Ungerea corectă depinde de întrerupător și de mediul său de funcționare.

comutatoarelor

Kevin D. Akin
Manager de testare a aplicațiilor
Nye Lubricants Inc.
Fairhaven, Liturghie.

Editat de Stephen Mraz

Acest stand de testare propriu ajută la specificarea grăsimilor pentru comutatoarele multifuncționale prin măsurarea forței necesare pentru acționarea comutatorului la diferite temperaturi.

Un comutator multifuncțional auto utilizat pentru acționarea semnalizatoarelor, ștergătoarelor și a luminilor se va defecta rapid fără lubrifiere. Acest comutator, de exemplu, are mai multe puncte de lubrifiere mecanice și electrice.

Lubrifianții sunt esențiali pentru ca întrerupătoarele electrice să își îndeplinească specificațiile de viață și de funcționare. Alegerea celui potrivit necesită o înțelegere deplină a comutatorului și a mediului său.

Rolul lubrifiantului
Lubrifianții îmbunătățesc performanța comutatorului în trei moduri. În primul rând, previn coroziunea galvanică și de mediu la contactele comutatorului. Poluanții din aer atacă metalele, provocând formarea treptată de oxizi în pori până când ajung la suprafață, unde împiedică curentul de curent. Suprafețele de contact nobil și întrerupătoarele din metale diferite sunt deosebit de sensibile la umiditate, oxigen și gaze agresive. Chiar și placarea din metal nobil este expusă riscului dacă este uzată sau poroasă.

Lubrifianții minimizează, de asemenea, uzura, în special la contactele electrice glisante care văd cicluri repetitive sau deteriorarea arcului, două cauze frecvente ale defecțiunilor. Deși dovezile sugerează că lubrifianții schimbă sau reduc modelele arcului, sarcina reală a lubrifiantului la contactele glisante este separarea suprafețelor în timpul funcționării și menținerea resturilor în afara zonei de contact. În caz contrar, particulele microscopice de uzură se oxidează rapid, transformându-se în izolatori. Acumularea acestei granule de oxid accelerează uzura. În general, lubrifianții cu hidrocarburi funcționează cel mai bine la prevenirea uzurii, deoarece structura lor moleculară este mai rigidă decât alte uleiuri de bază. Lubrifianții corespunzători găsesc un echilibru între prevenirea uzurii și menținerea continuității electrice.

Și, în cele din urmă, lubrifianții reduc frecarea dintre componentele comutatorului, reducând astfel cantitatea de forță necesară pentru a activa un comutator. Lubrifianții asigură de obicei un coeficient de frecare de 0,1 sau mai puțin, ceea ce înseamnă că este nevoie de puțină forță pentru a opera un dispozitiv cu o preîncărcare ridicată. Acest lucru poate fi important în întrerupătoare în care forțele normale ridicate asigură o rezistență scăzută la contact și un semnal stabil sau o cale de alimentare. Ungerea este, de asemenea, importantă din punct de vedere mecanic, deoarece oferă utilizatorului final o funcționare uniformă și uniformă.

Grăsimile de amortizare (lubrifianți cu vâscozitate ridicată) sunt folosite pentru a oferi comutatorului și conferă întrerupătoarelor o senzație de „înaltă calitate”. Deși siliconii au fost folosiți în mod istoric ca grăsimi de amortizare, noii polimeri cu greutate moleculară ridicată oferă o senzație similară, fără teama de migrarea siliconului, ceea ce este mai mult decât o problemă estetică. Sub arc, siliconul se degradează în dioxid de siliciu (nisip), un subprodus abraziv și izolator care distruge rapid contactele.

Alegerea lubrifiantului potrivit
Petrolul, esterii sintetici, polialfaolefinele și fluoreterii - fie ca uleiuri simple, fie ca grăsimi - pot servi ca lubrifianți de schimb. Fiecare vine cu punctele forte și dezavantajele sale. Iată câteva sfaturi pentru alegerea celui potrivit.

• Asigurați-vă că uleiul de bază poate rezista la temperaturile de funcționare preconizate. În general, uleiurile sintetice manipulează o gamă mai largă de temperatură decât petrolul. Sinteticele sunt, de asemenea, mai puțin probabil să se evapore sau să se degradeze la temperaturi ridicate și rămân flexibile la temperaturi mai scăzute. Acest lucru le face mai utilizate pe măsură ce mediile de operare pentru comutatoare devin mai severe. Uleiurile sintetice costă mai mult decât petrolul, dar durata de viață și performanța crescută pot justifica costul, care este adesea mai mic de un penny pe unitate.

• Uleiul de bază trebuie să fie compatibil cu materialele și aditivii folosiți la întrerupător. Lubrifianții nu au niciun efect asupra majorității materialelor termoplastice, dar unele uleiuri pot înnebuni, crapa sau fragila o varietate de componente din plastic și elastomer. Esterii, diesterii și poliesterii, de exemplu, sunt incompatibili cu rășinile din policarbonat, PVC, polistiren și ABS. Numai fluoreterii sunt suficient de inertiți pentru a fi considerați siguri, practic cu fiecare componentă și sigiliu. Diagramele de compatibilitate de la producători identifică ce materiale și lubrifianți funcționează bine împreună. Testarea este însă singura modalitate de a garanta o potrivire materială reușită.

• Asigurați-vă că lubrifiantul va funcționa la curentul nominal al comutatorului. Comutatoarele pot fi clasificate ca dispozitive cu curent redus sau mare, 1 A fiind linia de despărțire între cele două. Pentru întrerupătoarele cu curent redus, temperaturile la contacte nu sunt suficient de ridicate pentru a deplasa oxizii, astfel încât protecția suprafeței este cea mai importantă. Pentru întrerupătoarele cu curent mare, reducerea uzurii este de obicei mai importantă, deoarece filmele de suprafață devin „arse”.

Nivelurile actuale ridicate ridică, de asemenea, problema arcului. Sub un arc, temperaturile pot ajunge la 1.000C. La această temperatură, majoritatea metalelor se topesc și majoritatea hidrocarburilor se polimerizează, devenind un film izolator lipicios, vâscos, care nu este ușor deplasat. Niciun material nu poate rezista acestui abuz și, în cele din urmă, comutatorul eșuează, provocând un circuit deschis. Pentru a preveni arcarea, alegeți un lubrifiant cu cea mai lungă durată de viață în astfel de condiții. În teorie, lubrifianții care se vaporizează în loc să se polimerizeze - cum ar fi poliglicoli și PFPE - funcționează mai bine deoarece nu lasă reziduuri izolante. Cu toate acestea, pe măsură ce un lubrifiant se vaporizează, rămâne mai puțin de lubrifiat. Este important de reținut că, deși arcurile de curent alternativ se auto-sting și au o durată mai scurtă decât arcurile de curent continuu, indiferent dacă comutatorul este într-un circuit de curent alternativ sau curent continuu, nu afectează dramatic durata de viață a lubrifiantului.

• Alegeți aditivii cu înțelepciune. Pasivatoarele de suprafață și agenții de întârziere a oxidului, de exemplu, pot spori performanța lubrifianților. Uleiurile de bază pot fi, de asemenea, amestecate cu o varietate de agenți de îngroșare pentru a formula grăsimi de schimb. Eficiența unui agent de îngroșare depinde de cât de mult este necesar pentru a obține un anumit grad (rigiditate) de grăsime. Componenta lubrifiantă principală este uleiul, deci este benefic să aveți cât mai mult ulei în formulare. Însă un lubrifiant nu trebuie să fie prea vâscos, altfel provoacă hidroplanare (o stare de circuit deschis), în special la temperaturi scăzute. Capacitatea unui îngroșător de a rezista la apă este, de asemenea, o considerație importantă. Întrerupătoarele sunt în general protejate de mediul înconjurător, dar umiditatea se poate condensa în interiorul lor și poate deplasa grăsimea sau se poate antrena și accelera coroziunea. Grăsimile cu săpun de litiu au o bună rezistență la apă dulce, dar o rezistență slabă la apa sărată. Argila și PTFE au, în general, rezultate bune în aplicații umede. PTFE reduce, de asemenea, frecarea, în special pe componentele din plastic.

CUM FUNCȚIONEAZĂ LUBRICAȚII DE CONTACT
Lubrifianții în cantități mari acționează ca izolatori. Așadar, nu este surprinzător faptul că unii oameni consideră în mod eronat că lubrifianții utilizați la contactele de comutare trebuie să fie conductori electric. În mod curios, nu există practic nicio diferență în rezistența la contact între contactele lubrifiate și cele neubricate.

Pentru a lucra la întrerupătoare, lubrifianții nu trebuie să interfereze cu contactul metal-tometal. Contactele unui comutator pot părea netede, dar la microscop, acestea seamănă cu un peisaj de vârfuri mici (asperități) și văi. Curentul curge numai acolo unde ating vârfurile. Deci, suprafața reală de contact este considerabil mai mică decât aria aparentă de contact, uneori mai puțin de 1% din aria aparentă. Forța normală asupra contactului este distribuită pe aceste asperități, astfel încât presiunea este mare, de obicei sute de lire sterline pe inch pătrat. Această presiune forțează cu ușurință lubrifianții să iasă din zona de contact și permite contactelor să facă conexiuni metal-metal.