Расчет токового реле (номинальный ток катушки - 240 А, номинальное напряжение коммутирующей цепи - 80 В), страница 5

Рисунок 5.1  Кинематическая схема электромагнита

Зазор в месте положения силы между начальным и конечным (прижатым и отжатым) положением якоря

, где - рабочий воздушный зазор; - зазор между сердечником и прижатом якорем.

Здесь м, м

м.

Длина большого плеча якоря

, где - зазор в месте соприкосновения контактов между отжатым и прижатым положениями якоря; - плечо приложения силы F_э;- зазор в месте приложения силы F_э между начальным и конечным положением якоря.

Здесь м, м, м

м.

Принимаем длину малого плеча якоря м.

Раствор контактов в месте приложения силы F_э

, где Р – раствор контактов; - длина большого плеча якоря.

Здесь м, м, м

м.

Провал контактов в месте приложения силы F_э

, где - зазор в месте приложения силы F_э между начальным и конечным положением якоря; - раствор контактов в месте приложения силы F_э

Здесь м, м.

м.

Определим действующие в аппарате силы.

Силу тяжести якоря не учитываем, т.к. реле в рабочем состоянии будет расположено вертикально, чтобы на контактах не скапливалась пыль.

Силы приводим к месту приложения силы F_э.

Приведенная сила нажатия контактов

, где - сила нажатия контактов; - плечо приложения силы нажатия контактов; - плечо приложения силы F_э

Здесь Н, м, м

Н.

Приведенная сила возвратной пружины

где - приведённая сила нажатия якоря на упор;  - приведенная сила нажатия контактов.

Здесь Н, Н

Н.

Сила возвратной пружины

, где - приведенная сила возвратной пружины; - плечо приложения силы F_э; - плечо приложения силы возвратной пружины.

Здесь Н, м, м

Н.

Теперь произведем расчет пружин.

В качестве материала контактной и возвратной пружин выбираем нейзильбер ленточный твердый марки МнЦ15, для которого модуль сдвига Н/мм²; допустимы предел выносливости при кручении  Н/мм².

Рассчитываем возвратную пружину сжатия.

Принимаем индекс пружины с=7.

Диаметр витка пружины

, где - сила возвратной пружины; с – индекс пружины; - допустимы предел выносливости при кручении.

Здесь Н, с=7,  Н/мм²

мм.

Средний диметр пружины

, где с – индекс пружины; - диаметр витка пружины.

Здесь с=7, мм

мм.

Прогиб пружины

, где - плечо приложения силы F_э; - плечо приложения силы возвратной пружины; - зазор в месте приложения силы F_э между начальным и конечным положением якоря.

Здесь м, м, м.

м.

Число витков пружины

, где - модуль сдвига; - диаметр витка пружины; - прогиб пружины; - индекс пружины; - сила возвратной пружины.

Здесь Н/мм², мм, с=7, мм, Н

.

Шаг пружины

, где - диаметр витка пружины; - прогиб пружины; - число витков пружины.

Здесь м, м, .

м.

Свободная дина пружины

, где - диаметр витка пружины; - число витков пружины; - шаг пружины.

Здесь м, , м.

м.

Рассчитываем контактную пружину сжатия.

Принимаем индекс пружины с=15.

Диаметр витка пружины

, где - сила контактной пружины; с – индекс пружины; - допустимы предел выносливости при кручении.

Здесь Н, с=15,  Н/мм²

мм.

Средний диметр пружины

, где с – индекс пружины; - диаметр витка пружины.

Здесь с=15, мм

мм.

Прогиб пружины равен провалу контактов мм

Число витков пружины

, где - модуль сдвига; - диаметр витка пружины; - прогиб пружины; - индекс пружины; - сила контактной пружины.

Здесь Н/мм², мм, с=15, мм, Н

.

Шаг пружины

, где - диаметр витка пружины; - прогиб пружины; - число витков пружины.

Здесь м, м, .

м.

Свободная дина пружины

, где - диаметр витка пружины; - число витков пружины; - шаг пружины.

Здесь м, , м.

м.

Далее строим механическую характеристику. Делаем это на том же графике, что и тяговую. Для удобства они условно строятся в первом квадранте хотя силы направлены в противоположные стороны.

Список литературы

1. Сахаров П.В. Проектирование электрических аппаратов. – М.: Энергия, 1971. – 560 с.

2. Никитин Л.В. Тяговые электрические аппараты (методическое руководство к курсовому проектированию). – НЭТИ, 1982. – 44 с.

3. Сергеев П.С., Виноградов Н.В., Горяинов Ф.А. Проектирование электрических машин. Изд. 3-е перераб. и доп. – М.: Энергия, 1969. – 632 с.