Контактная система аппарата для испытания контактных материалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцналистическик Республик(22) Заявлено 030478 (21) 2597780/24-07с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 050280. Бюллетень МоДата опубликования описания 070280 Д осударствеиный комитет СССР по делам изобретений и открытий3) УДК 621.318. .56.004.5 (088. 8) 2) Авторыизобретения Л. арпенко и В. А. Скорняко Ленинградский ордена Ленина политехнический институ им, И. И. Калинина(71) Заявител 4) КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА АППАРАТА ДЛЯ ИСПЫТАН КОНТАКТНЫХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к сильнО- точному электроаппаратостроению, где оно может быть использовано для выявления контактных материалов, обладающих повыиенной устойчивостью к свариванию при протекании через них токов в десятки и сотни килоампер.Известные аппараты для испытаний контактных материалов на приваривание 1 О имеют обычно два контактодержателя, в которых устанавливают испытуеите контакты. Устройства имеют также пружину или рычаг, создающиесилу сжатия контактов, и прибор для определЕния тока приваривания в момент резкого уменьшения скорости роста валичины падения напряжения на. контактах (1).Недостатком этих аппаратов является то, что в них отсутствует воэможность экспериментального определения сил нажатия контактов при протекании по ним тока сваривания в динамических режимах, Наличие большого переходнО- го сопротивления между контактодер- жателем и контактным элементом"прй их резьбовом, болтовом и прочем механическом соединении ведет к дополнительному перегреву контактного элемента и вносит ааибку в определение-. Зо граничного тока сваривания. При частой смене контактных элементов требуется их крепление к контактодержателям.Целью изобретения является повышение точности измерения сил нажатия и граничного тока сваривания контактов в динамическихрежимах.Это достигается тем, что в предложенньм контактодержателе выполнена круговая кайавка, заполненная жидким металлом, а в контактном элементе - соответствующий цилиндрический выступ, погруженный в жидкий металл канавки.На чертеже показана предложенная контактная система.Она содержит контактный элемент 1 верхнего подвижного контактодержателя 2, контактный элемент 3 нижнего неподвижного контактодержателя 4, жидкий металл 5, например сплав галлий - индий -олово, заполняющий круговую канавку в неподвижном контактодержателе 4, датчик б для измерения силы нажатия контактов, например пьезодатчик.При прохождении тока 3 через контактную систему и нагружении контактных элементов (контактов) 1 н 3в нешней .силой лежду ними действует результирующая сила, равная суммесил электродинамического сужения,термодинамической, контурной и внешней, ее мгновенное значениерегистрирует датчик 6 в любой момент времени. В случае вибрации контактов 1 и 3датчик 6 регистрирует силу соударения контактов, которая также является результирующей ряда сил, зависящих от прохождения тока, скоростиконтакта 1 в момент соударения. Показания датчика 6 должны быть скор-ректированы на величину силы, создаваемой самим контактом 3.Экспериментальное определениезаконов изменения сил нажатия контактов в динамических режимах является ключом для понимания природы Физических явлений в контактах при их еваривании большими протекающими через них токами и позволяет 20 - отыскив ать такие э ако ны измене ния сил.нажатия, например, при варьированиисилой внешней нагрузки Ран,н у прикоторых сваривание контактов отсут ствует или сила свариваиия минимальна.Моменту сваривания контактов предшествует фазовый переход материалаконтактов. В этом случае силы нажатияконтактов в динамических режимах тео- ЗОретически трудно определивши и их расчет возможен при существенно ограничивающих допущениях. Поэтому экспериментальное определение является единственным путем нахождения действитель-З 5ных значений сил нажатия в моментфазового перехода матерйела контактовс точйостью до 10.В стадии упругих соударений контактов (вибрация контактов) силы их нажатия определяются теоретически, нов силу эмпирического характера законов упругости значения этих сил, вычисленные из Формул, могут имать разброс 50-100, а эксперимечтальноеопредЕлейие может бить выполнено с 45точностью не менее 10.В замкнутом положении контактов,когда через них проходит сваривающийток, на контакты действуют электродинамические силы сужения (силы отброса), термодинамические силы, обус "ловлейные испарением материала контактов, и контурные силы, которые действуют одновременно .с внешней .силой нагружения контактов. Сила нажатия уконтактов в этом случае является результирующей всех сил в любой моментвремени и при ее расчете, в результате суммирования значений каждой из указанных сил, вычисленных по эмпирическим Формулам с точностью 10-50 60каждая, возможно накопление ошибки до 100-200, т.е. и в этой стадии динамического режима только экспери- менальное определение дает необходимую точность (до 10 ) з каче ний силнажатия контактов.Осуществление электрической связимежду контактным элементом и контактодержателем аппарата через жидкийметалл например, сплав галлий - индийолово, позволяет уменьшить переходное сопротивление по сравнению срезьбовым .электрическим контактом в20-30 раз, что снижает дополнительный перегрев контактного элемента.Снижение дополнительного перегреваконтактного элемента за счет уменьшения переходного сопротивления уменьшает ошибку в определении граничноготока сваривания на 10-20,Связь контактного элемента с неподвижным контактодержателем черезжидкий металл исключает силн тренияпри перемещениях контактного элементаотносительно контактодержателя и позволяет без погрешностей проводить измерения сил нажатия контактов, например с помощью пьезодатчика.Погружение цилиндрического выступа контактного элемента в жидкий металл канавки неподвижного контактодержателя на определенную глубину позволяет устранить влияние собственноговеса контактного элемента на результаты измерений сил нажатия контактовв динамических режимах за счет компенсации его архимедовой выталкивающей силой. Это влияние составляетобычно 1-5 максимальной измеряемойсилы,Соединение контактного элемента снеподвижным контактодержателем спомощью выступа и канавки обеспечивает быструю смену контактного элемента от опыта к опыту, так как впредложенной системе не требуетсязакрепления (болтового, резьбовогои т.д) контактного элемента на контактодержателе, что позволяет экономить затраты человеческого трудав размере 10-20 чел/ч на каждые30 смен.Формула изобретенияКонтактная система аппарата дляиспытания контактных материалов, содержащая контактодержатель и контактный элемент, выполненный из испытуемого материала о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения точности определения сил нажатия н граничного тока сваривания контактныхэлементов в динаьыческих режимах, атакже увеличения производительностиисследования, в контактодержателевыполнена круговая канавка, заполненная жидким металлом, а в контактномэлементе выполнен соответствующийцилиндрический выступ, погруженныйв жидКий металл канавки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР425235, кл. Н 01 Н 1/62, 1974.евКорректор О. Ковинская каз 9304/53 Тираж 844 ЦНИИПИ Росударственного по делай изобретений 113035, Москва, Ж, РауюПодписноеета СССРкрытийнаб д, 4/5 коми и от ская Филиал ППП Патентг. Ужгород, ул. Проектная, 4