8. Расчет контактной пружины

Материал контактной пружины принимаем аналогичный материалу возвратной пружины – сталь качественная рессорно-пружинная, круглая, горячей навивки, марка 65Г.

Контактная пружина работает на величине провала контактов. Рабочая деформация мм.

С учетом формы контактов принимаем

Н,

Н.

Рассчитываем предварительное значение жесткости пружины

Н/мм.

Определяем максимальную силу пружины при полном сжатии

Н,

где  – относительный инерционный зазор, для пружин =(0,05 0,20). Принимаем  = 0,2 мм.

Максимальная деформация контактной пружины

мм.

Определяем средний диаметр пружины

мм.

Принимаем значение среднего диаметра больше рассчитанных значений Д=6,6 мм, данное значение принимаем из прототипа.

мм,

принимаем из стандартного ряда значений d =0,6 мм.

Определяем индекс пружины

.

Рассчитываем число витков

15,

Производим контрольный расчет. Определяем величину напряжения кручения при действии силы, принятых размерах и числе витков и сравниваем с допустимым

Н/мм²,

Полученное значение является меньше допустимого σ_КР < σ_Д.КР.. То есть расчет произведен верно.

Определяем параметры пружины.

Жесткость возвратной пружины также определяется как

Н/мм.

Минимальная длина пружины

мм.

Свободная длина

мм.

Шаг навивки

мм.

Сила при отпущенном якоре F_КН = 1,6 Н – неизменна.

Длина при отпущенном якоре

мм.

Тогда длина пружины при притянутом якоре равна

мм,

где - рабочая деформация пружины, равна привалу контактов х_П.

Уточним силу при притянутом якоре

Н.

Определяем суммарные усилия создаваемые контактными пружинами в цепи главных контактов

Н,

Н.

9. Построение механической характеристики

Рисунок 5. Механическая характеристика

Определяем критическую точку:

1) Н∙мм²,

2) Н∙мм²,

3) Н∙мм²,

Точка 2 является критической, производим приведение критической точки на начальный зазор

Н.

10. Расчет основных размеров сердечника и катушки электромагнита переменного тока.

Для обеспечения надежной работы электромагнита критическая электромагнитная сила должна несколько превышать соответствующую этому зазору противодействующую силу, т.е. . Исходя из опыта проектирования и эксплуатации электромагнитов значение коэффициента запаса k для наиболее неблагоприятных условий эксплуатации контакторов рекомендуется принимать k = 1,3.

Н.

Требования, предъявляемые к электромагнитам в различных областях техники, привели к большому разнообразию конструктивных форм и исполнения электромагнитов.

Широкое распространение нашли электромагниты имеющие прямолинейное перемещение якоря – прямоходовой якорь. При большом ходе механизма, а следовательно якоря, целесообразно применять данный вид электромагнитов.

Для электромагнитов переменного тока геометрический показатель определяется по формуле

Н^0,5/м=0,378 кгс^0,5/см.

Каждой конструктивной форме электромагнита, спроектированного оптимально по экономичности в отношении массы, соответствует определенный диапазон Г, при котором удельный расход материала является наименьшим. Для электромагнитов переменного тока при Н^0,5/м, целесообразно принимать электромагнит – шихтованный из штампованных пластин с прямоходовым Ш-образным якорем.

Принимаем согласно выбранному прототипу контактору ПМЕ вышеназванную конструкцию электромагнита.

Для изготовления магнитопроводов применяют магнитомягкие низкоуглеродистые материалы. Для аппаратов переменного тока почти исключительно – кремнистые электротехнические стали. Принимаем магнитопровод выполненный из листовой электротехнической стали марки 1211 толщиной 0,5 см.

При предварительном расчете размеров сердечника магнитопровода величину индукции в рабочем воздушном зазоре при отпущенном якоре ориентировочно выбираем по величине геометрического показателя по графикам. Принимаем Тл.

Для расчета площади используется уравнение электромагнитной силы Максвелла. Для электромагнитов переменного тока площадь сечения определяется по формуле

м².

Для шихтованных магнитопроводов оптимальное соотношение сторон прямоугольного сечения сердечника a/b=1, по условиям работы и изготовления катушки магнитопровода. Т.о. с учетом того, что

,

где k_З.СТ. – коэффициент заполнения сечения пакета сталью, учитывающий изоляционные слои окалины и лака; для листов толщиной 0,5 мм k_З.СТ. = 0,95 получаем размеры сердечника равные a= b=15 мм =1,5 см.

Определяем размеры катушки

Высота обмотки: мм,

где  - безразмерный коэффициент,  = 0,50,8 [5, стр. 161].

Длина обмотки: мм,

где  - безразмерный коэффициент  = 1,5  3 [5, стр. 162].

Изоляционный зазор:  = ·a =0,2∙15 =3 мм,

где  = 0,20,5 – отношение изоляционного зазора к главному размеру,

Ширина крайних полюсов: a1= U∙a = 0,6∙15 =9 мм,

где U = 0,550,65 – отношение ширины бокового полюса к ширине главного полюса,

Ширина окна: с = h_ОБ + = (+)·а =(0,8+0,2)∙15= 15 мм.

Высота окна: H=H₁+H₂ =( )a = мм,

Принимаем из прототипа отношение Н₁:Н₂  1:2, тогда Н₁= 10 мм, Н₂=24,5 мм.

На рис. 6 изображен эскиз электромагнита в соответствии с полученными результатами расчета.

Рис. 6. Эскиз электромагнита