Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Общие свойства контактных устройств




Пример 6.1. Рассчитать переходное сопротивление контактов-деталей контактного устройства со следующими параметрами:

Удельное сопротивление материала по­кры­тия контактов-деталей, rп, Ом×мм Модуль Юнга материала покрытия, Е, Н/мм2 Высота микронеровностей поверхностей контактов-деталей, hв, мкм Контактное нажатие, Fк , Н
2,4×10-5 (Au) 8,4×104 1,6 0,1

Решение.

Если ограничиться механическими напряжениями, равными модулю упругости материала контактных поверхностей Е, то величину полезной площади контактирования Sкможно оценить по формуле

, мм2, (6.1)

где Fк– величина контактного нажатия, Н; Е 8×104Н/мм2– модуль Юнга.

Для оценки величины переходного сопротивления воспользуемся известной формулой для сопротивления проводника:

, Ом, (6.2)

где r – удельное сопротивление проводника, Ом×мм; l – длина проводника, мм; S – площадь поперечного сечения проводника, мм2.

Принимая в формуле (6.2) за длину проводника l среднюю высоту микронеровностей hв, определяемую классом обработки поверхности, а в качестве площади поперечного сечения S – значение полезной площади контактирования Sк, определяемую по формуле (6.9), и вводя поправочный коэффициент пропорциональности 0,17, для расчета величины переходного сопротивления Rпполучим выражение:

, Ом, (6.3)

где rп – удельное сопротивление материала покрытия контактной поверхности, Ом×мм.

1. Подставляя исходные данные в формулу (6.3), получаем:

Ом.

Ответ. Rп=5,5×10-3 Ом.

Пример 6.2. Рассчитать переходное сопротивление контактов-деталей при точечном контактировании в контактном устройстве со следующими параметрами:

Удельное сопротивление материала по­кры­тия контактов-деталей, rп, Ом×мм Поверхностная твердость материала покрытия по Бринелю, HБ, Н/мм2 Контактное нажатие, Fк , Н
2,4×10-5 (Au) 8,4×104 0,1

Решение.

При расчетах переходного сопротивления применяют также другие приближенные формулы, полученные на основе представлений о точечном контактировании поверхностей. Например, для чисто обработан­ной поверхности (hв= 3,2¼0,8 мкм) значение Rп можно рассчитать по формуле

, Ом, (6.4)

где HБ– поверхностная твердость контактного металла по Бринелю, Н/мм2; rп– удельное сопротивление материала покрытия контактной поверхности, Ом×мм; контактное нажатие Fк– в Н.

1. Подставляя исходные данные в формулу (6.4), получаем:

Ом.

Ответ. Rп=5,5×10-3 Ом.

Пример 6.3. Рассчитать температуру перегрева контактов-деталей в контактном устройстве со следующими параметрами:

Ток через контакт, I , А Удельное сопротивление материала контактов-деталей, r, Ом×м Теплопроводность материала контакта, lт, Вт/м×К Переходное сопротивление, Rп, Ом
0,05 0,05×10-6 (Латунь) 0,15 0,1

Решение.

Нагрев контактов. При протекании тока через КУ в месте контакта происходит дополнительный нагрев. Температура перегрева DТпоценивается по формуле

, K, (6.5)

где I – ток через контакт, А; Rп– переходное сопротивление, Ом; lт – теп­лопроводность материала контакта, Вт/м×К; r – его удельное сопро­тивление, Ом×м.

1. Подставляя исходные данные в формулу (6.5), получаем:

К.

Ответ. К.

Пример 6.4. Рассчитать сопротивление Rш и емкость С искрогасящей цепочки, включенной параллельно контактам-деталям контактного устройства, нагруженного на нагрузку R=1000 Ом и индуктивность L=100 мГн.

Решение.

Для искрогашения обычно используется включение параллельно контактам-деталям искрогасящей цепочки из последовательно соединенных конденсатора С и резистора Rш. Величина сопротивления резистора

, (6.6)

где L – индуктивность цепи, включенной последовательно с КУ где R – сопротивление нагрузки цепи, а емкость конденсатора.

1. Подставляя исходные данные в формулу (6.6), получаем:

Ом; =10-7 Ф=0,1 мкФ.

Ответ. Ом; С=0,1 мкФ.

Пример 6.5. Рассчитать коэффициент стоячей волны по напряжению KстU соединителя с волновым сопротивлением Z0=50 Ом при значении увеличение волнового сопротивления DZo=2 Ом.

Решение.

КСВН характеризует относительное увеличение волнового сопротивления электрического соединителя на высоких частотах:

, (6.7)

где DZo – увеличение волнового сопротивления из-за неточности изготовления РЧ-соединителей.

Отклонения размеров основных диаметров, эксцентричность контактов соединителя вызывают отраженную волну, которая взаимодействует с падающей волной. В результате этого при определенных значениях геометрических отклонений и частоты сигнала образуются стоячие волны. При частотах сигнала менее 500 МГц величина КСВН составляет 1,01¼1,1; на более высоких частотах 4¼10 ГГц значение КСВН может достигать 1,2¼1,5. Величина КСВН возрастает при резких перепадах диаметров контактов и в случае сложения волн, отраженных от границ изменения диаметров контактов.

1. Подставляя исходные данные в формулу (6.7), получаем:

Ответ. .

Пример 6.6. Расшифровать условные обозначения следующих электрических соединителей: ОНЦ-БГ-2-45/39-Р11-16; ОНп-ВГ-7-48/94 15-В53-В; ОКП-ВИ-7-61/22 12-Р21.

Решение.

Согласно ГОСТ 17468 условные обозначения НЧ и комбинированных соединителей состоят из буквенных и цифровых элементов.

Первый элемент условного обозначения определяет группу, подгруппу и вид соединителя. Состоит из трех букв, где первые две буквы обозначают группу и подгруппу соединителей. Соединители ручного управления общего назначения низкочастотные напряжением до 1,5 кВ имеют обозначение ОН, а комбинированные ОК. Вид соединителя характеризуется третьей буквой. Цилиндрические соединители обозначаются буквой Ц, прямоугольные буквой П. Стандарт устанавливает большие буквы Ц и П и малые ц и п соответственно для соединителей объемного и печатного монтажа. Соединители ручного сочленения (расчленения) общего назначения низкочастотные до 1500 В цилиндрические для объемного монтажа имеют обозначение ОНЦ, а соединители этой же группы, предназначенные для печатного монтажа, – ОНц. Аналогичным образом обозначаются прямоугольные НЧ-соеди­ни­тели общего назначения напряжением до 1500 В: для объемного монтажа ОНП, а для печатного монтажа ОНп. Соответственно комбинированные соединители обозначаются ОКП и ОКп.

Второй элемент обозначения определяет способ соединения ответных частей соединителей и фиксации сочлененного положения: Б – байонетное (фиксация вилки и розетки в сочлененном состоянии с помощью соединительной гайки, имеющей боковой вырез), Р – резьбовое, В – врубное, С – самозапирающееся, П – с принудительным обжатием контактов, Ж – с винтовой фиксацией сочлененного положения, З – с пружинной фиксацией сочлененного положения, Н – непосредственное сочленение с печатной платой, К – косвенное сочленение с печатной платой.

Габаритные размеры соединителей и их обозначения: Н – нормальных габаритов, Г – малогабаритные, С – субминиатюрные, И – миниатюрные, М – микроминиатюрные, К – супермикроминиатюрные.

Третий цифровой элемент указывает тип соединителя и соответствует порядковому номеру разработки.

Четвертый элемент состоит из цифр, указывающих число контактов в соединителе.

Пятый элемент условного обозначения определяет условный размер частей соединителя (вилки, розетки). Для прямоугольных соединителей указывают длину и ширину через знак ´.

Шестой элемент условного обозначения буквенно-цифровой. Буква определяет часть соединителя: В – вилка, Р – розетка, П – переходник, Г – гибрид, У – униполярный, а цифра соответствует условному номеру типоконструкции (от 1 до 53).

Седьмой элемент, состоящий из цифрового обозначения, определяет номер позиции установки изолятора или поляризующего элемента. Каждый элемент условного обозначения отделяется от соседних знаком тире, а пятый элемент от четвертого дробной чертой.

Часто в условных обозначениях вводится дополнительный элемент (цифровой), указывающий вид покрытия или другую характеристику соединителя. Значения элементов условных обозначений указываются в технических условиях. Номер ТУ или другого документа на поставку указывается в конце условных обозначений. Маркировка соединителей производится на каждой его ответной части. На ней указывается товарный знак предприятия-изготовителя, условное обозначение соединителя (вилки и розетки), месяц и две последние цифры года изготовления. Обозначение климатического исполнения маркируется в одной строке в составе условного обозначения через дефис

Ответ. ОНЦ-БГ-2-45/39-Р11-16-В № ТУ – соединитель низкочастотный цилиндрический для объемного монтажа, байонетный, малогабаритный, второго номера разработки, с числом контактов 45, с условным номером 39, розетка кабельная без кожуха (ти­по­конструкция 11), левая (типоконструкция 16), всеклиматического исполнения;

ОНп-ВГ-7-48/94 15-В53-В № ТУ – соединитель прямоугольный низкочастотный общего назначения для печатного монтажа, врубного сочленения, малогабаритный, седьмого номера разработки, 48-контактный, с размерами изолятора (корпуса) 94 15 мм, угловая вилка косвенного сочленения с печатной платой (типо­кон­струкция 53), всеклиматического исполнения;

ОКП-ВИ-7-61/22 12-Р21 № ТУ – соединитель общего назначения комбинированный прямоугольный, с врубным сочленением, миниатюрный, седьмого номера разработки, 61-контактный (60 НЧ-контактов и 1 ВЧ-контакт), с размером корпуса 22 12 мм, розетка типоконструкции 21 (без кожуха).

Пример 6.7. Расшифровать условное обозначение коаксиального электрического соединителя: СР-75-110Ф.

Решение.

Условное обозначение РЧ-соединителей состоит из букв СР или СРГ (для герметичных соединителей), цифр, разделенных дефисом, и буквы. В этих обозначениях первые цифры (50; 75) указывают значение волнового сопротивления, вторые – порядковый номер разработки и вид сочленений: 1¼100 – байонетные, 101¼500 – с резьбовым соединением, 501¼700 – с врубным соединением, буква обоз­начает вид изоляционного материала опорной шайбы (П – полиэтилен, С – полистирол, К – керамика, В – высокочастотный пресс-порошок, Ф – фенопласт).

Ответ. СР-75-110Ф № ТУ – соединитель радиочастотный с волновым сопротивлением 75 Ом, с резьбовым соединением, с изоляционным материалом из фенопласта.

Пример 6.8. Рассчитать чувствительность электромагнитного реле с сопротивлением обмотки Rобм=600 Ом и токе срабатывания Iср=10 мА.

Решение.

Способность реле переключаться при определенном значении мощности сигнала, подаваемого в обмотку реле. Чувствительность ха­рактеризуется минимальной мощностью Рср, подаваемой в обмотку и достаточной для приведения в движение якоря или герметизированных контактов и переключения контактов реле:

, (6.8)

где Iср(Uср) – ток (напряжение) срабатывания, А (В), см. ниже; Rобм– сопротивление обмотки, Ом.

1. Подставляя исходные данные в формулу (6.8, получаем:

Вт.

Ответ. Вт

Пример 6.9. Расшифровать условные обозначения герметизированных контактов: МКА-27101; МКС-15101.

Решение.

Условное обозначение геркона состоит из шести элементов. Первый элемент определяет условное наименование геркона: МК – контакт магнитоуправляемый герметизированный. Второй элемент указывает на схему ком­мутации геркона: А – замыкающий; В – размыкающий; С – переключающий; Д – перекидной. Третий элемент Р присутствует только в ртутных герконах. Четвертый элемент указывает на длину геркона в миллиметрах и состоит из двух цифр. Пятый элемент указывает на функциональное назна­чение герконов: 1 – малой и средней мощности; 2 – повышенной мощнос­ти; 3 – мощные; 4 –вы­со­ковольтные; 5 – высокочастотные; 6 – с “па­мятью”, 7 – специальные (с повышенной устойчивостью к воздействующим факторам и характеру нагрузки); 8 – измерительные.

В обозначении могут указываться один или два признака. Герконы, хара­ктеризующиеся двумя признаками, обозначаются двумя цифрами, располагаемыми в порядке возрастания. Герконы, характеризующиеся одним признаком, обозначаются цифрой, после которой добавляется нуль.

Ответ. Геркон МКА-27101 замыкающий, с баллоном длиной 27 мм, малой и средней мощности, первой модификации для применения в коммутационных матрицах и других цепях квазиэлектронных телефонных станций; геркон МКС-15101 переключающий, с баллоном длиной 15 мм, малой и средней мощности, первой модификации.

Пример 6.10. Рассчитать времена срабатывания tср и отпускания tот электромагнитного реле с сопротивлением обмотки Rобм=600 Ом и токе срабатывания Iср=10 мА.

Коэффи­циент запаса, kзап Коэффици­ент возврата, kв Сопротив­ление обмотки, R, Ом Индуктив­ность обмотки, L , Гн Индуктив­­­ность обмотки, Lп , Гн
1,4 0,5 0,2 0,25

Решение.

Выражение для времени срабатывания реле имеет вид

, (6.9)

где t = L/R – постоянная времени обмотки при разомкнутых контактах геркона.

Выражение для времени отпускания реле в виде

, (6.10)

где tп= Lп/R – постоянная времени обмотки при замкнутых контактах геркона.

где kв – коэффициент возврата реле.

1. Рассчитываем постоянные времени обмоток t и tп:

c; c.

2. Подставляя исходные данные в формулы (6.9) и (6.10), получаем:

с;

с.

Ответ. с; с.

Пример 6.11. Рассчитать магнитную проводимость раствора контактов-деталей герконового реле при следующих исходных данных

Решение.

Подставляя в соотношение (6.39) значения Фdи IN,получаем формулу для расчета величины магнитной проводимости зазора между контактами-деталями:

, Г. (6.40)

5. Для определения минимальных площадей сечения элементов Smin конструкции магнитопровода (сердечника, фланцев, воздушных зазоров) предварительно по формуле Sd = bld рассчитаем площадь перекрытия контактов-деталей:

Sd = 0,8×10–3×0,75×10–3 = 6×10–7 м2.

 

Магнитная проводимость раствора контактов-деталей:

Гн.

17. При определении времени отпускания реле предварительно рассчитываем магнитную проводимость зазора Gbв замкнутых контактах:

Гн.

Ответ. Гн;

Пример 6.13. Рассчитать рабочий магнитный поток Фр в магнитопроводе герконового реле при следующих исходных данных

Коэффи­циент запаса, kзап Площадь перекрытия контактов-деталей, Sδ, м-2 Зазор между контактами-деталями, δ0, м Число контактов-деталей, n Сила контактного нажатия, Fк, Н Коэффициент упругости контактов-деталей, с, Н/м2
1,86 6·10-7 7·10-5 0,01

Решение.

Величина рабочего магнитного потока в магнитопроводе герконового реле рассчитывается по формуле

, Вб, (6.11)

где 2b 0,01×10–3 м – толщина слоя покрытия контактов-деталей; Fк– сила контактного нажатия, Н; Sd = bld – площадь перекрытия контактов-деталей, м2; mo = 4p×10–7 Г/м – магнитная постоянная; kсм=0,5 - коэффициент симметрии контактов–деталей (при симметричном расположении контактов).

1. По формуле (6.11) определяем величину рабочего магнитного потока Фр:

Вб.

Ответ. Вб.

 

Пример 6.14. Рассчитать МДС срабатывания (IN)сри рабочую МДС (IN)ргерконового реле при следующих исходных

Коэффи­циент запаса, kзап Площадь перекрытия контактов-деталей, Sδ, м-2 Зазор между контактами-деталями, δ0, м Число контактов-деталей, n Сила контактного нажатия, Fк, Н Коэффициент упругости контактов-деталей, с, Н/м2
1,86 6·10-7 7·10-5 0,01

Решение.

Для расчета МДС срабатывания (IN)срреле используется следующее выражение:

, А. (6.12)

где 2b 0,01×10–3 м – толщина слоя покрытия контактов-деталей; Fк– сила контактного нажатия, Н; Sd = bld – площадь перекрытия контактов-деталей, м2; mo = 4p×10–7 Г/м – магнитная постоянная; kсм=0,5 - коэффициент асимметрии контактов–деталей.

11. Из выражения (6.76) рассчитывается МДС срабатывания реле:

12. По формуле (6.77) определяем рабочую МДС реле

(IN)р= 1,86×27,5 = 51,2 А.

Ответ. А.

Пример 6.15. Рассчитать МДС отпускания (IN)сргерконового реле при следующих исходных

Коэффи­циент запаса, kзап Площадь перекрытия контактов-деталей, Sδ, м-2 Число контактов-деталей, n Сила контактного нажатия, Fк, Н Коэффициент упругости контактов-деталей, с, Н/м2
1,86 6·10-7 0,2

Решение.

МДС отпускания реле рассчитывается по формуле

, А. (6.78)

где 2b 0,01×10–3 м – толщина слоя покрытия контактов-деталей; Fк– сила контактного нажатия, Н; Sd = bld – площадь перекрытия контактов-деталей, м2; mo = 4p×10–7 Г/м – магнитная постоянная; kсм=0,5 - коэффициент асимметрии контактов–деталей.

1. По формуле (6.78) рассчитываем МДС отпускания реле

Ответ.

Пример 6.16.Рассчитать магнитную проводимость магнитной цепи при следующих исходных данных

Решение.

Величина, обратная магнитному сопротивлению, называется магнитной проводимостью Gммагнитной цепи:

, Г. (6.37)

Ответ.

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 143; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.009 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты