиков встраиваются в логику ПЛК и цепи блокировок, разобрано в материале концевые выключатели в системах автоматизации.
Как устроен концевой выключатель
Устройство концевого выключателя сводится к пяти узлам: корпус, привод, механизм переключения, контактная система и возвратная пружина, которая возвращает привод и контакты в исходное положение. Привод принимает усилие от движущейся детали, механизм переключения перебрасывает контакты.
- корпус из пластика или металла защищает контакты от пыли и влаги. Металлический корпус изолируют от клемм и токоведущих частей;
- привод (актуатор) — толкатель (шток), ролик на штоке, рычаг с роликом или штанга. Именно на него набегает кулачок;
- механизм переключения бывает мгновенного действия, когда пружина перебрасывает контакты скачком независимо от скорости привода, и медленного, когда контакты движутся вместе со штоком. Скачкообразное переключение уменьшает дребезг и подгорание контактов при медленном подходе упора;
- контакты — нормально разомкнутые (НО) и нормально замкнутые (НЗ). Часто в одном аппарате есть пара НО + НЗ.
Исполнительным механизмом концевика называют его привод — ту часть, на которую давит упор. У термина есть второе значение. Концевой выключатель исполнительного механизма — это аппарат, встроенный в электропривод задвижки или затвора: он отключает двигатель, когда арматура дошла до крайнего положения.
Какие бывают концевые выключатели: виды и названия
Виды концевиков и их названия определяются прежде всего принципом срабатывания. Механические реагируют на касание, бесконтактные — на магнитное поле, металл, изменение емкости, звук или свет.
Механические (контактные)
Когда на производстве спрашивают, что такое концевик, почти всегда имеют в виду механический аппарат. Упор давит на привод, и контакты переключаются напрямую — без электроники и собственного питания. Такой выключатель включают прямо в цепь катушки контактора. Слабые места — износ при частых циклах и точность, которую ограничивает люфт механизма.
Бесконтактные
Бесконтактные датчики положения не касаются объекта и не изнашиваются от нажатий. Взамен им, кроме герконовых, нужно питание.
Герконовые (магнитные). Геркон — пара контактов в запаянной колбе, которые переключаются под действием магнитного поля. Магнит крепят на подвижной части — створке ворот, шлагбауме, каретке станка, — а геркон ставят в точке, где механизм должен остановиться. Срабатывает быстро, но коммутирует небольшой ток: контакты маленькие и стоят близко.
Индуктивные. Реагируют на металлический предмет, вошедший в зону чувствительности. Дистанция срабатывания невелика и зависит от вида металла, зато датчик выдерживает частые циклы и не боится пыли.
Емкостные. Электрод датчика образует конденсатор с окружающим пространством: предмет рядом меняет емкость, и датчик переключает выход. Срабатывают не только на металл, но и на пластик, жидкость, сыпучие материалы, тело человека.
Ультразвуковые. Излучают ультразвуковые импульсы и срабатывают по отраженному сигналу. Видят прозрачные и блестящие объекты.
Оптические. Основные элементы — инфракрасный светодиод и фототранзистор. Непрозрачный предмет перекрывает луч, параметры фототранзистора меняются, и датчик выдает сигнал на отключение.
Еще концевики делят по типу привода (кнопочные, роликовые, рычажные), по назначению — путевые отмечают точки на траектории, конечные — предельные положения, крановые работают в крановых механизмах — и по исполнению корпуса, от которого зависит степень защиты IP.
Какие бывают концевые выключатели для производственного оборудования
Разобраться, какие бывают концевые выключатели для производственного оборудования, проще, если идти от условий работы: механической нагрузки, частоты циклов, вибрации и загрязнения. Тип привода подбирают по движению упора: толкатель — при нажатии вдоль оси, ролик или рычаг с роликом — когда кулачок набегает сбоку.
| Оборудование | Задача концевика | Подходящий тип привода | Серия в каталоге |
|---|---|---|---|
| Упаковочное оборудование, автоматические линии | Точное позиционирование при умеренной нагрузке | Толкатель или ролик | ВК |
| Механизмы с вибрацией и большим усилием нажатия | Ограничение хода в грубых условиях | Рычаг или ролик | ВП |
| Конвейеры, крановые тележки, лифтовые механизмы, транспортные системы | Работа при ударах и частых циклах | Рычаг с роликом | ВПК |
| Цепи управления промышленной автоматики | Частые переключения в цепях управления | По исполнению аппарата | ВУ |
| Крановые установки, шахтные механизмы, линии с агрессивной средой | Ограничение хода в грязи и при вибрации | Рычаг под набегающий упор | КУ |
| Задвижки с электроприводом | Крайние положения шибера | Вал электропривода через червячный редуктор | ВКО |
Тип привода указан по характеру движения, исполнение сверяют с карточкой серии:
- для упаковочного оборудования и автоматических линий, где важна точность при умеренной нагрузке, подходят концевые выключатели ВК;
- там, где вибрация сильнее и нужно повышенное усилие нажатия, ставят выключатели ВП;
- под удары и частые циклы на конвейерах и крановых тележках рассчитаны путевые выключатели ВПК;
- для цепей управления с частыми переключениями предназначены выключатели ВУ;
- для крановых установок, шахтных механизмов и линий с агрессивной средой, где много грязи и вибрации, выпускаются концевые выключатели КУ.
Особняком стоят конечные выключатели ВКО. Это не рычажный аппарат, а редукторный блок для задвижек с электроприводом. Он отсчитывает обороты вала через червячный редуктор и в заданных положениях переключает четыре независимые цепи, а указатель показывает «Открыто» или «Закрыто». Исполнения различаются передаточным числом — от 1:8 до 1:240.
Обычным рычажным концевиком ВКО один к одному не заменить: понадобится несколько аппаратов и логика на контроллере. Подробности — в статье чем ВКО отличается от других типов.
Чем геркон отличается от концевого выключателя
Геркон отличается от механического концевого выключателя способом срабатывания. Его контакты запаяны в колбу и переключаются магнитным полем, а механический концевик переключается от нажатия на привод. Магнит стоит на подвижной части, геркон — в неподвижной точке, касания между ними нет.
Практическое отличие геркона от концевого выключателя — в нагрузке и условиях работы. Геркон коммутирует слабые сигнальные цепи и чувствителен к посторонним магнитным полям. Его ставят на двери, окна и ворота в охранных системах. Механический аппарат напрямую управляет катушкой контактора и выдерживает удар упора — поэтому на станках, кранах и конвейерах выбирают именно его.
Когда вместо механики выгоднее бесконтактный датчик, а когда наоборот, разобрано в статье концевой выключатель или датчик положения.
Как выбрать концевик
Основные критерии подбора:
- номинальное напряжение и ток контактов — с запасом под нагрузку цепи управления;
- степень защиты IP — под пыль, влагу, масло на конкретном участке;
- тип привода — под траекторию кулачка;
- механическая нагрузка и частота циклов — удары, вибрация, число срабатываний в смену;
- место монтажа — габариты, способ крепления и доступ для регулировки и замены.
Превышение тока выжигает контакты, а слабая защита корпуса открывает путь пыли и влаге. Пошаговый разбор с примерами для разных машин — в статье как выбрать концевой выключатель для промышленного оборудования.
Частые вопросы
Концевик и концевой выключатель — одно и то же?
Да. «Концевик» — разговорное название концевого выключателя, которое прижилось у электриков и механиков. В каталогах и схемах тот же аппарат называют концевым, конечным или путевым выключателем. Устройство и принцип работы при этом одинаковы: привод получает нажатие от упора, а контакты переключают цепь управления.
Можно ли заменить концевик датчиком?
Можно, если схема управления принимает сигнал от датчика и в зоне установки есть питание. Индуктивный или оптический датчик не изнашивается от касания. Но в цепях блокировок, на кранах и при сильных ударах механический концевик чаще оставляют: его переключение не зависит от электроники.
Почему концевик срабатывает нестабильно?
Чаще всего виноваты износ ролика или рычага, ослабленное крепление, смещение кулачка относительно оси привода, подгоревшие или загрязненные контакты. Еще одна частая причина — упор лишь частично нажимает привод из-за неточной установки по оси движения. Типовые причины и порядок проверки собраны в статье неисправности концевых выключателей.
Что означают НО и НЗ на концевом выключателе?
НО — нормально открытый (разомкнутый) контакт: в покое цепь разорвана, при нажатии на привод замыкается. НЗ — нормально закрытый (замкнутый): в покое цепь замкнута, при нажатии размыкается. Для остановки и блокировок обычно используют НЗ, чтобы обрыв провода тоже останавливал механизм.
