Контактное устройство

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК А 1 Я 3 1712 1 Н 1/44,1 51) 5 ГОСУДАРСТВЕН)ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЬС ническии институ елиович и О.Г. См др. Контактные сиоение, 1987.ьство СССР44, 1968.ОЙСТВОится к автоматике, лительной технике и сится к автоматике, лительной технике и вано в ге метизи оо стоьную тного орой зуют меньания шкой ии обют и бари(21) 4684714/07(57) Изобретение относэлектротехнике и вычис Изобретение атноэлектротехнике, вычисможет быть использо р . р ванных контактах.Известны контактные устройства, содержащие неподвижные контакты и подвижный контакт, представляющий собой упругий элемент, расположенные в одной плоскости.При переключении подвижный контакт ударяется о гюверхность неподвижного, отскакивает и вибрирует, что приводит к неустойчивой работе устройства, т.е. к так называемому дребезгу контактов, Для уменьшения дребезга контактов на конце подвижного контакта в виде консоли устанавливают 0-образную скобу и кронштейн, подвижный контакт выполняют в виде Т-образной пружины, которая имеет две контактные пары с неподвижными контактами, а зазоры между контактными элементами контактных пар неодинаковы; контактирующие поверхности выполняют в форме сфеможет быть использовано в герметизированных контактах. Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства при минимуме отскоков. Для этого центры кривизны закругленных участков Я-образного подвижного контакта расположены на осях закрепленной и свободной ветвеЧ 1 с отношением длин участков к длине между заделкой и неподвижными контактами 1:0,33;0,3:0,96, а расстояние между закреплением и неподвижными контактами, расстояние между осями защемленной и свободной ветвей, радиусы кривизны и толщины относятся как 1:0,07:0,0325:0.013. 1 ил 1 табл. рического выступа и впадины; вводят с роны подвижного контакта дополнител пружину - ограничитель из немагни материала, рабочая поверхность кот имеет параболическую форму; исполь различные ударные демпферы или у шают вибрацию за счет демпфиров магнитным полем, создаваемым кату управления. Однако все эти конструкц ладают рядом недостатков, усложня удорожают изделие, увеличивают их га ты,Контактные устройства, выполненные в СЬ виде консоли с прямой осью, имеют наименьшие габариты и просты в изготовлении. Однако они обладают сравнительно боль-шой жесткостью, высокой частотой собственных колебаний, а спектр их частот и форм колебаний имеет довольно широкий диапазон изменений и в большой степени зависит от точности изготовления. Поэтому уменьшение дребезга контактов в таких устройствах представляет значительные трудности, приводит к ужесточению допусков на их изготовление. а иногда требует индивидуального подхода к каждой паре контактов. В магнитоуправляемых контактах такой конструкции, из-за их повышенной жесткости, для переключения требуется мощное магнитное поле, на получение которого требуется повышенная мощность, затрачиваемая на управление работой контактом, а также увеличиваются габариты устройства.Для получения более компактного спектра и форм частот собственных колебаний контактных систем, уменьшения расходуемой мощности, упрощения конструкции, уменьшения дребезга контактов, выпускаются контактные устройства, упругий элемент которых имеет Я-образную форму, Так в герконах типа МКСР, подвижный контакт которых выполнен в виде упругого элемента 5-образной формы, закрепленного одним концом и имеющего отношение длины каждой из прямолинейных ветвей его к участку между контактами и заделкой 01:12:з=1:0,38:0;35:0,97, а ширина, толщина и радиусы кривизны к тому же участку относятся как 1:Ь:Ь:г=1:0,13:0,013:0,016. В такой конструкции отношение ширины упругого элемента к толщине Ь:Ь=10, а радиусы кривизныы к тол щи не г: Ь=1,25. Габаритные размеры контактного устройства относятся как 1;Ь;а=-1:0,13:0,077,Однако, такая конструкция упругого элемента контактного устройства не лишена ряда недостатков. При перебрасывании свободного конца 5-образной пружины переключающим усилием с одного неподвикного контакта на другой происходит дребезг контактов, что приводит к неустойчивой работе устройства. К тому же малый радиус закруглений, составляющий 1,26 толщины упругого элемента, приводит к высоким напряжениям изгиба в местах закруглений ветвей при работе упругого элемента, в результате чего на поверхности закругленной части появляются микротрещины и снижается долговечность устройства. Повышение долговечности может быть достигнуто увеличением радиуса кривизны, но при такой конструкции упругого элемента это ведет к увеличению габаритов,Наиболее близким техническим решением является электрическое контактное устройство, содержащее неподвижный контакт и подвижный контакт, выполненный в виде закрепленной одним концом в опоре 8-образной пружины с отношением длины каждой из прямолинейных ветвей ее к участку между контактами и опорой как 1:0,3:0,24:0,94, а радиусы кривизны и толщина к тому же участку относятся как 1:0,2:0,014.Такое соотношение геометрическихразмеров обеспечивает минимум отскоков.5 Режим минимума отскоков сохраняется приотклонении указанных отношений в пределах; длина защемленной ветви+ 1,5 ; длина средней ветви+ 1,2 ; длина ветви между контактами + 4,5 ; толщина + 0,07;, ради усов кривизны + 0,2 . В такой конструкцииотношение радиуса кривизны к толщине составляет г:6=0,21:0,0141=14,3, соотношение сторон площади, занимаемой контактным устройством в плоскости действия контакта, 15 1:а=1;0.814. Таким образом, габариты контактного устройства в плоскости действия контакта увеличены, по сравнению с выпускаемым промышленностью, при том же расстоянии между заделкой и неподвижны ми контактами в 0,814;0,077=10,6 раз, Притаком большом соотношении радиуса кривизны к толщине как 14,3 Я-образная прукина обладает малой жесткостью и незначительные внешние воздействия (виб рации, удары и т,д,) приводят к ложномусрабатыванию контактного устройства без включения управляющего сигнала. Этим же объясняются и жесткие допуски на изготовление длин ветвей и радиусов кривизны, К 30 тому же оси выводов подвижного и неподвижного контактов находятся на разных уровнях, что крайне не технологично, При помещении оси вывода подвижного контакта на одном уровне с осью симметрии выво дов неподвижных контактов, ветвь междуконтактами значительно подгибают, что приводит к ухудшению работы контактных пар.С целью уменьшения габаритов при ми нимуме отскоков и оптимальной долговечности преблагаемое контактное устройство содержит упругий элемент, который выполнен в виде закрепленной одним концом Я- образной пружины, центры кривизны 45 закругленных участков которой расположены на осях защемленной и свободной ветвей, с отношением длиныот места закрепления до неподвижных контактов к длине 1 участка, прилегающего к закрепле нию от закрепления до центра кривизнызакругленной части этого участка, к длине 1 участка перекрытия между центрами кривизны закруглений, к длине 13 свободного конца от центра кривизны закругленной ча сти и этого участка до неподвижных контактов 1:11:12:1 з=1:0,33:0,3:0,96, а расстояние 1 между местом закрепления и неподвижными контактами, расстояние И между осями ветвей участка прилегающего к закреплению и свободной, радиусы г кривизны за30 формам мало отличаются от частот дляобычной консоли и, поэтому введение столь коротких Я-образных участков нецелесообразно, При 2/Ь 0.5 на динамику системы значительное влияние оказывают нерабо чие ветви Я-образного участка, примыкающие к защемленному концу. Система становится в этом случае низкочастотной; увеличивается дребезг контактов,Радиусы кривизны участков закругле ния петель и связанное с этим изменениерасстояния между ветвями контактного устройства, в меньшей степени влияет на частоту собственных колебаний, а следовательно, и на дребезг контактов, С 45 увеличением отношения г/ частоты собственных колебаний снижаются. Так при изменении в диапазоне 0,01 г/:0,04 частоты изменяются от нескольких процентов по первой форме до 1520 по старшим фор мам. Выбор радиусов закруглений долженопределяться в основном требованиями технологического характера, долговечностью и габаритными размерами устройства.Оптимальная долговечность контактной си стемы достигается при отношении радИусовкривизны закругленных участков к длине между заделкой и неподвижными контактами как :Г=1:0,0325. При этом минимум отскоков будет при соотношениях длин ветвей :1:2: з=1:0,33:0,3:0,96. кругленных участков и толщина Ь относятсякак ;:г;=1;0,07:0.0325:0,013. Габаритныеразмеры устройства относятся как1:а - -1;0.13.Эти конструктивные особенности позволяют и ри минимуме отскоков уменьшитьгабаритные размеры устройства по сравнению с прототипом в 6.25 раза, при этом врезультате уменьшения расстояния междуветвью прилегающей к закреплению и свободной ветвью не требуется подгибка свободной ветви, что приводит к улучшениюусловий работы контактной пары, а следовательно, к увеличению долговечности устройства.Минимум отскоков сохраняется в предлагаемой конструкции при отклонении ука-занных отношений размеров в пределах:длина ветви прилегающей к закреплению,длина участка перекрытия + 2,5/, длинасвободной ветви+ 2;4 , радиусы кривизны+0,5 , толщина +0,32 , Увеличение допусков, обеспечивающих минимум отскоков,обьясняется большей жесткостью и меньшим разбросом форм и частот собственныхколебаний предлагаемой конструкции посравнению с прототипом.По сравнению с выпускаемыми промышленностью герконами типа МКСР 45181, в результате увеличения радиусакривизны в тех же габаритах, долговечностьработы увеличивается примерно в два разапри минимуме отскоков,На чертеже показано контактное устройство,Контактное устройство состоит из опоры 1, подвижного контакта 2, выполненногов виде упругого элемента Я-образной формы, закрепленного одним концом, и неподвижных контактов 3,Контактное устройство работает следующим образом,Переключающее усилие, создаваемое,например, магнитным полем, изгибает.упругий элемент Я-образной формы подвижного контакта и перебрасывает свободныйконец его с одного неподвижного контактана другой так, что удар подвижного контактао неподвикный происходит без отскоков.Располокение центров кривизны за-кругленных участков подвикного контактаЯ-образной формы на осях защемленной исвободной ветвей обеспечивает получениеминимальных габаритов и минимальногорасстояния между защемленной и свободной ветвями при конструкции подвижногоконтакта в виде Я-образного упругого элемента.Выбор.отношенйй длин участков к участку между заделкой и неподвижными контактами обусловлен получением минимума отскоков при ударе подвижного контакта о неподвижный при переключении. Дребезг контактов зависит от частот собственных колебаний Я-образного упругого элемента.Частоты же собственных колебаний в основном зависят от отношению длины участка перекрытия, т.е. расстояния между центрами кривизны закругленных участков ветвей, 10 к длине между заделкой и неподвижнымиконтактами, т.е,2/, Значения собственных частот в зависимости от отношения 2/ и риведены в таблице для пяти форм колебаний Я-образного упругого элемента,Из таблицы видно, что при увеличениипараметра частоты снижаются особенно резко по старшим формам, При этом изме- няется и сама конфигурация собственных форм. Например, для больших значений 2/ 20 (более 0,6) максимум отклонения даже попервой форме может наблюдаться не на конце свободного участка, а в крайних точках петли, обращенной к заделке, Изменением параметра 2/ можно в достаточно 25 широких пределах регулировать частотныйспектр контактной системы и ее динамическое поведение, а. следовательно, можно свести к минимуму дребезг контактов При 2/0,2 значения частот по низшим1712976 оставитель В, Дыкихред М.Моргентал Редактор Н.Каменская Те Корректор И.М Заказ 538 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г Ф 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Таким образом предлагаемая конструкция позволяет сократить габариты устройства при минимуме отскоков и оптимальной долговечности. Формула изобретения Контактное устройство, содержащее неподвижные контакты и подвижный контакт, выполненный в виде упругого элемента Я- образной формы, закрепленного одним концом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов при минимуме отскоков, центры кривизны закругленных участков подвижного контакта расположены на осях защемленной,и свободной ветвей с отношением длины от места закрепления до неподвижных контактов к длине участка прилегающего к закреплению от закрепления до центра кривизны закругленной части 5 этого участка, к длине участка перекрытиямежду центрами кривизны закруглений. к длине свободного конца от центра кривизны закругленной части этого участка до неподвижных контактов 1:0.33:0,3;0.96, а 10 расстояние между местом закрепления инеподвижными контактами, расстояние между осями ветви прилегающего к закреплению и свободной, радиусы кривизны закругленных участков и толщина относятся 15 как 1:0,07:0,0325:0,013.