2. Методика расчета некоторых параметров

ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИХ КОНТАКТОРОВ

Характерным для всех контактных соединений контакторов является наличие в месте контакта переходного сопротивления R_П, которое определяется физическими свойствами материала контактов, состоянием поверхности (микрогеометрией), формой контакта и давлением.

На значение сопротивления поверхностных пленок влияет отношение материала контактов к химическим реакциям, при которых под воздействием температуры, состава атмосферы, вида замыкания образуются поверхностные пленки.

Контактное сопротивление определяет значение допустимого тока. При токе, большем допустимого значения, контакты нагреваются, контактное сопротивление резко возрастает, что может привести к подплавлению и свариванию контактов.

Переходное сопротивление линейного контакта может быть вычислено по эмпирической формуле /4/

(1)

где F_K – сила нажатия контакта, Н;

m – показатель степени; для линейного контакта;

m = 0,5...0,8,

k_К – коэффициент, зависящий от материала контактов (медь) и состояния

их поверхности;

k_К = (0,08…0,14)10^-3 Омкг.

Сила нажатия в контакте и ширина контакта могут быть определены из экспериментальных зависимостей, на основании которых принимают для электропневматических контакторов

F_K/I = 0,663…0,759 H/А, (2)

I/b = 16000…30000 А/м. (3)

где I – номинальный ток контактов, А;

b – ширина контактов контактора, м.

По найденной силе нажатия в контакте вычисляем переходное сопротивление контактов.

Давление воздуха, необходимое для срабатывания контактора, определяется по формуле

, (4)

где F_B – сила давления воздуха на поршень, кгс;

D_Ц – диаметр цилиндра контактора, см.

Силу давления воздуха на поршень мы определим по формуле:

, (5)

где l_K, l – расстояния между шарнирами подвижной части контактора, см;

G^ – приведенная к штоку сила тяжести подвижной системы, кгс;

F_ТР – сила трения поршня и штока о стенки цилиндра и крышки контак-

тора, кгс;

F_П – суммарная сила выключающей и притирающей пружин, кгс.

Сила трения поршня и штока о стенки цилиндра и крышки может быть принята постоянной и равной при диаметре цилиндра 45 мм в пределах 10…15 кгс, при диаметре 58 мм – 15…20 кгс, при диаметре 90 мм – 25…32 кгс.

Приведенная к направлению сила трения в шарнирах механизма привода

, (6)

где М_{ТР. М} – сумма моментов сил трения в шарнирах механизма привода, кгссм.

Приведенная к штоку сила тяжести подвижной системы равна

, (7)

где G – сила тяжести подвижной системы контактора, кгс.

l_С – расстояние между шарнирами привода и подвижной частью контактора, см.

Сумму сил трения

, (8)

и приведенную силу тяжести можно принимать при расчетах постоянной величиной

F_ТР – G^ (9)

Переменными величинами в тяговой характеристике будут сила выключающей пружины F_П1 и приведенная сила притирающей пружины F_П2.

Суммарная сила пружин берется в пределах

, (10)

Таким образом, определив значение F_B, мы можем также найти разность сил,

, (11)

которая обеспечивает ускорение движения подвижной системы контактора.

В конце хода поршня эта разность F_р будет равна приведенной к штоку силе давления контактов F_к.

Сила, обеспечивающая выключение контактора, определяется из соотно-шения

. (12)

Необходимо отметить, что в процессе включения давление в цилиндре растет постепенно, так как цилиндр сообщается с резервуаром сжатого воздуха трубопроводами малого сечения.

Рис. 1. – Расчетная схема электропневматического контактора