[Kiến Thức] Công tắc hành trình là gì? Cấu tạo & ký kiệu

Trong công nghiệp, để có thể chuyển đổi hành trình trong cơ cấu chuyển động cơ khí thì không thể không nhắc đến công tắc hành trình (Limit Switch). Không những vậy, thiết bị còn có thể đóng, ngắt hoặc chuyển đổi mạch điện điều khiển mà vẫn đảm bảo an toàn. Vậy đó là gì? Cấu tạo và ứng dụng ra sao? Hãy cùng Mecsu tìm hiểu ngay dưới đây nhé:

Công tắc hành trình là gì?

Công tắc hành trình là một thiết bị điện cơ, dùng để giới hạn hành trình (quãng đường chuyển động) của một bộ phận chuyển động (như cần trục, cánh cửa, băng tải...) trong một cơ cấu hay hệ thống. Nó hoạt động như một công tắc điện thông thường (có các tiếp điểm NO, NC) và có thể đóng/mở mạch điện.

Tuy nhiên, điểm đặc biệt là nó có khả năng thay đổi trạng thái của tiếp điểm (từ đóng sang mở, hoặc từ mở sang đóng) khi có một lực tác động cơ học từ bên ngoài (thông qua bộ phận chuyển động) nhấn lên cần gạt, pít tông hay bánh xe của nó. Khi không còn lực tác động, công tắc hành trình sẽ tự động trở về trạng thái ban đầu (nhờ lò xo).

Nói cách khác, công tắc hành trình được ví như một nút nhấn, nhưng được "nhấn" tự động bởi các bộ phận cơ khí đang chuyển động, để biến đổi quá trình chuyển động cơ này thành một tín hiệu điện, từ đó điều khiển, giám sát hoặc dừng hành trình đó lại.

Ví dụ đơn giản nhất: Bên trong cửa tủ lạnh có một công tắc hành trình. Khi bạn mở cửa tủ lạnh ra (kết thúc hành trình đóng), cánh cửa nhả công tắc ra, đèn sáng. Khi bạn đóng cửa lại (bắt đầu hành trình đóng), cánh cửa nhấn vào công tắc, đèn tắt.

→ Cấu tạo công tắc hành trình

Trong cấu tạo của công tắc hành trình, thiết bị sẽ gồm có 3 bộ phận chính:

• Bộ phận nhận truyền động (Actuator Head): Đây là phần tiếp xúc trực tiếp với vật thể chuyển động và nhận lực tác động. Nó có rất nhiều hình dạng khác nhau như: cần gạt có bánh xe, pít tông nhấn, lò xo, que dài...
• Thân công tắc (Switch Body): Chứa các mạch điện tiếp điểm bên trong (như tiếp điểm NO, NC, COM). Thân thường có lớp vỏ bằng nhựa cứng hoặc kim loại để bảo vệ các mạch điện bên trong tránh khỏi những tác động vật lý và môi trường.
• Chân kết nối (Terminals): Là các đầu ốc vít hoặc chân cắm nằm ở phần đế (Terminal Base), dùng để đấu dây điện, truyền tín hiệu đóng/ngắt ra mạch điều khiển bên ngoài.

Trong các bộ phận trên, bộ phận nhận truyền động được xem là đặc trưng nhất, tạo nên sự đa dạng và khác biệt của công tắc hành trình so với công tắc điện bình thường.

→ Nguyên tắc hoạt động công tắc

Nguyên tắc hoạt động của công tắc hành trình dựa trên việc thay đổi trạng thái tiếp điểm. Bên trong thân công tắc luôn có ít nhất 3 chân kết nối cơ bản:

• COM (Common): Chân chung, là đầu vào của tín hiệu.
• NC (Normally Closed): Chân thường đóng. Ở trạng thái bình thường (khi chưa bị tác động), chân COM sẽ được nối thông mạch với chân NC.
• NO (Normally Open): Chân thường hở. Ở trạng thái bình thường, chân COM bị hở mạch (không nối) với chân NO.

Nguyên lý hoạt động như sau:

1. Trạng thái bình thường (Chưa tác động): Cần gạt/pít tông ở vị trí ban đầu. Tiếp điểm bên trong nối giữa chân COM và chân NC. Mạch COM-NO bị hở.
2. Khi có tác động: Một bộ phận cơ khí (như cánh cửa, cần máy...) di chuyển đến, nhấn vào bộ phận truyền động (cần gạt). Lực tác động này sẽ đẩy cơ cấu bên trong.
3. Chuyển đổi tiếp điểm: Ngay lập tức, tiếp điểm COM sẽ bị tách ra khỏi chân NC (làm hở mạch COM-NC) và chuyển sang kết nối với chân NO (làm đóng mạch COM-NO).
4. Khi hết tác động: Bộ phận cơ khí di chuyển đi, nhả cần gạt ra. Lò xo bên trong sẽ đẩy công tắc trở về trạng thái bình thường (COM nối lại với NC, hở với NO).

Tín hiệu điện (sự đóng/ngắt mạch) này sẽ được truyền về bộ điều khiển (như PLC, Rơ le) để giám sát hoặc ra lệnh dừng/đảo chiều động cơ.

→ Ký hiệu công tắc hành trình

Nếu muốn biết công tắc giới hạn hành trình được ký hiệu như thế nào trong các bản vẽ mạch điện? Thì hãy tham khảo hình minh họa dưới đây. Thiết bị có ký hiệu cơ bản giống như một công tắc hoặc nút nhấn, nhưng có thêm biểu tượng cho thấy nó được kích hoạt bằng cơ khí (ví dụ như một cái gạt có bánh xe).

Ứng dụng công tắc hành trình trong cuộc sống

Công tắc hành trình là thiết bị được sử dụng cực kỳ phổ biến. Nó được ứng dụng rất nhiều trong đời sống và công nghiệp:

Ứng dụng trong cửa cuốn, cửa tự động

Trong hệ thống cửa cuốn tự động, công tắc hành trình được lắp ở hai đầu của thanh ray (hoặc gần motor). Nó làm nhiệm vụ báo cho motor biết khi nào cửa đã lên đến điểm cao nhất (mở hoàn toàn) hoặc xuống đến điểm thấp nhất (đóng hoàn toàn) để tự động dừng motor lại, tránh làm hỏng cửa hoặc cháy motor.

Ứng dụng trong băng tải vận chuyển hàng hóa

Trong các dây chuyền, băng tải, người ta thường gắn công tắc hành trình ở các điểm cần dừng sản phẩm hoặc đếm sản phẩm. Khi sản phẩm trên băng tải di chuyển đến, nó sẽ gạt vào công tắc, báo tín hiệu cho hệ thống dừng băng tải lại hoặc đếm 1 đơn vị. Nó cũng được dùng ở hai đầu băng tải để làm công tắc dừng khẩn cấp hoặc đảo chiều quay của motor.

Ứng dụng trong Pa lăng, cầu trục

Pa lăng (tời điện) dùng để nâng hạ vật nặng. Để tránh việc người điều khiển quên tắt, làm cho móc cẩu kéo lên quá cao đập vào làm hỏng pa lăng (gọi là "cốc móc"), người ta gắn một công tắc hành trình ở phía trên. Khi móc sắt được kéo lên gần đến giới hạn, nó sẽ chạm vào công tắc này, tự động ngắt điện motor nâng.

Tương tự, trong cẩu trục, công tắc hành trình được dùng để giới hạn hành trình di chuyển ngang của xe con và di chuyển dọc của cả cầu trục, tránh va đập vào hai đầu đường ray.

Ứng dụng trong xe nâng

Xe nâng thường được gắn công tắc hành trình trên khung nâng để giới hạn độ cao nâng tối đa, tránh việc nâng quá cao gây mất ổn định hoặc va chạm vào trần nhà. Nó cũng có thể được dùng trong cơ cấu điều khiển để báo hiệu khi càng nâng đã ở vị trí trung tâm.

Có thể thấy rằng ứng dụng của công tắc hành trình trong đời sống và công nghiệp là vô cùng đa dạng. Nó là một thiết bị cơ-điện đơn giản, rẻ tiền nhưng cực kỳ hiệu quả và quan trọng trong các hệ thống tự động hóa và an toàn.

⏭️ Có thể anh em cần biết: Cảm biến tiệm cận là gì? Đặc điểm & Nguyên lý hoạt động (Loại cảm biến thay thế cho công tắc hành trình khi không cần tiếp xúc).

Có bao nhiêu loại công tắc hành trình?

Công tắc hành trình có vô số loại khác nhau, chủ yếu được phân biệt dựa trên cơ cấu tác động (Actuator) và vật liệu thân.

#1 Công tắc hành trình dạng bánh gạt (Roller Lever)

Đây là dạng phổ biến nhất. Có một cần gạt dài, trên đầu có gắn một bánh xe nhỏ. Bánh xe này giúp giảm ma sát và mài mòn khi vật thể trượt qua. Thường có khả năng chống bụi, kháng nước (IP65 - IP67) và hoạt động ở nhiệt độ trung bình.

#2 Dạng thân kim loại (Pít tông nhấn - Plunger)

Loại này không có cần gạt, chỉ có một pít tông (plunger) nhỏ lòi ra, vật thể sẽ nhấn trực tiếp vào pít tông này. Thường có độ chính xác vị trí cao hơn loại bánh gạt. Có loại pít tông nhấn thường, và loại có bánh xe ở đầu pít tông (roller plunger).

#3 Dạng tác động kéo (Pull-Actuated)

Đây là dạng công tắc có một vòng kim loại hoặc móc. Thay vì bị nhấn, nó sẽ bị kéo (thường là kéo dây) để kích hoạt. Nó thường được ứng dụng trong các hệ thống dừng khẩn cấp (Emergency Stop) cho băng tải dài, hoặc trong các cửa kéo.

#4 Dạng lò xo que (Spring Wobble Stick)

Đối với công tắc loại này, bộ phận truyền động là một cần dài, dẻo (như lò xo hoặc que thép dẻo). Nó có khả năng nhận tác động từ nhiều hướng khác nhau (trái, phải, trước, sau) chứ không cố định một hướng như loại bánh gạt. Thường dùng trong các ứng dụng đếm sản phẩm trên băng tải khi sản phẩm có vị trí không đồng đều.

TOP 03 thương hiệu công tắc hành trình tốt nhất

Không những đa dạng về mẫu mã mà công tắc hành trình còn được sản xuất bởi các thương hiệu khác nhau. Với top 3 thương hiệu sản xuất công tắc hành trình dưới đây sẽ là lựa chọn tốt nhất nếu anh em có nhu cầu sử dụng thiết bị này.

#1 Công tắc hành trình Hanyoung

Hanyoung - Một thương hiệu đến từ Hàn Quốc khá lâu đời về sản xuất thiết bị điện tự động hóa. So với các sản phẩm của Omron, công tắc hành trình Hanyoung thường có mức giá khá rẻ và có độ bền tương đối cao, đáp ứng tốt các nhu cầu công nghiệp cơ bản. Tuy nhiên, dải sản phẩm có thể không đa dạng bằng các thương hiệu lớn.

#2 Công tắc hành trình Omron

Nhắc đến công tắc hành trình (Limit Switch) hay cảm biến, không thể nào không nhắc đến cái tên Omron (Nhật Bản). Đây là một trong những thương hiệu hàng đầu thế giới về thiết bị tự động hóa và công tắc công nghiệp. Công tắc hành trình Omron nổi tiếng với độ bền cực cao (cả về cơ khí lẫn điện), độ chính xác tuyệt đối và cực kỳ đa dạng về mẫu mã, đáp ứng mọi yêu cầu khắt khe nhất.

#3 Công tắc hành trình Schneider

Đứng thứ 3 là thương hiệu Schneider Electric đến từ Pháp. Đây cũng là một "gã khổng lồ" toàn cầu về thiết bị điện và tự động hóa. Công tắc hành trình của Schneider (thường thuộc dòng Telemecanique Sensors) được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy, doanh nghiệp tại Việt Nam. Sản phẩm nổi bật với thiết kế hiện đại, chắc chắn, khả năng chống va đập, chịu nhiệt cao và độ tin cậy đã được kiểm chứng.

MUA NGAY HÀNG CÔNG NGHIỆP GIÁ TỐT TẠI MECSU

Tham khảo thêm tại Mecsu

>>> 100+ Mã Sản Phẩm Dây Rút: https://mecsu.vn/san-pham/day-rut-nhua.5op

>>> 1000+ Mã Sản Phẩm Đầu Cosse: https://mecsu.vn/san-pham/dau-cosse.Q1j

Bạn nên xem qua:

•  Biến áp cách ly là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
•  Biến áp xung là gì? Tiêu chuẩn kỹ thuật biến áp xung

Sau khi tìm hiểu về “Công tắc hành trình là gì”, chắc hẳn nhiều bạn đã nhận thấy rằng tầm quan trọng của thiết bị này trong công nghiệp. Nếu có nhu cầu sử dụng thì đừng quên liên hệ ngay với Mecsu để được tư vấn hỗ trợ.