ткл=8 · Iн=630 А. [2]
Визначимо величину площі контактування сполуки. Площа контактіруемие поверхні визначимо за формулою Sк=l · b=Iн/Jк, де Jк - уявна густина струму. Для мідних шин і деталей при струмі менш 200 А приймають Jк=31 А/см2. Після розрахунку отримаємо Sк=2,032 см2. Довжина перекриття кінців шин дорівнює l=Sк/b=Sк=2,58/1=2,032 см.
Кількість болтів в контактному з'єднанні виберемо, виходячи з питомих тисків fк між конатктірующімі поверхнями і значення уявної щільності струму Jк. Для міді візьмемо fк=90 кг/см2. За відомим значенням fк і Sк визначаємо необхідну силу контактного натискання Fк=fк · Sк=90 · 2,032 · 9,81=1794 H. За додатком 4 [1] вибираємо 1 болт М6.
Визначимо перевищення температури контактного з'єднання за такою формулою:
? к =? к -? 0 =, де
? к - температура деталі в місці контактування;
S н - повна зовнішня поверхня контактного з'єднання;
R К0 - загальний опір контактного з'єднання. [1] н=2 · a · b + 4 · l · a + 2 · l · b=2 · 0,2 · 1 + 4 · 2,032 · 0,2 + 2 · 2,032 · 1=6,1 см 2.
Загальний опір R К0 складається з перехідного опору контакту R К і омічного опору R К1 матеріалу частин провідників, що утворюють контактне з'єднання.
RК =, де
? =2,4 · 10-3 Ом · H - коефіцієнт, залежить від матеріалу і стану поверхонь, вибираємо його за додатком 5 для контакту мідь-мідь;
m2=1 - коефіцієнт, залежить від типу контактів. [1]
RК== 1,338 · 10-6 Ом.
Опір R К1 відрізняється від опору прямої ділянки контактують частин за рахунок викривлення ліній струму в місці контактування. Це призводить до підвищення опору, який враховується поправочних коефіцієнтів К с. За залежності, представленої на малюнку 4 [1], знаходимо К з=0,55:
Rк1=Кс · = 0,55 · = 9,78 · 10-6 Ом.
RК0=RК + Rк1=(1,338 + 9,78) · 10-6=1,112 · 10-5 Ом.
? к== 10,4? С.
? к =? 0 +? к=40 + 10,4=50,4? С - температура контактного з'єднання ненабагато перевищує температуру прилеглих до неї шин.
4. Розрахунок головних і допоміжних контактів
Система комутуючих контактів є основним вузлом, заради функціонування якого проектується апарат.
Тому конструкція і параметри контактної системи визначають основні параметри всього апарату і, отже, його конструкцію, габарити і масу.
Конструктивну форму головних і допоміжних контактів виберемо місткового типу. Матеріал контактів - мідь, оскільки при заданому струмі тепловий вплив дуги сприяє очищенню контактної поверхні від окисних плівок. [1]
4.1 Розрахунок головних контактів
Визначимо параметри контактних конструкцій. Перехідний опір R до замкнутих контактів не повинно перевершувати значення, при якому температура? до контактних деталей на межі зони стягання ліній струму не перевищує допустимої. R до визначимо із співвідношення:
? к -? 0 =? к =? ? Кдоп, де
? Кдоп=105? С - допустиме перевищення температури контактів;
?=3,9 - питома теплопровідність міді. [3]
Максимальну температуру нагрівання контактної точки для контактів з накладками з міді приймемо рівної? к=55 +? 0
Вирішуючи рівняння щодо Rк, знаходимо Rк=3,35 · 10-4 Ом.
За формулою Rк=визначаємо силу натиснення в контактах, яка забезпечує знайдене значення Rк. Для плоского контакту з міді знаходимо =, значення коефіцієнта m=1. У результаті знаходимо Fк=6,602 Н.
Питомий тиск в контакті:
fк== = 0,105 Н/А.
Візьмемо питомий тиск в контакті більш високим. Це призведе лише до зниження перехідного опору контактів і зменшенню температури нагріву контактної точки. Візьмемо fк=0,11 Н/А, тоді=fк? =6,93 Н. Для знайденого значення уточнимо перехідний опір: Rк=3,192 · 10-4 Ом. [3]
Падіння напруги в контакті: U к=I н · R к=63 · 3,35 · 10 - 4=21 мВ.
Повинно виконуватись умова U к? U Кдоп=0,5 · U кр, де U кр - напруга рекристалізації металу. Для міді приймемо U кр=90 мВ. U Кдоп=0,5 · 90=45 мВ, тобто умова U к? U Кдоп виконується.
Орієнтовно визначимо початковий струм зварювання контактів за формулою Г.В. Буткевича Iнсв=Ксв ·. За додатком 9 [1] визначаємо значення коефіцієнта КСВ=1800А/кг0,5. Початковий струм зварювання контактів:
Iнсв=1800 · = 1513 А.
Обчислимо електродинамічну силу відштовхування замкнутих контактів:
Fед=2 · 10-7 · I2 · ln, де
Q - поперечний переріз деталі, що підводить струм до контактного майданчика, ...
