2.5. Материалы контактов

К материалам контактов предъявляют следующие требования:

1. Высокие электропроводность и теплопроводность.

2. Стойкость против коррозии в воздухе и других газах.

3. Стойкость против образования пленок с высоким удельным сопротивлением.

4. Малая твердость для уменьшения необходимой силы нажатия.

5. Высокая твердость для уменьшения механического износа при частых включениях и отключениях.

6. Малая эрозия.

7. Высокая дугостойкость (температура плавления).

8. Низкая стоимость.

Рассмотрим достоинства и недостатки некоторых материалов контактов.

Медь. Достоинства: высокие электро- и теплопроводность, достаточная твердость, что позволяет применять при частых включениях и отключениях, довольно высокие значения U₀ и I₀, низкая стоимость. Недостатки: низкая температура плавления, при работе на воздухе покрывается слоем окислов, имеющих высокое сопротивление.

Серебро. Достоинства: высокие электро- и теплопроводность, пленка окисла серебра имеет низкое сопротивление, контакт серебра устойчив, благодаря малой механической прочности достаточны малые нажатия. Недостатки: малая дугостойкость и недостаточная твердость.

Алюминий. Достоинства: высокие электро- и теплопроводность, малый удельный вес позволяет уменьшить вес аппарата и снизить мощность привода. Недостатки: образование на воздухе и в активных средах пленок с высоким сопротивлением, низкая дугостойкость, малая механическая прочность, при контакте с медью образуется пара, подверженная сильной электрохимической коррозии.

Вольфрам. Достоинства: большая стойкость против эрозии, сваривания, высокая твердость позволяет применять при частых включениях. Недостатки: дорогой материал.

Пример 10.

Два круглых медных стержня на торцах обработаны под сферу радиуса и стянуты силой P=98 (15* N)H.

Определить величину сопротивления стягивания в месте контакта.

Решение.

Определим вид деформации, для чего найдем радиус площадки касания при условии, что имеет место упругая деформация:

где E=11,8·10⁶ Н/см² – модуль упругости меди.

Механическое напряжение в контактной площадке

Для мягкой меди это напряжение больше, чем напряжение смятия , следовательно, будет иметь место пластическая деформация. Тогда радиус площадки касания:

Сопротивление стягивания

где – удельное сопротивление меди.

Пример 11.

Определить величину контактного нажатия мостикового контакта блок-контактов электромагнита, если через контакты проходит ток а контакты, как подвижные, так и неподвижные, выполнены из серебряных накладок полусферической формы радиуса .