通讯-152-继电器装配流程设计-学位论文.doc

三明职业技术学院毕业作业作业形式： 毕业设计 作业题目： 通讯152继电器装配流程设计 姓 名： 徐伟文 学 号： 100204118 所 在 系： 机械电子系 专 业： 机械制造与自动化（1） 年(班)级： 2010级 学 制： 三年制 指导教师： 邱晔明 完成日期： 2013 年5月6日 摘要继电器主要用于控制与保护电路中做信号转换使用。它具有输入电路和输出电路，当感应元件中的输入量变化到一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制回来。继电器的种类很多，常用的有电流继电器、中间继电器、固态继电器、时间继电器、热继电器、通讯继电器等。关键词：继电器、装配流程、设计。目录前言4页第1章 继电器工作原理及零部件介绍6页1.1继电器的工作原理6页1.2继电器零部件的介绍6页第2章 继电器装配技术8页2.1继电器的装配方法 8页2.2生产规范10页第3章 通讯继电器常见问题及使用说明12页3.1通讯继电器常见问题12页3.2通讯继电器使用说明13页第4章 通讯继电器触点失效分析15页4.1、关于触点的基本注意事项15页4.2、关于触点保护15页结束语18页参考文献19页致谢语20页前言 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 对于工业控制来说，精准的时间是很重要的，而电子计时继电器正好可以完成此功能。例如，在建筑队当中，搅拌机是最常用的工具。加料先后顺序的不同的，中间所间隔的时间也是不同的。基于此我们设计一个时间继电器，来控制时间。这样也不用人多操心，一切实现自动化。此外，它也可用于点灯机控制灯点亮的缓冲时间，防止瞬时加以高压使灯烧毁，也可以控制灯点亮的时间等。我们自行设定一个加1键和一个减1键，可以灵活的进行加分和减分。 继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。 继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。 作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用： 1) 扩大控制范围。例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。 2) 放大。例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。 3) 综合信号。例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。 4) 自动、遥控、监测。例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。 继电器是一种基本的电气设备，它用来打开或关闭一定数量互相独立的电路。这种操作是利用由电压控制的线圈绕组所产生的电磁场来实现的。当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。目前，继电器主要有以下几种类型：电磁继电器、热继电器、固态继电器、通讯继电器等。第1章 继电器工作原理及零部件介绍1.1继电器的工作原理电磁继电器是常用的继电器之一，广泛应用于自动控制、通讯领域及家用电器中，其工作原理如下：（结构见图或实样） 当继电器线圈通电后，在轭铁、铁心、衔铁及工作气隙所组成的磁路内就产生磁通，由此而产生电磁吸力，吸引衔铁向铁心极靴面靠近。当线圈中的电流达到一定值时，线圈所产生的电磁吸力足以克服复原弹簧或动簧片产生的反力时，衔铁被吸引到与极靴面贴紧的位置。装在衔铁上的绝缘推动块推动动簧片运动，使动簧片上的触点和静簧片上的触点互相接触，随之被控电路接通。线圈断电后，电磁吸力消失，衔铁在动簧片的复原弹力作用下返回到初始位置，两触点也就断开，恢复原来的状态。完成一次继电器的工作过程。常见的电磁继电器的控制电压有两种：一种是直流电压，另一种是交流电压。其继电器一般也就称为直流电磁继电器和交流电磁继电器。1.2继电器零部件的介绍1.导磁类零件(1) 名称：铁心、轭铁、衔铁是继电器中的导磁零件，几乎每个继电器者有这三种零件，是构成继电器磁路部分最基本的零件。(2) 形状：见图（或实样）(3) 功能：三种零件的功能基本一样，都是将线圈产生的磁力经过这三种零件导向后集聚到衔铁和铁心极靴面之间，形成有用的电磁吸力。2.导电类零件(1) 名称：触点、簧片、焊片、连接线等，是构成继电器被控回路的零件。(2) 形状：见图（或实样）(3) 动能：这几种零件是形成继电器被控制回路的零件，是继电器的功能体现的零件。3.结构零件(1) 名称：底座、推动块、螺丝钉、隔弧片、垫片、铆钉、盖片、框架等零件是继电器的结构零件。(2) 形状：见图（或实样）(3) 功能：这些零件主要是起到将继电器的触点接触部分和电磁部分及衔铁部分连接在一起组成一个继电器部件。4.防护零件(1) 名称：主要是外壳。(2) 形状：见图（或实样）(3) 功能：主要是保护继电器部分在运输和用户使用中其功能能够可靠稳定的实现。5.线圈部件(1) 各称：线圈由线圈架、引出端子和漆包线组成。(2) 形状：见图（或实样）(3) 由线圈中的漆包线通以电流而产生电磁场，是继电器的发动机，将电能转化为磁能。第2章 继电器装配技术2.1继电器的装配方法 1. 综述继电器是由若干个零件和部件所组成的，继电器装配是根据产品的技术条件的要求将若干个零件组合成部件，再装若干个零、部件组合成成品的过程。前者为部件装配，后者为总装配。零件是组成继电器的基本单元，它是由某一种规定的材料，按技术条件的要求制成一定的形状。如触点、簧片、铁心等。部件是由若干个零件组成，也可由零件和材料组装而成。实现零件和零件和部件和部件或零件的组装过程和方法叫做继电器的装配工艺。2.继电器常用的装配方法1) 铆装铆装工艺是继电器装配过程中普遍使用的一种工艺方法，铆装应保证零件相互间的位置精度和零件的结合强度，铆接部分应符合技术要求，表面应美观、光滑、无裂纹、无压伤及缺块等。一般常用的铆装方法有以下四种：A.压铆法：用机床的轴向压力或冲击力使零件被铆接部位变形，铆牢被铆装的零件。其压铆零件见图或样件。B.旋铆法：用旋铆机的旋转挤压力使零件接触旋铆头部分变形，铆牢被铆接的零件。其旋铆零件见图或样件。C.扩铆法：用机床压力使铆钉扩涨成形而铆紧组合零件，多用于空心、半空心铆钉与支架的铆接。其扩铆零件见图或样件。D.花铆法：利用模头上的刃口，在机床压力下将铆接零件端部切裂并扩涨铆紧被组合零件。切口有十字形、一字形，花形等。是继电器最常用的铆装方法之一，多用于导磁零件铁心、轭铁的铆接。2) 校正零部件装配成继电器部分后在套壳前必须进行继电器的机械参数和电气参数校正，校正的目的是为了使每个产品的参数都能达到产品标准的要求。下面对继电器部分参数作以介绍。A.机械参数触点间隙：动、静触点之间的距离即触点间隙。静合触点压力：继电器在未激励时，动静触点之间接触的压力即静合触点压力。动合触点压力：继电器在激励后，动触点与静触点接触两触点之间的压力即动合触点压力。（部分继电器由于测量动合触点压力不方便，用衔铁超行程来衡量动合触点压力。衔铁超行程即动触点接触静触点后，衔铁尚未接触铁心极靴，极靴与衔铁之间的距离即衔铁超行程。）B.电气参数动作电压：在继电器线圈两引出端施压电压，随着电压升高，线圈磁场产生的吸力距大于继电器返力距时，继电器衔铁被吸向铁心极靴面。此时的电压即继电器的动作电压。释放电压：当继电器继圈施压电压动作后，随着电压降低，线圈磁场产生的吸力距小于继电器返力距时，继电器衔铁脱离铁心极靴面。此时的电压即继电器的释放电压。接触电阻：继电器两触点相接触时，由于触点表面有机膜和收缩所产生的电阻叫接触电阻。介质耐压：继电器各互不相连的引出端之间，在施加规定电压，其漏电流不大于1mA情况下介质的性能。绝缘电阻：继电器各互不相连的引出端之间，在施加规定电压下，引出脚之间的电阻。2. 塑封 继电器一般在整机设备中使用都要焊接到线路板上，为了适用于线路板波峰焊接和整体清洗，必须对继电器进行塑封。其作用是将继电器与外部环境隔离开来，保证继电器性能可靠。 一般塑封继电器用胶为环氧胶，其特点是粘接强度高，固化后收缩率小，尺寸稳定。其配方组成有环氧树脂、固化剂和填料等。常用的胶有单组份胶和双组份胶，单组份胶在常温下不会固化，须加热后才能固化。双组份胶须按规定配比后才能进行塑封，配制后进行充分搅拌，在常温下可以固化，为了缩短胶的固化时间，一般也在高温下固化。塑封工要接触化学品，如：香蕉水、酒精等，必须了解其性能和使用范围，塑封后产品须按规定温度和时间时行焙烘，按操作卡要求进行操作。3.绕线电磁继电器都少不了线圈，它的主要性能是将电能转化为磁能。线圈主要由线圈架和引出脚和线圈绕组三部分组成，线圈参数有线圈电阻、绕阻匝数、线径等，在绕制前须针对具体参数和线圈架调整绕线节距、排线距离、漆包线张力。要求绕制后的线圈应平整，无马鞍、腰鼓形、漆包线不应跑出架外，电阻值和匝数符合图纸要求。有的继电器线圈还须进行包扎，增强绝缘性能和固定末端引出线。3. 其它工艺方法继电器的装配中还经常用到点焊、印字等其它工艺方法。2.2生产规范 继电器生产是大批量生产，每一个工序出现疏漏，都会造成批量返工或报废，要求新从事工序的人员，一定要先熟悉操作卡的内容，掌握本工序的要领，对于不理解的地方及时报告班长或工艺员，绝对不能自作主张。第3章、通讯继电器常见问题及使用说明3.1通讯继电器常见问题1、继电器不断开1）负载电流大于SSR的额定切换电流，这样会使继电器永久短路，此时应使用额定电流较大的SSR。2）在继电器所处的环境温度下，对于所承受的电流来说如散热不良，会损坏输出半导体器件，此时应使用较大的或更有效的散热片。3）线电压瞬变引起SSR输出部分穿通，此时应使用额定电压较高的SSR或提供额外的瞬态保护电路。4）使用的线电压高于SSR的额定电压。2、切断输入后SSR才断开在SSR应该断开的时候，测量输入电压，如果测得的电压低于必须释放电压，表明断电器的释放电压太低，应更换继电器如果测得的电压高于SSR的必须释放电压，则是SSR输入端前面的线路有问题，必须改正。3、继电器不导通1）在继电器应该导通时，测量输入电压，如果该电压低于必须动作电压，表明SSR输入端前面的线路有问题；如果输入电压高于必须动作电压，查对电源极性并在必要时加以更正。2）测量SSR的输入电流，如无电流，则系SSR开路，该继电器有故障；如果有电流，但低于继电器的动作值，是SSR前面的线路有问题，必须改正。3）检查SSR的输入部分，测量SSR输出两端的电压，如果电压低于1V，表明继电器以外的线路或负载开路并应进行修理；如果存在线电压，则可能是负载短路，使电流过大引起继电器失效。4、继电器工作不规则1）检查所有接线是否正确、连接不牢或不正确产生的故障。2）检查输入和输出的引线是否在一起。3）对于非常灵敏的SSR，噪声也能耦合到输入端而引起不规则导通。5、交流电动机或螺线管负载造成颤动由于交变的dv/dt问题，SSR可以有半周波动，此时，采用缓冲器是有帮助的。3.2通讯继电器使用说明额定工作电压：是指继电器正常工作时线圈所需要的电压，也就是控制电路的控制电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。直流电阻：是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万用表测量。吸合电流：是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。释放电流：是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。触点切换电压和电流：是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。第4章、通讯继电器触点失效分析4.1、关于触点的基本注意事项1.电压触点电路的电压，在电路含有感应时会发生非常高的反向电压，电压越高能量越大，由于触点的消耗量、移动量增大，所以需要注意继电器的控制容量。另外直流电压时控制容量会极度降低需要注意。这是DC的情况，如果象AC电流那样没有零点（电流为零的点），则一旦发生电弧后很难消去，电弧时间变长是主因。尤其是因为电流方向一定，在下面有所记述，所以会引起触点的移动现象，与触点消耗相关。 一般在手册中记载了大概的控制容量，但只有这些是不够的，应该在特殊的触点电路里进行试验确认。另外，在手册等里面虽然记载了电阻负载的情况和限定的控制容量，但这主要是表示了继电器的级别，一般以AC的125V电路的电流容量来考虑是比较妥当的。手册中记载的最小适用负载并非继电器可以通断的下限标准值、保证值。这个值由于通断频率、环境条件、被要求的接触电阻的变化、绝对值的不同，可靠程度是不同的。要求模拟微小负载控制或者接触电阻为100m以下的情况（测量、无线等）请使用AgPd触点的继电器。 2.电流触点闭合及开路时的电流对触点影响很重要。例如负载为电动机或者指示灯的时候，闭合时的冲击电流越大，触点的消耗量、移动量就越增加，由于触点的粘连、移动会产生触点不能断开的故障，请在实际使用时认真确认。4.2、关于触点保护1.反向电压 象启动DC继电器那样，通断继电器串联电路或DC电动机、DC套管、DC螺线管等的感应性负载时必须进行二极管等的浪涌吸收以保护触点，这一点很重要。 切断这些感应负载时，会引起数百数千V的反向电压，使触点受到很大损害，寿命可能会明显缩短。另外，在上述负载的电流小于1A以下的领域里，反向电压产生白热或者电弧放电的电弧，通过这个放电使空气中含有的有机物分解，在触点生成黒色的异物（酸化物、炭化物），导致接触不良。 反向电压和实际测量值的例子在图1（a）里，使感应负载R为OFF的瞬间，会在线圈的两端、方向产生反向电压（e-Ldi/d-t）图1（b）那样的尖峰形，这个反向电压通过电源线加在触点的两端。一般认为常温常压的空气中的临界绝缘破坏电压是200300V，所以，前面所说的反向电压如果超过的时候，会在触点进行放电，线圈储藏的能量（1/2Li2）被消耗。吸收反向电压时，希望在200V以下。2.负载的种类和冲击电流 负载的种类和冲击电流的特性是与通断频率也有关系的，是产生触点粘连的一个大的重要因素。特别是在有冲击电流存在的负载的情况请与稳态电流一起测定冲击电流值，并讨论与选定的继电器的余裕度。下表显示了有代表性的负载与冲击电流的关系。另外，根据继电器的不同COM,NO的极性会影响电气寿命请用实际使用极性确认。（表4） 负载的种类冲击电流电阻负载稳态电流的1倍螺线管负载稳态电流的1020倍电动机负载稳态电流的510倍白炽灯负载稳态电流的1015倍水银灯负载稳态电流的约3倍钠灯负载稳态电流的13倍电容器负载稳态电流的2040倍结束语本设计在邱晔明老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着#老师的心血和汗水，在三年的大专学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向邱晔明老师以及所有老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向三明职业技术学院，机械电子系的全体老师表示由衷的谢意。感谢他们三年来的辛勤栽培。参考文献(1) 尹学博.印制板(PCB)波峰焊接的工艺研究及应用J.继电器.1997年02期(2)丁葵.舰载插箱的热性能分析J.电子机械工程.1998年06期(3)唐亮.介绍一种先导插装差压式溢流阀J.液压与气动.2001年03期(4)董景宇.混装型印制板穿孔再流焊工艺J.航空制造技术.2006年10期(5)戴政远.数控激光指示电子元件半自动插装机J.机械;1997年04期致谢语在这次毕业设计的制作过程是我的再一次学习，在设计中我充分利用大学所学的知识，让我对我所学的知识有了进一步巩固和提高在整个设计中，我学到了新知识、增长了见识，今后的日子里，我要不断地充实自己，本设计在叶老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体构思和内容，无不凝聚着老师的心血和汗水，在三年的专科学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢。21