2.5 Расчет параметров стального сердечника
Для определения параметров стального сердечника дугогасительной катушки вычисляют магнитный поток Фв в зазоре между полюсами:
Фв=ВсрSпол=0,01∙1,688∙10-6 =168∙10-6 Вб, (2.10)
а также магнитный поток Фcт в стальном сердечнике с учетом рассеяния магнитной системы
Фст= Фвσ=168,8∙10-6 ·1,8=253,2∙10-6 Вб. (2.11)
Площадь поперечного сечения сердечника Sc должна быть достаточной для исключения насыщения стали при разрываемом токе Iр. Поэтому индукцию в сердечнике стали Вст принимаем равной 0,25Тл.
Таким образом имеем:
м2 (2.12)
Из (2.16) определяем диаметр сердечника, что позволяет определить внутренний диаметр дугогасительной катушки:
(2.13)
Принимаем dc=36м
В результате расчета и проектирования разрабатываемая конструкция дугогасительной системы дугогашения представлена в приложении 2.
3. Разработка кинематической схемы аппарата, определение угловых и линейных перемещений
Кинематическая схема коммутационного аппарата представляет взаимодействие всех частей (звеньев) его механизма и дает наглядное и точное представление о передаче и преобразовании движения звеньями механизма независимо от действующих на них сил. Она позволяет также рассчитать необходимые силы привода, параметры и характеристики пружин, статические тяговые характеристики, притирание и провал контактов.
Принимаем ту же кинематическую схему, что и у рекомендованного образца аппарата.
При расчетах принимаются следующие основные допущения:
– звенья, выполненные из твердых материалов, абсолютно жесткие - не деформируются;
– в кинематических парах отсутствуют зазоры.
Кинематическая схема строится для наиболее характерных положений цикла движения механизма, в том числе для двух крайних включенного и выключенного положений аппарата и момента касания коммутирующих контактов.
Кинематическую схему аппарата вычерчиваем на миллиметровой бумаге с соблюдением всех размеров, углов поворота и других величин. Чертеж выполняют в масштабе 1:1.
Все коммутационные контакты силовых цепей тяговых аппаратов должны иметь притирание контактных поверхностей и удаление точки первоначального контакта (точки размыкания) 1=10 мм от точки рабочего контакта. Величина притирания Δ1=0.11=1 мм.
Радиус цилиндрической поверхности контакта принимают равным r=100 мм.
Изучив конструкцию рекомендованного образца, определяем размеры кинематических звеньев и их взаимное расположение.
Расстояние L от точки поворота подвижной системы О1 до оси неподвижного контакта принимаем таким же, как у рекомендованного образца – 180 мм.
Расстояния О1О4=140 мм, О1х2=105 мм и О4x2=55 мм полностью определяют кинематическое звено – поворотный рычаг и принимаем такими же, как и у образца.
Выбрав положение точки окончательного замыкания контактов А, проводим прямую Ц1Ц4 Точки Ц1 и Ц4 являются центрами, из которых радиусом r очерчены цилиндрические поверхности неподвижного и подвижного контактов. Соединив точки Ц4 и О4 определяем второе кинематическое звено – контактодержатель и кинематическую схему механизма во включенном положении контактора.
Точку размыкания В можно определить, отложив от точки А величину АВ=1=10 мм. Положение контакта при размыкании можно получить графическим построением. Для этого прямую Ц1В продолжаем за точку В и, отложив на этом продолжении расстояние r, определяют центр Ц3 цилиндрической поверхности подвижного контакта. Обычно оба контакта одинаковы, и контактную поверхность подвижного контакта при размыкании описывают радиусом r из точки Ц3. Весь подвижный контакт можно вычертить, определив положение точки А1, соответствующей его касанию в рабочем состоянии. Для этого на поверхности подвижного контакта откладываем отрезок А1В:
А1В=l+Δ1=10+1=11 мм. (3.1)
Положение точки О3 рычага определяется пересечением двух дуг, проведенных - одной из центра О1 радиусом О1О4, и второй радиусом О4Ц4 из центра Ц3. Определив положение точки О3, определяем точку x1.
Положение подвижного контакта в состоянии окончательного размыкания определится переходом точки В, в В2 при ее повороте радиусом O1B из центра О1. Величина ВВ2=h1=30 мм, соответствует раствору контактов. Точка Ц3 одновременно переместится в Ц2 поворотом радиусом O1Ц3 из центра О1, а точки О3 и x1 - соответственно в O2 и х0. Вычерчиваем подвижный контакт и кинематические звенья для всех трех положений аппарата.