лабораторные работы / Построение механической характеристики реле вар 4

Лабораторная работа № 3

Построение механической характеристики реле.

Дано:

F0 = 0,13(Н)	начальное контактное нажатие на размыкающем контакте
К = 0,13(мм)	раствор контактов
h = 0,3(мм)	толщина контактных пружин
b = 2,0(мм)	ширина подвижной переключающей пружины
bН = 1,2 мм	ширина пружины неподвижных контактов
L = 10,15(мм)	расстояние от места крепления переключающей пружины до толкателя якоря
l = 7,6(мм)	расстояние от места крепления переключающей пружины до размыкающего контакта
L1 = 8,6(мм)	расстояние от места крепления переключающей пружины до замыкающего контакта
lН = 2,5(мм)	рабочая длина пружин неподвижных контактов
lТ = 6,8(мм)	расстояние от толкателя якоря до его оси вращения
lЯ = 4,3(мм)	расстояние от центра полюса сердечника до оси вращения якоря
ЕК = 1,26·105 (Н/мм2)	материал контактной пружины: модуль упругости материала (нейзильбер)
FВ0 = 0,10(Н)	начальное усилие возвратной пружины
lв = 2,5(мм)	расстояние от центра вращения якоря до места приложения усилия возвратной пружины
ЕВ = 1,42·105 (Н/мм2)	материал возвратной пружины
lВ = 5,0(мм)	длина возвратной пружины
bВ = 1,6(мм)	ширина возвратной пружины
hВ = 0,2(мм)	толщина возвратной пружины
форма контактных пружин – прямолинейная

Решение:

1. Определим жесткость переключающей пружины и неподвижных контактов,

коэффициенты k и k₁.

1,627(Н/мм)

2,42(Н/мм)

= 0,764

= 0,901

2. Определим значения усилий и перемещений толкателя якоря (при этом считаем, что контактное нажатие на замыкающем контакте должно быть не менее 0,11 Н):

= 0,223(Н)

0,009(мм)

0,16034(Н)

= 0,0774(мм)

= 0,2144(Н)

0,063(мм)

3. Определим усилия на якоре относительно центра полюсов сердечника и перемещения якоря по линии центра полюса. Предварительно находим отношение l_Т/l_Я. В соответствии с конструктивным исполнением реле l_T = 6,8 мм, l_Я = 4,3 мм.

l_Т/l_Я = 6,8 / 4,3 = 1,581

4. Построим механическую характеристику контактного узла в системе координат, где по оси ординат откладываем усилия на якоре относительно центра полюсов, а по оси абсцисс – соответствующие перемещения якоря.

При построении механической характеристики реле следует пересчитать значения сил и перемещений относительно центра притяжения якоря к полюсам сердечника.

Полученные значения сил необходимо увеличить, а значения перемещений – уменьшить в l_Т/l_Я раз:

F_Я' = F₂'·( l_Т/l_Я) = 0,223*(6,8/4,3)= 0,3527(Н)

δ_Я' = y₂'·( l_Я/l_Т) = 0,009*(4,3/6,8)= 0,0057(мм)

F_Я'' = F₂''·( l_Т/l_Я) = 0,16034*(6,8/4,3)= 0,2536(Н)

δ_Я'' = y₂''·( l_Я/l_Т) = 0,0774*(4,3/6,8)= 0,0489(мм)

F_Я''' = F₂'''·( l_Т/l_Я) = 0,2144*(6,8/4,3)= 0,3391(Н)

δ_Я''' = y₂'''·( l_Я/l_Т) =0,063*(4,3/6,8)= 0,0398(мм)

Для увеличения надежности коммутации замыкающего контакта регулировка реле производится так, что замыкание этого контакта должно происходить при наличии между якорем и полюсом сердечника (по центру полюса) зазора 0,05 мм. Фактическое контактное нажатие на замыкающем контакте при полностью притянутом якоре будет благодаря этому значительно больше, чем на размыкающем контакте. На оси абсцисс слева от начала координат откладываем значение этого остаточного зазора. Рабочий ход якоря, соответствующий критической точке на механической характеристике, будет равен:

δ_КР = 0,05 + δ_Я''' + δ_Я'' = 0,05+0,0398+0,0489=0,1387(мм)

5. Определяем механическую характеристику возвратной пружины якоря. Конструктивные параметры возвратной пружины: начальное усилие F_В0 = 0,10 (Н), расстояние от центра вращения якоря до места приложения усилия возвратной пружины l_в = 2,5(мм), материал пружины – нейзильбер (Е_В = 1,42·10⁵ Н/мм²), длина, ширина и толщина пружины l_В, b_В и h_В соответственно 5,0; 1,6 и 0,2 мм.

Начальное усилие возвратной пружины приложено к якорю в его исходном положении у ограничительного упора. Для повышения надежности коммутации размыкающего контакта между переключающей контактной пружиной и толкателем якоря устанавливается зазор 0,3 мм.

Соответствующий свободный ход якоря по линии центра полюса будет равен:

= 0,19(мм)

На оси абсцисс откладываем значение хода якоря (без учета остаточного зазора):

δ_ХЯ = δ_Я' + δ_Я'' + δ_Я''' + δ_СХ = 0,0057+0,0489+0,0398+0,19=0,2844(мм)

Определяем перемещение возвратной пружины в месте приложения ее усилия к якорю:

= 0,1653(мм)

Находим усилие возвратной пружины:

= 2,5(Н)

Определяем усилие возвратной пружины, отнесенное к центру полюса сердечника:

0,1978 (Н)

На оси абсцисс в точке, соответствующей значению δ_ХЯ = 0,2844(мм) откладываем значение начального усилия возвратной пружины якоря, рав­ное 0,04 Н, а на оси ординат – усилие F_ВЦ = 0,1978(Н) и соединяем полу­ченные значения прямой линией.

В результате расчета по полученным данным построили графики механических характеристик возвратной пружины и контактного узла, а также их суммарный график, который и является механической характеристикой реле. Из этой характеристики усилие F_КР в критической точке составляет 0,1881 Н.

Механическая характеристика реле

1 – механическая характеристика возвратной пружины якоря;

2 – механическая характеристика контактного узла;

3 – суммарная механическая характеристика реле