叉車遠(yuǎn)近程互控電源總開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)

王永玲， 楊偉偉

（大連叉車有限責(zé)任公司， 遼寧 大連 116036）

叉車等工程機(jī)械大部分電源總開(kāi)關(guān)為單純電控式或單純手動(dòng)機(jī)械式， 而在大型工程機(jī)械的應(yīng)用上， 操作人員的控制位置一般遠(yuǎn)離地面， 這樣單純地應(yīng)用哪一種電源開(kāi)關(guān)都會(huì)存在不方便和不安全的因素。 為此， 在廣泛了解應(yīng)用背景的前提下， 借鑒現(xiàn)有技術(shù)， 經(jīng)多次試驗(yàn)， 筆者成功研制出叉車及工程機(jī)械通用的遠(yuǎn)近程互控電源總開(kāi)關(guān)。

1 電源總開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)

圖1為遠(yuǎn)近程互控電源總開(kāi)關(guān)實(shí)物， 圖2為遠(yuǎn)近程互控電源總開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。 本結(jié)構(gòu)所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種既能遠(yuǎn)程控制又能近程控制的電源總開(kāi)關(guān)， 開(kāi)關(guān)的導(dǎo)向桿在電磁力或手按的作用下， 在上下兩交錯(cuò)布置弧型齒的齒圈中間沿弧面移動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)， 動(dòng)一次就自動(dòng)調(diào)整一次導(dǎo)向桿連同觸點(diǎn)臂的高度， 使觸點(diǎn)臂接合兩電極或斷開(kāi)兩電極， 實(shí)現(xiàn)一個(gè)開(kāi)關(guān)可遠(yuǎn)近程兩種控制方法， 可雙向各自單獨(dú)控制， 也可雙向互相穿插控制， 無(wú)論人在遠(yuǎn)程還是近地都可以控制整機(jī)總電源。

2 設(shè)計(jì)方案

通過(guò)電磁線圈和手動(dòng)按鈕及回位彈簧來(lái)控制電源總開(kāi)關(guān)的電源觸點(diǎn)臂與兩電極的接合導(dǎo)通或斷開(kāi)。 開(kāi)關(guān)內(nèi)部是將導(dǎo)向桿的導(dǎo)向臂置于上下2個(gè)弧形齒齒圈中間， 2個(gè)弧形齒齒圈的齒上下交錯(cuò)布置設(shè)計(jì)， 上弧形齒齒圈的齒底高度不同 （見(jiàn)圖3）， 高低間隔設(shè)計(jì)。

導(dǎo)向桿受下端彈簧的彈力總是壓在上弧形齒的齒底處， 當(dāng)受電磁線圈磁力或手動(dòng)按鈕外力作用向下時(shí)， 導(dǎo)向桿向下隨同導(dǎo)向臂沿下齒圈弧面滑動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)向臂連著導(dǎo)向桿沿下齒圈的弧面自轉(zhuǎn)， 從上齒圈的高齒根轉(zhuǎn)到低齒根， 實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)臂與兩電極接合導(dǎo)通。

電磁線圈再得電或手動(dòng)再按一次， 導(dǎo)向桿向下隨同導(dǎo)向臂沿下齒圈弧面滑動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)， 在彈簧力的作用下向上沿上弧形齒面轉(zhuǎn)動(dòng)到上弧形齒高齒根， 此時(shí)觸點(diǎn)臂離開(kāi)兩電極， 實(shí)現(xiàn)斷電。

電磁線圈得電的電磁力控制和手動(dòng)按扭控制可以相互穿插控制， 只要觸點(diǎn)桿動(dòng)作一次， 無(wú)論是電磁力還是手動(dòng)力， 都會(huì)使導(dǎo)向桿轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整到下一個(gè)齒底高低位置， 進(jìn)而使觸點(diǎn)桿接通或斷開(kāi)兩電極。這樣遠(yuǎn)程就可以通過(guò)控制電磁線圈的得電來(lái)實(shí)現(xiàn)控制總電源， 離地的近程位置就可以直接用手動(dòng)來(lái)控制總電源。

3 動(dòng)作原理過(guò)程

圖4為上下弧形齒圈1～9位三維立體圖， 圖5為開(kāi)關(guān)通斷剖面示意圖， 圖6為本電源開(kāi)關(guān)在叉車電氣系統(tǒng)中應(yīng)用的原理圖。

圓周共有4個(gè)1～9位的動(dòng)作過(guò)程， 1～9位的動(dòng)作過(guò)程實(shí)現(xiàn)了電源的1 次接通和1次斷開(kāi)， 一周內(nèi)實(shí)現(xiàn)了4次接通和斷開(kāi)。 動(dòng)作可通過(guò)近端的手動(dòng)控制和遠(yuǎn)端的電器按鈕控制（控制電磁線圈的得電斷電） 來(lái)完成。

1） 1位 上弧形齒齒圈高齒根處， 此位置時(shí)電源處于斷開(kāi)狀態(tài)。 上弧形齒齒圈圓周內(nèi)分布了4 個(gè)高齒根， 如圖3中3號(hào)件導(dǎo)向臂所示高齒根位置， 即OFF 位， 此4 處電源均斷開(kāi)。

2） 2位 導(dǎo)向桿在手動(dòng)或電磁線圈吸力的作用下， 連同導(dǎo)向臂向下運(yùn)動(dòng)至對(duì)應(yīng)下弧形齒齒圈上（下弧形齒齒圈為圓周均布的8個(gè)弧形斜齒， 與上弧形齒齒圈于圓周上形成一定角度， 齒形錯(cuò)開(kāi)）。 此過(guò)程首先克服下彈簧向上的作用力 （上彈簧的K值遠(yuǎn)大于下彈簧）， 過(guò)程中觸點(diǎn)臂運(yùn)動(dòng)至與兩觸點(diǎn)接觸后即被限位， 下彈簧停止被壓縮， 上彈簧開(kāi)始在限位墊圈的作用下開(kāi)始被壓縮， 也更緊地將觸點(diǎn)臂壓實(shí)在兩電極上， 此時(shí)電源已處于通電狀態(tài)。

3） 3位 在手動(dòng)或電磁線圈吸力的繼續(xù)作用下， 導(dǎo)向臂繼續(xù)下行， 沿下齒面滑動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)于3位處， 此段壓縮上彈簧， 更加緊實(shí)地將觸點(diǎn)臂壓在兩電極上， 此時(shí)處于通電狀態(tài)。

4） 4位 手動(dòng)松開(kāi)或電磁線圈斷電， 導(dǎo)向桿在失去向下手動(dòng)力或電磁吸力后， 在上彈簧力的作用下向上運(yùn)動(dòng)到上弧形齒齒面上。 此時(shí)上彈簧的壓縮力仍大于下彈簧的力量， 所以在上彈簧的力量下，觸點(diǎn)臂仍被壓實(shí)于兩電極上， 電源處于通電狀態(tài)。

5） 5位 導(dǎo)向臂4位時(shí)在上彈簧力的作用下，沿上弧形齒弧面劃轉(zhuǎn)至5位， 即圖3所示ON位， 1～5位實(shí)現(xiàn)了電源的一次接通。 此時(shí)上彈簧的壓縮力仍大于下彈簧的力量， 觸點(diǎn)臂壓緊在兩電極上， 并保持不動(dòng)。 此時(shí)觸點(diǎn)臂對(duì)電極的壓緊力為上彈簧對(duì)觸點(diǎn)臂的向下作用力， 電源處于通電狀態(tài)。

6） 6位 為使電極斷電， 需再手按按鈕或電磁線圈通電一次。 此時(shí)在手動(dòng)或電磁吸力的作用下，導(dǎo)向桿克服上彈簧的作用力， 向下運(yùn)動(dòng)至下弧形齒齒圈弧面上， 電源仍處于接通狀態(tài)。

7） 7位 在手動(dòng)或電磁吸力的作用下繼續(xù)下行， 導(dǎo)向臂沿下弧形齒齒圈弧形劃轉(zhuǎn)到7位， 電源處于接通狀態(tài)。

8） 8位 在失去手動(dòng)力和電磁吸力時(shí)， 導(dǎo)向桿在上彈簧的作用下上行至上弧形齒齒圈弧面上， 此時(shí)電源仍接通。

9） 9位 在彈簧力的作用下， 導(dǎo)向臂沿弧面劃轉(zhuǎn)至上弧形齒齒圈高齒根。 此過(guò)程中先是上彈簧基本完全恢復(fù)， 后是下彈簧的彈力作用， 使觸點(diǎn)臂脫離開(kāi)兩電極。 此時(shí)電源斷開(kāi)， 導(dǎo)向臂回至OFF位。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹的遠(yuǎn)近程互控電源總開(kāi)關(guān)尤其適合操作控制距離較遠(yuǎn)的大型工程機(jī)械， 可以遠(yuǎn)程控制也可以近程地面控制總電源， 希望可以給同行們提供借鑒。 此開(kāi)關(guān)已在大連叉車責(zé)任有限公司生產(chǎn)的FD100FB、 FD150-200、 FD420BZ3-Z5車型上投入使用。