Расчет контактных соединений

Примем величину удельного давления в контактирующих частях, выполненных из меди,

Кажущаяся плотность тока:

Площадь поверхности контактирования:

Сила контактного нажатия:

При этом можно использовать 4 болта из стали Ст. 3 с диаметром резьбы 8 мм.

Сила на 1 болт:

Переходное сопротивление контактирующих поверхностей (при коэффициент, зависящий от материала и состояния поверхности контактирующих поверхностей, – коэффициент, зависящий от числа точек соприкосновения и типа контактов):

Омическое сопротивление:

где – величина перекрытия контактного соединения;

– поправочный коэффициент;

Общее сопротивление контактного соединения равно

Полная наружная поверхность контактного соединения:

Превышение температуры контактного соединения:

Температура нагрева в номинальном режиме:

– контактное соединение заданных размеров не является источником тепла в токоведущем контуре аппарата.

Определим ток приваривания контактов:

Величина тока приваривания значительно превышает величину отключаемого тока и значение отключаемого тока в режиме редких коммутаций DC4 I_о=4I_ном=2,5кА. Следовательно, при данной силе контактного нажатия и при протекании как номинального тока, так и тока КЗ контактные соединения не сварятся.

Расчёт раствора контактов

Расчет раствора контактов проводится в программе «Дуга». Окно программы представлено на рис. 4. Предварительно по кривой Пашена необходимо определить значение pl для U=5U_ном.

При U=220В pl=8000 .

Рис. 4. Расчет раствора контактов в программе «Дуга»

В результате расчета получаем необходимый раствор контактов, равный 240,9 мм. Такое расстояние неприемлемо, поэтому необходимо использовать дугогасительную камеру. Предварительная величина раствора контактов принимается равной β=0,8 мм.

Расчёт контактной пружины

Для расчета контактной пружины зададимся индексом и жесткостью пружины С=160 Н/мм, а также выберем материал пружины – сталь углеродистая нормальной прочности. Тогда допустимое напряжение кручения а модуль сдвига

Диаметр проволоки пружины d:

P_к – сила контактного нажатия;

Число витков пружины N:

C – принятая ранее жесткость пружины.

Принимаем N=2 витка.

Диаметр пружины D:

Проверка механических напряжений в пружине

Расчёт возвратной пружины

Для возвратной пружины примем следующие значения жесткости и силы контактного нажатия:

Жесткость пружины С=15 Н/мм,

Также зададимся индексом

Диаметр проволоки пружины d:

Число витков пружины N:

Принимаем N=13 витков.

Диаметр пружины D:

Проверка механических напряжений в пружине

Расчёт износа дугогасительных контактов

На рис. 5 представлено окно программы «Контур», где производился расчет износа контактов. Итогом этого расчета является значение провала контактов, которое составило Окончательно примем

Поскольку величина провала контактов оказалась больше ранее принятого значения раствора β=0,8 мм, то необходимо подкорректировать значение последнего. Окончательная величина раствора контактов принимается равной β=20 мм.

Рис. 5. Расчет провала контактов в программе «Контур»

Рис. 6. Тяговые характеристики пружин аппарата