弹簧刚度(单位 N/mm)直接决定开关的操作力和复位性能。例如,德力西电气 LXJMs 系列行程开关的直压柱塞型操作力≤6N,回复力≥0.5N,其弹簧刚度设计需平衡灵敏度与抗振动能力。
影响因素:
材料选择:不锈钢弹簧耐腐蚀性强但弹性模量较高(约 200GPa),适用于潮湿环境;合金弹簧钢(如 65Mn)弹性模量较低(约 190GPa),可实现更小操作力,但需表面镀锌或磷化处理以防锈蚀。
结构设计:变径弹簧(如锥形弹簧)可在压缩过程中逐渐增加刚度,避免触点弹跳;多股螺旋弹簧通过分散应力提升寿命,如某品牌开关弹簧寿命达 100 万次。
环境温度:温度每升高 10℃,弹簧刚度下降约 0.1%~0.3%。高温环境(如 120℃)需采用 Inconel 合金弹簧,其刚度温度系数仅 0.002%/℃。
应用案例:
设备:半导体晶圆搬运机要求操作力≤2N,采用钛合金弹簧(刚度 0.5N/mm)和预压缩设计,确保微秒级响应。
重载机械:龙门吊限位开关需承受 100N 冲击,采用合金弹簧钢(刚度 20N/mm)和防松螺母,在 ±20℃环境下操作力波动 < 5%。
