Расчет параметров контактного соединения

На рисунке 2.1. изображен эскиз пары линейных Г-образных контакт - деталей. Верхний контакт неподвижный, нижний - подвижный, представленный в двух предельных положениях: при первоначальном соприкосновении (сплошные линии) и в рабочем положении (штриховые). Переход из одного состояния в другое происходит путем безразрывного перекатывания контактной поверхности подвижного контакта по поверхности неподвижного контакта с одновременным его поворотом на угол α.

Рисунок 2.1. - Эскиз пары линейных Г-образных контакт - деталей 2.2. Расчет ширины контактов b

b=IДЛ/jЛ

Ширину контактов b можно выразить из формулы линейной плотности тока jЛ=lдл/b. Величина jЛ нормируется для различных коммутирующих аппаратов, применяемых на электроподвижном составе /I, с.39/. (2.1), где b – ширина контактов, мм.

IДЛ – длительный рабочий ток силовых контактов, А;

jЛ – линейная плотность тока, jЛ = 1 8 - 22 А/мм. Примем jЛ = 21 А/мм.

b= 500 /21 = 23,8 мм Принимаем b = 24 мм.

Расчет контактного нажатия Fк

Для того чтобы рассчитать Fк нужно найти тепловую постоянную контакта АК, которая может быть выражена произведением плотности тока по нажатию jH и линейной плотностью тока jЛ. Она оценивает мощность потерь, которые контакты аппарата могут рассеивать в продолжительном режиме работы. Величина jн нормируется для различных коммутирующих аппаратов, применяемых на электроподвижном составе /I, с.39/.

Ак=jл*jн, (2.2) где jн - плотность нажатия, jН = 6,1 - 6,5 А/Н, примем jН= 6,1 А/Н.

Fкм= Iдл2/(Ак* b) (2.3)

где FК – сила нажатия контактов, Н;

м – показатель, величина которого зависит от геометрической формы рабочих поверхностей контактов и принимает значения м=1 для поверхностных (плоскостных) контактов, м=0,7 .0,8 для линейных и м = 0,5 для точечных.

Ак = 21*6.1 = 128,1 А2/(Н*мм)

FК = (5002) /(128.1 * 24) = 81,32 Н

Расчет электрического сопротивления контактов rК

Величина электрического сопротивления контакта гК определяется силой нажатия контактов FК и зависит также от материала контакт - деталей. Из теории электроаппаратостроения известна следующая формула для определения величины rК:

rк = pк / Fкм (2.4)

где pк – коэффициент контактного сопротивления, зависящий от материала контактной пары. Выбираем значение рк по /1, с. ЗЗ/ для пары медь - медь луженая, рК=(1,0-1,8) *10 - 3 Ом*Н. Примем рК= 0,0015 Ом*Н;

м – показатель степени, определяющий зависимость контактного сопротивления от силы FК.

гК = 0,0015/81,32 = 0,0000184

Расчет токов IР и IПЛ и проверка их по условиям термической устойчивости

Рассчитанное значение FК следует проверить на обеспечение надежной работы контакта при токовых перегрузках. Для этого определяют ток через контакты IP, при котором происходит размягчение материала, начинается структурное изменение поверхностного слоя контакт - деталей, а также ток плавления материала контактов IПЛ:

IР= (0,7* ∆UР) / rK (2.5) где ∆UP - падение напряжения, при котором достигается температура размягчения материала, ∆UP =0,12 В;

IПЛ = (0,9*∆UПЛ) / rK (2.6)

где ∆UПЛ – падение напряжения, при котором достигается температура плавления, ∆UПЛ =0,43 В;

Данные по ∆UР, ∆UПЛ и соответствующим температурам взяты из /1, с.44/.

IР = (0,7 * 0,12) / 0,0000184 = 4565,21 А

Iпл = (0,9 *0,43) / 0,0000184 = 21032,6 А

При рабочих перегрузках ток через контактную пару может достигать 2*IДЛ, а при аварийных перегрузках – 10*IДЛ. В соответствии с этим должны выполняться условия температурной устойчивости:

IP>=2*Iдл,(2.7) 4565,21 А >= 1000 А

Iпл >=10* Iдл,(2.8) 21032,6 А >= 5000 А

Таким образом, условия температурной устойчивости выполняются.

Расчет электрической мощности, рассеиваемой на контактах при протекании тока, равного IДЛ

Работоспособность контактных соединений в сильноточных электрических цепях определяется, прежде всего, тепловыми процессами в них. Решающее значение при этом имеет соотношение между мощностью электрических потерь на контактном сопротивлении в функционирующей контактной паре и мощностью тепло рассеяния в окружающее пространство.

Уравнение баланса электрической и тепловой мощности, выделяемой и рассеиваемой в установившемся режиме, имеет вид:

(2.9)

Материалы о транспорте:

Автомобильный транспорт
Автомобильный транспорт является единственным видом транспорта, позволяющим осуществлять перевозки «от склада до двери». Протяженность автомобильных дорог общего пользования с твердым покрытием соста ...

Требование техники безопасности к инструменту, приспособлениям и основному технологическому оборудованию
Для обеспечения безопасности труда необходимо обеспечить безопасность производственного оборудования и технологических процессов. Для этого имеющийся инструмент, технологическое оборудование должны с ...

Отдельные транспортные проблемы российского транспорта
Транспорт - одна из ведущих форм общественного производства, крупнейший социальный фактор. От качества функционирования транспортной системы зависит состояние и развитие промышленности, сельского хоз ...