книги из ГПНТБ / Поне Ю.П. Расчет и конструирование аппаратуры проводной связи учеб. для техникумов

где d — диаметр внутреннего отверстия или средний диаметр фаски при соприкосновении по всей ее поверхности.

Недостатком опоры в центрах является оседание оси вращения при износе опор. Чтобы уменьшить это оседание, одну из опор делают регулируемой в осевом направлении, что одновременно уменьшает и требования к точности их изготовления. Поскольку опоры в центрах имеют малые поверхности соприкосновения, их применяют лишь при малых скоростях вращения и небольших

цапфы и конической втулки; могут воспринимать лишь небольшие осевые и радиальные нагруз­ ки. Чем меньше угол конуса втулки, тем точнее центри­ рование. Отклонение оси вращения шаровых опор на некоторый угол не ухудшает условий и точности соедине­

значена для подвижных частей с колебательным характером дви­ жения. Трение в таких опорах мало, но велик износ из-за высоких удельных давлений. Износ можно уменьшить, применив строго геометрический метод конструирования, высококачественные ма­ териалы для опоры и ножа и их термическую обработку.

Нож-призма, опирающийся на плоскую поверхность опоры, может проскальзывать при больших углах наклона. Наклон ножа

с небольшим углублением. Износ ножа уменьшают, образуя на вершине ножа небольшой радиус (до 0,1 мм). Нож стабильно фик-

130

сируется в призме, причем угол призмы должен быть больше суммы угла ножа и двойного угла колебания.

Ножевую опору применяют в различных электромагнитных механизмах. В качестве примера назовем опору якоря на ярмо (рис. 5.29) и опору якоря на основание у МКС Неточное изго­ товление опоры значительно увеличивает ее износ из-за появления трейия скольжения вместо ожидавше­ гося трения качения. Такой износ на­ блюдается, например, у якоря реле РЭС-14, в связи с чем конструктивное выполнение ножевой опоры (подвески якоря) у этого реле следует считать неудовлетворительным.

материала. Такие опоры высокоэконо­ мичны и долговечны, но обеспечивают движение лишь на не­

больших углах поворота. Типичным примером использования опор с трением упругости является любая консольно закреплен­ ная пружина (например, контактная пластина).

В результате прогиба консольно закрепленной пружины ее конец приближенно описывает дугу только в узком секторе по­ ворота. Расположенные на конце пружины контакты получают некоторое осевое перемещение, что увеличивает их износ, но спо­ собствует самозачищению контактирующих поверхностей.

Трение упругости при консольном закреплении пружин часто используется для образования направляющей прямолинейного движения на небольшом участке.

На рис. 5.30 показан толкатель, который перемещается вверх по дуге, сохраняя свое вертикальное положение. Расчет опор с трением упругости дан в § 6.2.

тах, которые, по данным практики, равны 0,4—1,3 А и 12—16 В.

ный расчет переходного сопротивления контактов сложен. Изме­

Поверхность контактов всегда бывает покрыта пленкой окислов, изолирующей контакты друг от друга. Чтобы осуществилось за­ мыкание, эту пленку необходимо разрушить, для чего надо при­ ложить определенное д а в л е н и е . Надежное протекание тока обеспечивается давлением, состоящим из минимального давления идеального контакта 2 гс, допуска в 2 гс на износ контакта, до­ пуска в 3 гс на колебания и запаса в 3 гс для устранения дребезга контактов. Итого на один контакт требуется не менее 10 гс. Это давление создается контактной пластиной с прикрепленным кон­ тактом. На практике давление задается с двукратным запасом (например, для электромагнитных реле и МКС оно должно состав­ лять не менее 18 гс).

Наименьшее давление требуется контакту из серебра, для которого при возрастании контактного давления от 10 до 30 гс сопротивление снижается от 0,0008 до 0,0005 Ом. При неблаго­ приятных обстоятельствах сопротивление может увеличиться в 5 раз, что на рис. 6.1 показано штриховой линией. У контактов

133

иридия, не дающий микрофонного эффекта при звуковой частоте.

так как оно активно переносится с контакта на контакт и легко сваривается. Золото применяют для коммутации токов менее 100 мА и напряжений менее 30 В.

В о л ь ф р а м применяют в качестве контактного материала в местах, где требуется значительное сопротивление эрозииКонтакты из вольфрама не свариваются и не поддаются механи­ ческому износу, однако они подвержены атмосферной коррозии. Вольфрам трудно обрабатывается, и потому его контакты после изготовления приваривают к стальной или медной подкладке, которую заклепывают в контактную пластину.

М е т а л л о к е р а м и ч е с к и е к о м п о з и ц и и идут на изготовление контактов, предназначенных для особо жестких условий работы. Их приготовляют из смеси двух металлов спосо­ бом порошковой металлургии с последующей заливкой серебром или медью. Больше всего распространены композиции: молибден— серебро, вольфрам—серебро, серебро—окись кадмия. Они обла­ дают хорошей тугоплавкостью и электропроводностью, мало поддаются эрозии, не привариваются друг к другу.

Форма контактов. Как форма контактов, так и их размеры зависят прежде всего от места применения и силы тока, проходя­

Расстояние между разомкнутыми контактами зависит от вели­ чины испытательного напряжения при проверке электрической прочности. Для рабочих напряжений до 100 В испытательное напряжение берут равным 500 В. Напряжение в 50 В пробивает зазор около 0,06 мм. А это значит, что наименьший зазор между разомкнутыми контактами должен превышать, например, 0,08 мм. Практически зазор берут с трехкратным запасом, т. е. равным 0,25 мм. У поляризованных реле зазор может быть несколько меньшим — от 0,05 до 0,15 мм при испытательном напряжении 350 В.

Срок службы. Он зависит от материала контакта, его разме­ ров, электрической нагрузки и среды, в которой он работает. Самым радикальным средством увеличения срока службы является

135

герметические контакты, что обеспечивает им до 109 срабатываний при активной нагрузке. Срок службы контактов значительно уве­ личивается при их замыкании—размыкании в обесточенном со­ стоянии.

§ 6.2. Контактные пружины

Контактные пружины, являющиеся одной из основных частей коммутационных устройств, служат для передачи на контакты механических и электромагнитных сил при замыкании и размы­ кании электрических цепей. Сечение у контактных пружин бывает прямоугольным и круглым.

ния, так и местоположения контактирующего конца в контактной

точнокалиброванных холоднотянутых проволок, способствуют уменьшению размеров контактных групп и используются в мало­ габаритных устройствах.

Материалы для контактных пружин. Чтобы правильно выбрать материал для контактной пружины, надо прежде всего учесть его механические и электрические свойства, способы изготовления

136

Чаще всего для контактных пружин прямоугольного сечения применяют нейзильбер МНЦ 12-20 в виде твердой и особотвердой ленты повышенной точности, а также ленточную твердую латунь или бронзу. Из табл. 6.2 видно, что модуль упругости у этих ма­ териалов почти в два раза меньше, чем у стали. Поэтому пружины

а)

8)

Рис. 6.2. Плоские пружины: а — постоянной ширины Ь; б — треугольной формы; в — трапециевидной формы

из нейзильбера, латуни и бронзы обеспечивают большие эластич­ ные прогибы при малых силах. Удельное электрическое сопро­ тивление нейзильбера р = 0,28 Ом-мм2 /м, что приблизительно равно р стали, но в четыре раза больше р латуни. Пружины из сплавов цветных металлов эластичнее, технологичнее, легче по весу, чем стальные пружины. Они более стойки к климатическим воздействиям, что и объясняет их широкое распространение.

Коммутационная аппаратура должна выдерживать без под­ регулировки очень большое количество (до нескольких десятков

Допустимые напряжения пружинных материалов

137

миллионов) циклов срабатывания контактных групп. Это предъ­ являет к материалам контактных пружин добавочные требования по у с т а л о с т н о й в ы н о с л и в о с т и . Материалы должны десятилетиями сохранять свои пружинящие свойства, без появле­ ния остаточных деформаций. Допустимая нагрузка [стизг1 харак­ теризуется напряжением предела пропорциональности и ее циф­ ровое значение зависит от вида нагрузки.

ине меняется во времени;

И— нагрузка переменна и изгибает пружину от нулевого положения в одну сторону до максимально допустимого напря­

стороны на другую сторону, вызывая предельно допустимые на­

пряжения [ а и з г ] ш .

Разные материалы имеют разные пределы нагрузок при разных

Отсюда вытекает, что при знакопеременной нагрузке стали предпочтительнее сплавов цветных металлов. Малая жесткость последних обеспечивает им более частое применение.

Характеристика контактных пружин. Эта характеристика, графически изображенная на рис. 6.3, и выражается формулой

площадью под кривой сила—перемещение; Р — деформирующая

возрастает строго пропорционально приросту силы dP до предела пропорциональности. Если при нагрузке материала прирост не­ пропорционален, то получается кривая 2, т. е. при возрастании силы пружина как бы становится мягче и больше деформируется. В отдельных случаях это используется в технике-для получения значительных перемещений при почти неизменной силе, напри­ мер в плоской спиральной пружине номеронабирателя. Для кон­

138

В некоторых типах контактных групп пружина уже предва­

тактной пружины в этом диапазоне выгодна, так как знакопере­ менная нагрузка отсутствует и при небольшом изменении про­ гиба достаточно большое контактное давление, имеющееся в пру­

Р — перемещение /; б —работа пружины с предварительным усилием Р1

материалов. У всех контактных пружин с консольным закрепле­ нием изгибающий момент М, равный произведению силы Р на длину /, не должен вызывать остаточных деформаций в пружине:

139