Công tắc hành trình hay còn gọi là Limit switch, là một thiết bị không thể thiếu trong ngành tự động hóa công nghiệp. Với khả năng kiểm soát và giám sát chuyển động của máy móc, công tắc hành trình đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra một cách chính xác và an toàn. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng khám phá công tắc hành trình là gì, nguyên lý hoạt động, các loại công tắc hành trình phổ biến và ứng dụng của chúng trong công nghiệp. Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp hiệu quả để nâng cao hiệu suất và độ tin cậy cho hệ thống tự động hóa của mình, hãy cùng tìm hiểu chi tiết hơn về công tắc hành trình qua các phần dưới đây.
1. Công tắc hành trình (Limit switch) là gì?
- Công tắc hành trình là dạng thiết bị cơ điện được dùng để giới hạn hành trình của bộ phận chuyển động trong một cơ cấu hay hệ thống nào đó. Nó có cấu tạo như 1 công tắc điện bình thường ngoại trừ việc được trang bị thêm 1 cần tác động để cho các bộ phận chuyển động khi có tác động sẽ làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm ở bên trong nó. Khi không còn tác động nữa công tắc hành trình sẽ tự trở về vị trí ban đầu.
- Công tắc hành trình (tiếng Anh: Limit switch) là một thiết bị điện cơ được sử dụng để kiểm soát hoạt động của máy móc và các thiết bị tự động hóa. Công tắc hành trình hoạt động bằng cách phát hiện vị trí của một bộ phận cơ học thông qua một cơ cấu chuyển động, chẳng hạn như đòn bẩy, con lăn, hoặc cần gạt. Khi bộ phận cơ học di chuyển đến một vị trí nhất định, nó tác động lên công tắc hành trình, kích hoạt hoặc ngắt mạch điện, từ đó điều khiển hoạt động của máy móc.
Ký hiệu của công tắc hành trình trong bản vẽ kỹ thuật
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của công tắc hành trình (Limit switch)
Cấu tạo
Một công tắc hành trình sẽ được cấu tạo từ các bộ phận:
- Bộ phận nhận truyền động:
Bộ phận nhận truyền động đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với 1 công tắc hành trình. Chính bộ phận này là thứ làm nên sự khác biệt giữa Limit switch và các loại công tắc thông thường. Chúng được gắn trên đầu của công tắc hành trình và thực hiện nhiệm vụ nhận tác động từ các bộ phận chuyển động để tác động kích hoạt công tắc.
- Thân công tắc:
Phần thân công tắc hành trình chứa cơ chế tiếp xúc điện, gồm các linh kiện nằm ở bên trong lớp vỏ nhựa, có chức năng giảm thiểu hư hại do va đập để bảo vệ mạch điện bên trong công tắc.
- Chân kết nối (Ổ cắm/Chân cắm):
Chân kết nối là nơi chứa các đầu vít của tiếp điểm để kết nối với hệ thống dây điện. Đây được xem là bộ phận tín hiệu ngõ ra cho công tắc vì nó có nhiệm vụ truyền tín hiệu tới các thiết bị khác khi có tác động bởi bộ phận truyền động nào đó.
Nguyên lý hoạt động
Công tắc hành trình hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản là phát hiện sự thay đổi vị trí hoặc chuyển động của một bộ phận cơ học, từ đó kích hoạt hoặc ngắt mạch điện để điều khiển hoạt động của máy móc. Dưới đây là mô tả chi tiết về nguyên lý hoạt động của công tắc hành trình:
• Cơ cấu chuyển động: Công tắc hành trình thường được trang bị một cơ cấu chuyển động như đòn bẩy, cần gạt, con lăn hoặc nút nhấn. Khi một bộ phận của máy móc di chuyển đến vị trí nhất định, nó sẽ tác động lên cơ cấu này.
• Kích hoạt công tắc: Khi cơ cấu chuyển động bị tác động, nó sẽ di chuyển và tác động lên một tiếp điểm bên trong công tắc hành trình. Tiếp điểm này có thể là loại thường mở (NO - Normally Open) hoặc thường đóng (NC - Normally Closed).
• Đóng hoặc ngắt mạch điện: Sự tác động lên tiếp điểm sẽ làm thay đổi trạng thái của mạch điện. Nếu tiếp điểm là loại thường mở, nó sẽ đóng lại và cho dòng điện đi qua khi bị tác động. Ngược lại, nếu tiếp điểm là loại thường đóng, nó sẽ ngắt mạch khi bị tác động.
• Phản hồi và kiểm soát: Tín hiệu từ công tắc hành trình sẽ được gửi về hệ thống điều khiển, từ đó thực hiện các lệnh tiếp theo như dừng máy, thay đổi hướng chuyển động, hoặc kích hoạt một quy trình khác. Điều này giúp đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra đúng theo kế hoạch và ngăn ngừa các sự cố có thể xảy ra.
Ví dụ thực tế: Một ví dụ phổ biến là trong các dây chuyền sản xuất tự động. Công tắc hành trình được lắp đặt tại các vị trí quan trọng để phát hiện khi một sản phẩm đã đi qua một giai đoạn nhất định. Khi sản phẩm tác động lên công tắc hành trình, nó sẽ gửi tín hiệu để hệ thống điều khiển biết rằng sản phẩm đã sẵn sàng cho giai đoạn tiếp theo.
3. Các loại công tắc hành trình (Limit switch)
Hiện nay, trên thị trường tự động hóa có nhiều loại công tắc hành trình khác nhau. Mỗi loại có những ưu điểm, nhược điểm và mục đích sử dụng riêng biệt.
Nếu phân loại dựa trên hình dạng, công tắc hành trình có thể được chia thành: dạng nút nhấn, dạng đòn bẩy, dạng tế vi,... Nếu phân loại theo kiểu cần tác động, công tắc giới hạn hành trình bao gồm: cần tác động lò xo, cần tác động tăng đưa, cần tác động kéo,...
Phân loại công tắc hành trình theo hình dạng và cấu tạo vật lý
Dạng nút nhấn
- Công tắc hành trình nút nhấn này có một nút nhấn ở đầu thiết bị. Vỏ và đầu của nó được chế tạo từ kim loại bền, có khả năng chịu được các tác động vật lý như va đập. Công tắc hành trình dạng nút nhấn phổ biến nhất có 3 chân, đây là các tiếp điểm của công tắc. Công tắc hành trình nút nhấn có hai loại tiếp điểm:
• Tiếp điểm động: Gắn liền với trục và nút nhấn, di chuyển khi nút nhấn được bấm.
• Tiếp điểm tĩnh: Đặt ở ba chân của công tắc, giữ nguyên vị trí mà không thay đổi.
- Khi nhấn nút, tiếp điểm động sẽ di chuyển từ chân này sang chân khác, đóng và ngắt các mạch điện nối đến thiết bị. Do đó, các thiết bị sẽ dừng hoặc hoạt động ngay khi nút được nhấn. Công tắc hành trình nút nhấn thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu hành trình có độ dài khoảng 10mm.
Dạng 2 chiều (dạng tế vi)
- Công tắc hành trình 2 chiều hay còn gọi là công tắc hành trình dạng tế vi, là thiết bị có cả hai tiếp điểm NO (thường mở) và NC (thường đóng) trên cùng một công tắc. Do có hai tiếp điểm NO/NC, công tắc này có độ chính xác cao hơn và thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác hành trình cao, thường từ 0.3 ~ 0.7mm.
- Công tắc hành trình 2 chiều bao gồm vỏ bọc kim loại chịu va đập, hai tiếp điểm tĩnh và một tiếp điểm động. Tiếp điểm động của công tắc hành trình dạng tế vi được gắn trên đầu của một lò xo lá làm từ kim loại đàn hồi, thường là nhôm. Khi nút công tắc được bấm, lò xo lá bị biến dạng và bật xuống dưới, làm cho tiếp điểm động chạm vào tiếp điểm tĩnh thường đóng, tạo ra mạch điện kín và kích hoạt thiết bị điện.
- Khi thả nút công tắc, lò xo lá sẽ trở về vị trí ban đầu nhờ tính đàn hồi, làm cho tiếp điểm động tách khỏi tiếp điểm tĩnh, khiến mạch điện hở và thiết bị điện dừng lại tại điểm hành trình mong muốn.
Công tắc hành trình dạng đòn đẩy
- Công tắc hành trình dạng đòn bẩy là một trong những loại công tắc hành trình phổ biến nhất trong các lĩnh vực dân dụng và công nghiệp. Loại công tắc này có một tiếp điểm NO (thường mở) hoặc NC (thường đóng), với tiếp điểm mặc định là NC. Tay truyền động của công tắc được thiết kế từ thanh nối kết hợp với trục đòn bẩy, cho phép trục truyền động quay tự do ngay cả khi thanh bị lệch. Khi lực tác động lên thanh bị loại bỏ, trục đòn bẩy sẽ trở về trạng thái bình thường nhờ lò xo hồi vị.
- Dưới trục đòn bẩy, một con lăn được gắn thêm để giúp quay bộ chuyển động khi vị trí thay đổi từ phải sang trái. Công tắc hành trình dạng đòn bẩy có nhiều tiếp điểm được gắn bên trong để hỗ trợ hoạt động cơ học.
Thiết kế tiếp điểm của công tắc này có thể ở trạng thái mở hoặc đóng, và sự kết hợp giữa cơ chế chấp hành với tay đòn sẽ chuyển tiếp điểm từ trạng thái này sang trạng thái khác. Điều này khiến công tắc hành trình thường ở trạng thái mở và chỉ đóng lại khi được kích hoạt.
- Cấu tạo của công tắc hành trình dạng đòn bẩy phức tạp hơn so với các loại công tắc nút nhấn và tế vi, bao gồm các bộ phận chính:
• Con lăn
• Đòn bẩy
• Tiếp điểm tĩnh
• Tiếp điểm động
• Lò xo
• Then khóa
• Đĩa quay
Với thiết kế thông minh và độ tin cậy cao, công tắc hành trình dạng đòn bẩy được sử dụng rộng rãi để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong các ứng dụng công nghiệp và dân dụng.
Phân loại theo dạng cần tác động
Công tắc hành trình đầu bánh xe kiểu gạt
Công tắc hành trình đầu bánh xe kiểu gạt, hay còn gọi là limit switch với thân và bánh xe (roller lever), được thiết kế với vỏ nhựa đạt tiêu chuẩn chống nước IP67, chịu được nhiệt độ hoạt động tối đa 70 độ C. Thiết bị hoạt động với điện áp tối đa 500VAC, dòng định mức 1A, và có cặp tiếp điểm NO và NC kiểu tác động nhanh. Với cần tác động hai chiều, sản phẩm tuân thủ tiêu chuẩn IEC 947-5-1 và tích hợp cầu chì bảo vệ ngắn mạch an toàn 10A.
Công tắc hành trình đầu bánh xe tăng đưa
- Công tắc hành trình đầu bánh xe tăng đưa là loại công tắc giới hạn có thân nhựa đạt tiêu chuẩn IP65. Thiết bị này hoạt động với kiểu tác động một chiều, điện áp lên tới 500VAC và dòng định mức 10A, với một tiếp điểm NO và một tiếp điểm NC. Công tắc sử dụng ốc siết cáp (cable gland) PG13.5, chịu được nhiệt độ hoạt động tối đa 70 độ C và đạt tiêu chuẩn cấp shock điện cấp 2, tích hợp bảo vệ ngắn mạch 10A.
- Cả hai loại công tắc hành trình đầu bánh xe đều được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu khắt khe trong môi trường công nghiệp, đảm bảo độ bền và an toàn cao. Chúng là sự lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng cần độ tin cậy và hiệu suất ổn định.
- Công tắc hành trình kéo, hay còn gọi là pull wire emergency stop switch, là thiết bị điện dùng để đóng ngắt hoạt động của băng tải khi sự cố xảy ra mà không cần phải tiếp cận trực tiếp tủ điện. Nhờ tính năng bật tắt từ xa, công tắc hành trình kéo đang trở nên phổ biến trong nhiều nhà máy.
- Thiết bị này hoạt động bằng cách kéo lên thông qua vòng kim loại trên đỉnh, thường được sử dụng trong hệ thống khẩn cấp hoặc các ứng dụng cửa kéo. Với thiết kế thân kim loại đạt tiêu chuẩn kín nước IP65, công tắc hành trình kéo có tiếp điểm tác động nhanh NO và NC với dòng điện định mức 10A và điện áp 500VAC. Chu kỳ hoạt động của nó có thể lên đến 3600 lần mỗi giờ. Công tắc hành trình kéo có hai loại chính: loại có nút reset và loại không có nút reset.
Ngoài công tắc hành trình kéo, còn nhiều loại công tắc hành trình khác như:
• Công tắc hành trình dạng treo
• Công tắc hành trình con xoay
• Công tắc hành trình áp lực
• Công tắc hành trình pít tông con lăn dọc gắn vào tủ điện
• Công tắc hành trình pít tông con lăn ngang gắn vào tủ điện
• Công tắc hành trình bản lề loại thanh ngang
• Công tắc hành trình bản lề loại thanh ngang dài có con lăn
• Công tắc hành trình bản lề loại thanh ngang dài có con lăn một chiều
• Công tắc hành trình loại thanh đẩy tốt
• Công tắc hành trình con lăn xoay cánh tay
• Công tắc hành trình thanh xoay có thể điều chỉnh
• Công tắc hành trình dạng pít tông đầu bi
• Công tắc hành trình dạng cần gạt đĩa
Với sự đa dạng về loại hình và chức năng, công tắc hành trình là lựa chọn tối ưu để đảm bảo an toàn và hiệu suất cao trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp.
4. Ứng dụng của Công tắc hành trình (Limit switch)
Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của công tắc hành trình:
Ứng dụng trong hệ thống băng tải
Công tắc hành trình được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống băng tải để giám sát và điều khiển chuyển động. Khi băng tải đạt đến vị trí cuối cùng hoặc có sự cố, công tắc hành trình sẽ tự động ngắt điện, giúp ngăn ngừa tai nạn và bảo vệ thiết bị.
Ứng dụng trong máy móc công nghiệp
Trong các máy móc công nghiệp như máy dập, máy cắt, và máy ép, công tắc hành trình đóng vai trò quan trọng trong việc xác định vị trí của các bộ phận chuyển động. Điều này giúp đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra chính xác và an toàn.
Ứng dụng trong hệ thống cửa tự động
Công tắc hành trình được sử dụng trong các hệ thống cửa tự động để xác định vị trí đóng/mở của cửa. Khi cửa đạt đến vị trí cuối cùng, công tắc hành trình sẽ ngắt điện để ngăn ngừa cửa tiếp tục di chuyển, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Với những ứng dụng đa dạng và quan trọng, công tắc hành trình là một thiết bị không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, đảm bảo sự an toàn và hiệu quả cho các hệ thống và thiết bị. Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp đáng tin cậy cho các ứng dụng của mình, hãy cân nhắc đến việc sử dụng công tắc hành trình để đạt được hiệu suất tốt nhất.
5. Các thương hiệu công tắc hành trình phổ biến
Công tắc hành trình hãng Hanyoung
Công tắc hành trình Hanyoung là một thương hiệu uy tín đến từ Hàn Quốc, chuyên cung cấp các loại công tắc hành trình chất lượng cao với nhiều kiểu dáng, kích thước và thông số kỹ thuật đa dạng, đáp ứng nhu cầu sử dụng phong phú trong các ngành công nghiệp tự động hóa, sản xuất, đóng gói, vận chuyển, xây dựng, v.v.
Ưu điểm của công tắc hành trình Hanyoung:
• Chất lượng cao: Được sản xuất với quy trình hiện đại, sử dụng vật liệu cao cấp, đảm bảo độ bền bỉ và khả năng hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt.
• Đa dạng: Cung cấp nhiều loại công tắc hành trình với các kiểu dáng, kích thước, thông số kỹ thuật khác nhau, đáp ứng mọi nhu cầu sử dụng.
• Giá cả hợp lý: Giá thành cạnh tranh so với các thương hiệu khác trên thị trường.
• Dễ sử dụng: Lắp đặt và sử dụng đơn giản, tiện lợi.
Một số dòng sản phẩm công tắc hành trình Hanyoung phổ biến:
• Dòng HY-M: Loại công tắc hành trình thân kim loại, kích thước nhỏ gọn, độ bền cao, phù hợp cho các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt.
• Dòng HY-L: Loại công tắc hành trình thân nhựa, giá thành rẻ hơn, phù hợp cho các ứng dụng thông thường.
• Dòng HY-LS: Loại công tắc hành trình nhỏ gọn, tiết kiệm không gian, phù hợp cho các ứng dụng có diện tích lắp đặt hạn chế.
Công tắc hành trình hãng Omron
Công tắc hành trình Omron là một trong những thương hiệu công tắc hành trình hàng đầu thế giới, đến từ Nhật Bản. Omron cung cấp đa dạng các loại công tắc hành trình với chất lượng cao, độ bền bỉ và hiệu suất hoạt động ổn định, đáp ứng nhu cầu sử dụng phong phú trong nhiều ngành công nghiệp như tự động hóa, sản xuất, đóng gói, vận chuyển, xây dựng, v.v.
Ưu điểm của công tắc hành trình Omron:
• Chất lượng cao cấp: Được sản xuất với quy trình hiện đại, sử dụng vật liệu cao cấp, đảm bảo độ bền bỉ và khả năng hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt.
• Đa dạng: Cung cấp nhiều loại công tắc hành trình với các kiểu dáng, kích thước, thông số kỹ thuật khác nhau, đáp ứng mọi nhu cầu sử dụng.
• Độ chính xác cao: Hoạt động chính xác và tin cậy, đảm bảo hiệu quả điều khiển trong hệ thống.
• Tuổi thọ cao: Có thể chịu được hàng triệu lần đóng ngắt, đảm bảo sử dụng lâu dài.
• Chống nước, chống bụi: Một số dòng sản phẩm có khả năng chống nước, chống bụi tốt, phù hợp cho các ứng dụng ngoài trời hoặc môi trường khắc nghiệt.
• Tiết kiệm điện: Tiêu hao điện năng thấp, góp phần tiết kiệm chi phí vận hành.
• Dễ sử dụng: Lắp đặt và sử dụng đơn giản, tiện lợi.
Một số dòng sản phẩm công tắc hành trình Omron phổ biến:
• Dòng Z: Loại công tắc hành trình nhỏ gọn, tiết kiệm không gian, phù hợp cho các ứng dụng có diện tích lắp đặt hạn chế. • Dòng WL: • Có nhiều lựa chọn về mẫu mã, bao gồm mẫu hành trình vượt mức có OT lớn hơn, mẫu có trang bị chỉ báo để kiểm tra hoạt động, mẫu nhiệt độ thấp, mẫu chịu nhiệt và mẫu chống ăn mòn.
• Model tải trọng nhỏ được thêm vào dòng sản phẩm.
• Tiêu chuẩn được phê duyệt: EC/IEC, UL, CSA, CCC (Trung Quốc tiêu chuẩn).Công tắc hành trình hãng CHINTCông tắc hành trình hãng CHINT là một trong những sản phẩm chủ lực của tập đoàn CHINT, một trong những nhà cung cấp thiết bị điện hàng đầu thế giới. Được thiết kế với tiêu chuẩn chất lượng cao, công tắc hành trình CHINT đáp ứng được các yêu cầu khắt khe của nhiều ứng dụng công nghiệp và dân dụng.
Đặc điểm nổi bật:
• Độ bền cao: Công tắc hành trình CHINT được sản xuất từ các vật liệu chất lượng cao, giúp tăng cường độ bền và tuổi thọ của thiết bị. Chúng có khả năng chịu đựng môi trường khắc nghiệt, chống nước, bụi bẩn và va đập.
• Độ chính xác cao: Với cơ chế hoạt động tinh vi, công tắc hành trình CHINT đảm bảo độ chính xác cao trong việc xác định vị trí của các bộ phận chuyển động. Điều này giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất và đảm bảo an toàn cho các thiết bị và người sử dụng.
• Dễ dàng lắp đặt và sử dụng: Thiết kế của công tắc hành trình CHINT cho phép dễ dàng lắp đặt và tích hợp vào các hệ thống hiện có. Các tiếp điểm NO và NC tiêu chuẩn giúp kết nối đơn giản và linh hoạt.
• Chứng nhận quốc tế: Công tắc hành trình CHINT đã đạt được nhiều chứng nhận quốc tế về chất lượng và an toàn như CE, UL, và RoHS, đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn toàn cầu.
Một số dòng sản phẩm công tắc hành trình CHINT phổ biến:
• Dòng YBLX-WL: Kích thước nhỏ gọn, tiết kiệm không gian lắp đặt, phù hợp cho các ứng dụng có diện tích hạn chế. Cung cấp nhiều kiểu dáng, kích thước và thông số kỹ thuật khác nhau.
Hiểu rõ về công tắc hành trình và cấu tạo của nó sẽ giúp bạn lựa chọn đúng loại thiết bị phù hợp với nhu cầu sử dụng, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, công tắc hành trình ngày càng được cải tiến về chất lượng và tính năng, trở thành một phần không thể thiếu trong các quy trình tự động hóa hiện đại.
Trong trường hợp bạn có nhu cầu tìm hiểu, cần tư vấn kỹ thuật và đặt mua Công tắc hành trình, hãy liên lạc ngay với Amazen thông qua:
Hotline: 0934 399 068 - Sales: 0938 072 058
Email: amazen@amazen.com.vn
Với đội ngũ hỗ trợ kỹ thuật và tư vấn bán hàng chuyên môn cao, công ty chúng tôi tự tin rằng sẽ mang lại cho quý khách hàng trải nghiệm mua hàng tuyệt vời nhất.
Amazen cam kết mọi sản phẩm biến tần mà chúng tôi hiện cung cấp là hàng chính hãng, mới hoàn toàn 100%, đảm bảo chất lượng và đầy đủ giấy tờ chứng nhận đi kèm.