按钮和低压开关的应用及使用方法

1.按钮

按钮是一种手动的、可以自动复位的开关。按钮通常用来接通或断开电流很小的控制电路，从而控制电动机或其他电气设备的运行。

图7-1是LA系列按钮的外形图、结构原理图及图形符号。它有两对静触点和一对动触点，动触点的两个触点之间通过触桥导通，另外还有按钮帽、复位弹簧等部分。动合触点（也称常开触点）是指按钮未被按下时就是断开的触点，动断触点（也叫常闭触点）是指按钮未被按下时就是闭合的触点。当按下按钮帽时，常闭触点先打开，常开触点后闭合；松开按钮帽，触点在复位弹簧作用下恢复到原来位置，常开触点先断开，常闭触点后闭合。按钮在切换过程中的“先断后合”的特点，可用来实现控制电路中的连锁要求。

LA系列的按钮额定电压交流为500V，直流为440V，额定电流一般为5A。它有多种型号规格，如其触点对数有一常开一常闭、二常开二常闭等。由两个按钮组合在一起的称双联按钮。

根据按钮的型号和使用场合的不同，其外形也会有所不同。另外，国家标准（GB5226.1—2008）对按钮颜色和标志都有要求，根据这些要求可以正确地设计、识别按钮的功能及含义。

急停和应急断开操作件应使用红色；启动/接通操作件颜色应为白、灰或黑色，优先用白色，也允许用绿色，但不允许用红色；停止/断开操作件应使用黑、灰或白色，优先用黑色，不允许用绿色，也允许选用红色，但靠近紧急操作器件的位置，建议不使用红色。作为启动/接通与停止/断开交替操作的按钮，操作件的优选颜色为白、灰或黑色，不允许使用红、黄或绿色；对于按动它们即引起运转而松开它们则停止运转（即保持一运转）的按钮操作件，其优选颜色为白、灰或黑色，不允许用红、黄或绿色；复位按钮应为蓝、白、灰或黑色。如果它们还用做停止/断开按钮，最好使用白、灰或黑色，优先选用黑色，但不允许用绿色。

2.低压开关

（1）低压断路器

低压断路器又称自动空气开关，是在低压电路中广泛应用的一种控制保护电器。它具有短路、过载和欠电压等多种保护功能。当发生过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备，并且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。因此，其在数控机床上使用越来越广泛。

图7-2 低压断路器的结构原理图及图形符号

a）结构图 b）图形符号

低压断路器主要由触点系统、机械传动机构和保护装置等部分组成。图7-2所示为自动空气开关的结构原理图和图形符号。主触点靠操作机构（手动或电动）来闭合。开关的自由脱扣机构是一套连杆装置，有过电流脱扣器和欠电压脱扣器等，它们都由电磁铁控制，当主触点闭合后就被锁钩锁住。过电流脱扣器在正常运行时，其衔铁是释放的，一旦发生严重过载或短路故障时，与主电路串联的线圈流过大电流而产生较强的电磁吸力把衔铁往下吸而顶开锁钩，使主触点断开，起到过电流保护作用。欠电压脱扣器的工作情况则相反，当电源电压正常时，对应的电磁铁产生吸力将衔铁吸住；当电压低于一定值时，电磁吸力减小，衔铁释放而使主触点断开；当电源电压恢复正常时，必须重新合闸才能工作，实现了失电压保护。

它的主要参数有：额定电压、额定电流、极数、脱扣器类型及其额定电流整定范围、电磁脱扣器整定范围、主触点的分断能力等。数控机床常用DZ10、DZ15、DZ5-20、DZ5-50等系列塑料外壳式自动空气开关，如图7-3所示。低压断路器适用于交流电压500V以下和直流电压220V以下的电路，作不频繁地接通和断开电路用。

图7-3 DZ低压断路器的外形

（2）行程开关

行程开关是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器，在数控机床上主要用来控制如工作台等运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。

当运动部件运动到某一预定位置时，行程开关就通过机械可动部分的动作，将机械信号变换为电信号，以实现对机械的电气控制。图7-4所示为LX19系列行程开关外形图。

图7-4 LX19系列行程开关外形图

a）外形一 b）外形二 c）结构图 d）图形符号(www.xing528.com)

行程开关的种类很多，有单推杆式、滚轮式和双滚轮式等，图7-4a所示为推杆式行程开关的外形图，图7-4b和c所示分别为滚轮式行程开关的外形和结构示意图，图7-4d所示为行程开关的图形符号。它有一对常开触点和一对常闭触点，其结构和动作原理与双联按钮相似，不同的是行程开关是利用装在运动部件上的撞块来自动撞动的，触发开关是直接断开或者闭合的。

行程开关常装设在基座的某个预定位置，其触点接到有关的控制电路中。当被控对象运动部件上装的撞块碰压到行程开关的推杆（或滚轮）时，推杆（或滚轮）被压下，行程开关的常闭触点断开，常开触点闭合，从而断开和接通有关控制电路。当撞块离开后，行程开关在复位弹簧的作用下恢复原来的状态。

常用的行程开关有LX19、LXK2等系列。

图7-5所示为一种微动行程开关，是具有瞬时动作和微小行程，可直接由较小的力经过一定的行程使触头速动，从而实现电路转换的灵敏开关。微动行程开关主要有摆杆型、滚珠短摆杆型、滚珠按钮型等。

图7-5 微动行程开关的外形

微动行程开关的使用场合一般是空间狭小、通过电流较小的地方，用在如数控机床上的旋转刀架、脚踏开关等功能部件上。

（3）接近开关

接近开关是非接触式的监测装置，当运动着的物体接近它到一定距离范围内，就能发出信号。在这类开关中，装有一种对接近它的物体有“感知”能力的位移传感器。如图7-6所示，位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的。

如图7-7所示，接近开关一般有圆柱形和立方体形两种。从工作原理看，接近开关有高频振荡型、感应电桥型、霍尔效应型、永磁及磁敏元件型、电容型、超声波型等多种形式。

图7-6 接近开关示意图

图7-7 接近开关的外形

在数控机床上，通常都选用涡流式接近开关和电容式接近开关。因为这两种接近开关对环境的要求条件较低，且响应频率高、抗干扰性能好、价格较低。在选用时，应注意对工作电压、负载电流、响应频率、检测距离等各项指标的要求。

（4）光电开关

光电开关运用可见红光、红外线或激光束工作，因没有电气或机械触点，所以也没有任何机械磨损，成为可应用在几乎任何工业领域的多面手。

光电开关的类型有直接反射式、反射镜回归反射式、对射式、颜色检出式和色标检测式等。

（5）其他开关

其他开关还有刀开关、组合开关、钥匙开关、霍尔开关、薄膜开关等，不再一一介绍。