Выбор формы контактной поверхности

12.4 Выбор формы контактной поверхности

Форма контактной поверхности (точка, линия) – это условные термины, фактически речь идёт о количестве элементарных площадей контактирования:

а) точечный контакт целесообразно применять при малых токах, т.е. доли – единицы ампер. Требуется малая сила контактного нажатия, в этом случае необходимо применение драгоценных металлов.

б) линейный контакт целесообразно применять при больших токах (сотни ампер) при одинаковых силах нажатия. Переходное сопротивление линейных контактов меньше, чем плоскостных. Узкая плёнка контактирования создаёт условия для стирания окислов контактного металла в процессе скольжения одного контакта по другому.

в) Плоскостной контакт целесообразно применять при больших токах, измеряемых в сотни ампер, условия удаления плёнки окислов с поверхности здесь хуже, чем у линейного, однако, вследствие большой силы контактного нажатия поверхность в нескольких местах очищается от плёнки окислов и образуется зона чистого металла.

12.5 Выбор материалов и определение размеров контактов

Основные требования, предъявляемые к материалам контактов:

1 Высокая электропроводность

2 Дугостойкость

3 Стойкость против коррозии

4 Недефицитность

Материалов, удовлетворяющих всем требованиям – нет, поэтому необходимо подбирать такой материал, свойства которого в наибольшей степени отвечают требованиям в конкретных условиях.

Основные сведения о свойствах материалов контактов приводится в [2].

Рекомендации по выбору материалов для категорий аппаратов:

РЕЛЕ

Для контакта реле, работающих для токов меньших тока дугообразования, применяются драгоценные металлы и их сплавы (серебро, палладий, золото).

Для контактов реле, работающих при токах больших тока дугообразования, применяются твёрдые тугоплавкие металлы и их сплавы типа твёрдых растворов. (Вольфрам, молибден, кремний, платина-иридий, палладий-серебро)

КОНТАКТОРЫ И АВТОМАТЫ

Выбор материалов для контактов определяется:

а) величиной тока

б) напряжением на контактах

в) индуктивностью отключаемой цепи

г) частотой коммутации в час Z

д) продолжительностью включения, кратностью включения-отключения токов по отношению к номинальному значению

Выбор материалов определяется типом дугогасительного устройства и геометрией контакта. Для контакторов и автоматов при коммутируемых токах от одного до нескольких десятков ампер наиболее износостойким является серебро и сплавы серебра. Для контакторов, где коммутирующие токи несколько десятков ампер и более, являются металлокерамические композиции. Обозначение материалов, их состав, свойства приведены в [1, табл. 5.3].

Износостойкость металлокерамических композиций возрастает при увеличении процентного содержания тугоплавкого элемента, а также при уменьшении размеров частиц порошка металла (мелко дисперсная структура).

Кроме металлокомпозиций, в качестве металла контактов применяют также медь: для лёгкого режима работы – рекомендуется медь мягкая, лужёная; для средних режимов – медь средняя, лужёная; для тяжёлых режимов – медь кадмиевая, твёрдотянутая.

12.6 Определение размеров коммутирующих контактов и контактных накладок

Геометрические размеры коммутирующих контактов зависят от:

1) величины номинального тока

2) конструкции контактной системы

3) частоты коммутации тока, ПВ, времени горения электрической дуги.

Если конструкция контактного узла предусматривает применение контактных накладок, то можно пользоваться рекомендациями, приведенными в [1, табл. 5.5 – 5.6].

В [1, табл. 5.5] приводятся зависимости диаметра контактной накладки от номинального тока. В [1, табл. 5.6] приводятся величины размеров прямоугольных накладок без привязки к току. Если в конструкции контактного узла целесообразно использовать прямоугольную накладку, то поступают следующим образом: зная величину номинального тока, по [1, табл. 5.5] определяется диаметр круга накладки, затем определяется сечение круглой накладки .

Рисунок 1.15 – Размеры контактных накладок

Полученное сечение трансформируется в сечение прямоугольной накладки при выполнении условия . Затем по [1, табл. 5.6] подбирается стандартное значение размеров контактной накладки. Высота h приводится в ряду предпочитаемых чисел.

На данном этапе фактически определяются предварительные размеры контактных накладок, окончательные размеры устанавливаются после расчёта электрической износостойкости.

12.7 Определение размеров рычажных контактов

Размеры поперечного сечения подвижного контакта можно производить по электрической плотности тока, в диапазоне токов от 20. А до 1000А она может составлять

.

Рисунок 1.16 – Подвижный и неподвижный контакт

Принимая конкретное значение плотности тока для заданного номинального тока, производится расчёт площади поперечного сечения подвижного контакта:

Меньшее значение  целесообразно применять для длительных режимов работы, а большее значение – для повторно-кратковременного и кратковременного режимов работы. Длина линии касания (ширина подвижного контакта в) может быть определена по формуле , мм,

где – это характеристический коэффициент;

– номинальный ток, А

Для проверки правильности значения в, принимаемого для дальнейших расчётов, можно ориентироваться на следующее отношение, которое получено экспериментально, эти значения сведены в таблицу 1.3.

Таблица 1.6 – Выбор ширины подвижного контакта

В тяговых контакторах  может достигать до 20 .

Для номинальных токов, не указанных в таблице 1.3, отношение  можно определить, построив график зависимости

Рисунок 1.17 – Зависимость ширины подвижного контакта от номинального тока

Толщина подвижного (неподвижного) контакта может быть рассчитана по формуле:

Ширина неподвижного контакта в` устанавливается с учётом возможного отклонения подвижного контакта, от нормального положения в процессе эксплуатации, и должна быть на 20÷25% больше подвижного контакта, т.е. , мм

Окончательные размеры рычажных контакторов принимаются после расчёта контактного узла, на заданную износостойкость, при этом коэффициент использования металла контактом  принимается равным 0,5.

Для повышения износостойкости на рычажных контактах могут устанавливаться контактные накладки (прямоугольные, квадратные, например из металлокерамики). При расчётах на электрическую износостойкость коммутирующих контактов (мостиковых, рычажных, с контактными накладками) коэффициент использования металла контактных накладок принимается ≈ 1, т.е. .

Похожие работы

Проектирование электродвигателя транспортера

Скачать

19194

4

2

... . t, с U, °С 0 0 500 36,5 1000 54 1500 62,3 2000 66,4 2500 68,2 3000 69,2 3600 69,7 2. Проектирование передаточного устройства 2.1 Выбор и обоснование кинематической схемы Согласно технологической схеме рабочей машины, транспортер приводится в движение электродвигателем через цепную передачу. Цепная передача отличается простотой в монтаже и эксплуатации, исключает ...

Разработка электромеханического привода подачи станка модели 16К20

Скачать

35454

6

10

... механизма подачи, которое остается между двигателем и исполнительным механизмом. Принимаем передаточное отношение ременной передачи i=3. Таблица 2 - Механика привода подач станка 16К20 Характер подачи Поперечная подача резцедержателя мм/мин Продольная подача стола, мм/мин Минимальная 0,000662 0,0000619 Максимальная 0,3814 0,253377 Ускоренная 1900 3800 Рассчитаем передаточные ...

Проектирование трепанатора

Скачать

53562

7

16

... две части: расчет надежности механической и электрической части. Расчет механической части на данном этапе проектирования произвести не возможно, так как величины интенсивности отказов элементов γi, входящих в изделие известны не для каждого элемента. Расчет электрической части трепанатора возможно произвести по методике, изложенной в [] Вероятность безотказной работы определим по формуле: ...

Проектирование поточной линии механической обработки детали и расчёт её технико-экономических показателей

Скачать

59924

27

4

... числовое значение списочного номера студента. Трудоёмкость изготовления детали получена путём суммирования показателей трудоёмкости каждой операции. 2.         ПРОЕКТироВАНие ПОТОчнОй ЛиНии МЕХАНической ОБРаБотКИ ДЕТАЛи 2.1.     Особенности и преимущества поточного производства Поточное производство – это производство, при котором станки располагаются в последовательности технологических ...