SU1712976A1 - Контактное устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике, электротехнике и вычислительной технике иможет быть использовано в герметизированных контактах. Целью изобретени   вл етс  уменьшение габаритов устройства при минимуме отскоков. Дл  этого центры кривизны закругленных участков S-образного -подвижного контакта расположены на ос х закрепленной и свободной BeTBefjc отношением длин участков к длине между заделкой и неподвижными контактами 1:0,33:0.3:0,96, а рассто ние между закреплением и неподвижными контактами, рассто ние между ос ми защемленной и свободной ветвей, ра- диусь! кривизны и толщины относ тс  как 1:0.07:0,0325:0,013. 1 ил.. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к автоматике, электротехнике, вычислительной технике и может быть использовано в герметизированных контактах.

Известны контактные устройства, содержащие неподвижные контакты и подвижный контакт, представл ющий собой упругий элемент, расположенные в одной плоскости.

При переключении подвижный контакт удар етс  о поверхность неподвижного, отскакивает и вибрирует, что приводит к неустойчивой работе устройства, т.е. к так называемому дребезгу контактов. Дл  уменьшени  дребезга контактов на конце подвижного контакта в виде консоли устанавливают U-образную скобу и кронштейн, подвижный контакт выполн ют в виде Т-образной пружины, котора  имеет две контактные пары с неподвижными контактами, а зазоры между контактными элементами контактных пар неодинаковы: контактирующие поверхности выполн ют в сферического выступа и впадины: ввод т со стороны подвижного контакта дополнительную пружину - ограничитель из немагнитного материала, рабоча  поверхность которой имеет параболическую форму; используют различные ударные демпферы или уменьшают вибрацию за счет демпфировани  магнитным полем, создаваемым катушкой управлени . Однако все эти конструкции обладают р дом недостатков, усложн ют и удорожают изделие, увеличивают их габариты .

Контактные устройства, выполненные в виде консоли с пр мой осью, имеют наименьшие габариты и просты в изготовлении. Однако они обладают сравнительно большой жесткостью, высокой частотой собственных колебаний, а спектр их частот и форм колебаний имеет довольно широкий диапазон изменений и в большой степени зависит от точности изготовлени . Поэтому уменьшение дребезга контактов в таких устройствах представл ет значительные трудности , приводит к ужесточению допусков на их изготовление, а иногда требует индивидуального подхода к каждой паре контактов . В магнитоуправл емых контактах такой конструкции, из-за их повышенной жесткости , дл  переключени  требуетс  мощное магнитное поле, на получение которого требуетс  повышенна  мощность, затрачиваема  на управление работой контактом, а также увеличиваютс  габариты устройства.

Дл  получени  более компактного спектра и форм частот собственных колебаний контактных систем, уменьшени  расходуемой мощности, упрощени  конструкции, уменьшени  дребезга контактов, выпускаютс  контактные устройства, упругий элемент которых имеет S-образную форму. Так в герконах типа МКСР-45181, подвижный контакт которых выполнен в виде упругого злемента S-образной формы,закрепленного одним концом и имеющего отношение длины каждой из пр молинейных ветвей его к участку между контактами и заделкой I:li: 2:l3 1:0,38;0;35:0,97. а ширина, толщина и радиусы кривизны к тому же участку относ тс  как l:b:h:r 1:0,13:0,013:0,016. В такой конструкции отношение ширины упругого элемента к толщине , а радиусь кривизны к толщине ,25. Габаритные размеры контактного устройства относ тс  как 1:Ь:а --1:0,13:0,077.

Однако, така  конструкци  упругого элемента контактного устройства не лишена р да недостатков. При перебрасывании свободного конца S-образной пружины переключающим усилием с одного неподвижного контакта на другой происходит дребезг контактов, что приводит к неустойчивой работе устройства. К тому же малый радиус закруглений, составл ющий 1,26 толщины упругого элемента, приводит к высоким напр жени м изгиба в местах закруглений ветвей при работе упругого элемента, в результате-чего на поверхности закругленной части по вл ютс  микротрещины и снижаетс  долговечность устройства. ПовыЩение долговечности может быть достигнуто увеличением радиуса кривизны, но при такой конструкции упругого элемента это ведет к увеличению габаритов.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  электрическое контактное устройство, содержащее неподвижный контакт и подвижный контакт, выполненный в виде закрепленной одним концом в опоре S-образной пружины с отношением длины каждой из пр молинейных ве-твей ее к участку между контактами и опорой как 1:0,3:0.24:0.94, а радиусы кривизны.и толщина к тому же участку относ тс  как 1:0,2:0,014.

Такое соотношение геометрических размеров обеспечивает минимум отскоков.

Режим минимума отскоков сохран етс  при отклонении указанных отношений в пределах: длина защемленной ветви ± 1.5%; длина средней ветви + 1,2%: длина ветви между контактами t 4,5%; толщина ± 0,07%. радиусов кривизны +0.2%. В такой конструкции отношение радиуса кривизны к толщине составл ет ,21:0.,3, соотношение сторон площади, занимаемой контактным устройством в плоскости действи  контакта,

5 ,814. Таким образом, габариты контактного устройства в плоскости действи  контакта увеличены, по сравнению с выпускаемым промышленностью, при том же рассто нии между заделкой и неподвижными контактами в 0,814:0,,6 раз. При таком большом соотношении радиуса кривизны к толщине как 14.35-образна  пружина обладает малой жесткостью и незначительные внешние воздействи  ( вибрации, удары и т.д.) привод т к ложному срабатыванию контактного устройства без включени  управл ющего сигнала. Этим же объ сн ютс  и жесткие допуски на изготовление длин ветвей и радиусов кривизны. К

0 тому же оси выводов подвижного и неподвижного контактов наход тс  на разных уровн х, что крайне не технологично. При помещении оси вывода подвижного контакта на одном уровне с осью симметрии выводов неподвижных контактов, ветвь между контактами значительно подгибают, что приводит к ухудшению работы контактных пар.

С целью уменьшени  габаритов при гии0 нимуме отскоков и оптимальной долговечности преблагаемое контактное устройство содержит упругий элемент, который выполнен в виде закрепленной одним концом Sобразной пружины, центры кривизны

5 закругленных участков которой расположены на ос х защемленной и свободной ветвей , с отношением длины I от места закреплени  до неподвижных контактов к длине h участка, прилегающего к закреплению от закреплени  до центра кривизны закругленной части этого участка, к длине 2 участка перекрыти  между центрами кривизны закруглений, к длине 1з свободного конца от.центра кривизны, закругленной части и этого участка до неподвижных контактов I:li:l2:l3 1:0,33:0,3:0,96, а рассто ние I между местом закреплени  и неподвижными контактами, рассто ние U между ос ми ветвей участка прилегающего к закреплению и свободной, радиусы г кривизны закругленных участков и толщина h относ тс  как i:U:r:h 1:0,07:0.0325:0,013. Габаритные размеры устройства относ тс  как 1:а-1:0.13.

Эти конструктивные особенности позвол ют при минимуме отскоков уменьшить габаритные размеры устройства по сравнению с прототипом в 6,25 раза, при этом в результате уменьшени  рассто ни  между ветвью прилегающей к закреплению и свободнбй ветвью не требуетс  подгибка свободной ветви, что приводит к улучшению условий работы контактной пары, а следовательно ., к увеличению долговечности устройства .

Минимум отскоков сохран етс  в предлагаемой конструкции при отклонении указанных отношений размеров в пределах: длина ветви прилегающей к закреплению, длина участка перекрыти  + 2,5%, длина свободной ветви Ч- 2,4%, радиусы кривизны +0,5%, толщина +0,32%,. Увеличение допусков , обеспечивающих минимум отскоков, обь сн етс  большей жесткостью и меньшим разбросом форм и частот собственных колебаний предлагаемой конструкции по сравнению с прототипом.

По сравнению с выпускаемыми промышленностью герконами типа MKGP45181 , в результате увеличени  радиуса кривизны в тех же габаритах., долговечность .работы увеличиваетс  примерно в два раза при минимуме отскоков.

На чертеже показано контактное устройство .

Контактное устройство состоит из опоры 1, подвижного контакта 2, выполненного в виде упругого элемента S-образной формы , закрепленного одним концом, и неподвижных контактов 3.

Контактное устройство работает следующим образом.

Переключающее усилие, создаваемое, например, магнитным полем, изгибает .упругий элемент S-образной формы подвижного контакта и перебрасывает свободный конец его с одного неподвижного контакта на другой так, что удар подвижного контакта о неподвижный происходит без отскоков.

Расположение центров кривизны закругленных участков подвижного контакта S-образной формы на ос х защемленной и свободной ветвей обеспечивает получение минимальных габаритов и минимального рассто ни ,между защемленной и свободной ветв ми при конструкции подвижного контакта в виде S-образного упругого элемента .

Выбор.отношений длин участков к участку между заделкой и неподвижнь1ми контактами обусловлен получением минимума отскоков при ударе подвижного контакта о неподвижный при переключении. Дребезг контактов зависит от частот собственных

5 колебаний S-образного упругого элемента. Частоты же собственных колебаний в основном завис т о.т отношению длины участка перекрыти , т.е. рассто ни  между центрами кривизны закругленных участков ветвей,

0 к длине между заделкой и неподвижными контактами, т.е.12/1. Значени  собственных частот в зависимости от отношени  12/1 приведены в таблице дл  п ти форм колебаний S-образного упругого элемента.

5 Из таблицы видно, что при увеличении параметра частоты снижаютс  особенно резко по старшим формам. При этом измен етс  и сама конфигураци  собственных форм. Например, дл  больших значений 12/1

0 (более 0,6) максимум отклонени  даже по первой форме может наблюдатьс  не на конце свободного участка, а в крайних точках петли, обращенной к заДелке. Изменением параметра 12/1 можно в достаточно

5 широких пределах регулировать частотный спектр контактной системы и ее Динамическое поведение, а, следовательно, можно свести к минимуму дребезг контактов. .

При ,2 значени  частот по низшим /

0 формам мало отличаютс  от частот дл  обычной консоли и, поэтому введение столь коротких S-образных участков нецелесообразно . При ,5 на динамику системы значительное вли ние оказывают нерабочие ветви S-образного участка, примыкающие к защемленному концу. Система становитс  в этом случае низкочастотной, увеличиваетс  дребезг контактов.

Радиусы кривизны участков закругле0 НИИ петель и св занное с этим изменение рассто ни  Между ветв ми контактного устройства , в меньшей степени вли ет на частоту собственных колебаний, а следовательно, и на дребезг контактов. С

5 увеличением отношени  г/1 частоты собственных колебаний снижаютс . Так при изменении в диапазоне 0,01 :Г/1сО,04 частоты измен ютс  от нескольких процентов по первой форме до 15...20% по старшим формам. Вь|бор радиусов закруглений должен определ тьс  в основном требовани ми технологического характера, долговечностью и габаритными размерами устройства. Оптимальна  долговечность контактной си5 стемы достигаетс  при отношении рад|/усов кривизны закругленных участков к длине между заделкой и неподвижными контактами как 1:г-1:0,0325. При этом ми.чимум отскоков будет при соотношени х длин ветвей I:li:l2:l3 1:0,33:0,3:0,96.

Таким образом предлагаема  конструкци  no3Bonnet сократить габариты устройства при минимуме отскоков и оптимальной долговечности.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Контактное устройство, содержащее неподвижные контакты и подвижный контакт, выполненный в виде упругого элемента Sобразной формы, закрепленного одним концом , отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  габаритов при минимуме отскоков , центры кривизны закругленных участков подвижного контакта расположены на ос х защемленной-и свободной ветвей с отношением длины от места закреплени  до неподвижных контактов к длине участка прилегающего к закреплению от закреплени  до центра кривизны закругленной части этого участка, к длине участка перекрыти  между центрами кривизны закруглений, к длине свободного конца от центра кривизны за1 ругленной части этого участка до неподвижных контактов 1:0,33:0,3:0,96, а рассто ние между местом закреплени  и неподвижными контактами, рассто ние между ос ми ветви прилегающего к закреплению и свободной, радиусы кривизны закругленных участков и толщина относ тс  как 1:0,07:0,0325:0,013.