Студопедия

КАТЕГОРИИ:

Авто Автоматизация Архитектура Астрономия Аудит Биология Бухгалтерия Военное дело Генетика География Геология Государство Дом Журналистика и СМИ Изобретательство Иностранные языки Информатика Искусство История Компьютеры Кулинария Культура Лексикология Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлы и Сварка Механика Музыка Население Образование Охрана безопасности жизни Охрана Труда Педагогика Политика Право Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радио Регилия Связь Социология Спорт Стандартизация Строительство Технологии Торговля Туризм Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Ценнообразование Черчение Экология Эконометрика Экономика Электроника Юриспунденкция

Падение напряжения в переходной зоне

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Падение напряжения в переходной зоне определяется переходным сопротивлением и проходящим через контакт током:

(63)

Падение напряжения в переходной зоне ГКП не должно превышать допустимых значений, выше которых наступают необратимые изменения переходной зоны. Для медных сплавов допустимая величина падения напряжения составляет 0,10—0,13 в.

5 Примеры поверочного расчета ГКП

Пример. 1. Задана ГКП с размером штыря 1,5мм. Требуется произвести поверочный расчет по разработанной методике.

Расчет производим по средним размерам параметров с учетом допусков

1. Находим расчетные диаметры штыря и гнезда:

2. Вычисляем геометрические параметры А и В:

3.

Условия работы УЭ:

Следовательно, УЭ работает как упругая балка на двух опорах с центрально приложенной силой.

3. Прогиб УЭ в точке контактирования равен

4. Контактное усилие вычисляется по формуле

В примере задано:

(без покрытия);

6. Проверим выполнение условия прочности:

;

Однако практически из-за пластических деформаций в зонах заделки максимальное напряжение будет меньше.

При сочленении УЭ будут деформироваться с уменьшением технологической выпуклости и снижением максимальных напряжений до напряжения текучести материала УЭ. При этом контактное усилие уменьшится на следующую величину (при = =60 кгс/мм²):

Прогиб УЭ в зоне контактирования

Выпуклость УЭ составит

7. Вычисляем кажущуюся площадьконтактирования. Находим

величину прогиба f₁:

Длина линии контактирования при прогибе f₁ равна

так как f₁ < f, то длину l_K увеличиваем на 10%,

Удельное линейное давление

Приведенный модуль упругости

следовательно,

8. Вычисляем колебание контактного усилия. Колебание перемещения УЭ равно

Принимаем дЕ =5%,Е== 0.05Е, тогда

9. Находим усилие расчленения ГКП. Принимаем для 1,5 мм N=8 проволок; =0,158—0,195.

Коэффициенты пропорциональности

принимаем равным 1,0; K_З=1,0

При нормальной температуре K_H=1,0, поэтому

10.Вычисляем переходное сопротивление одной переходной

зоны.

Принимаем для проволоки: v==3; b=10; K₂=0,12; р=17,6 мком·мм; μ=0,3; h_m₌0,5 мкм; R=500 мкм.

Для штыря, обработанного точением: v=3; b=4,5; K₂=0,12;

p=7,4 мком·мм; μ =0,3; h_m =0,9 мкм; R=150 мкм.

Вычисляем приведенные значения параметров:

Коэффициент обработки равен

Следовательно,

11. Определяем колебание переходного сопротивления. Относительное колебание кажущейся контактной поверхности равно

Принимаем , тогда

Принимаем

следовательно,

12. Вычисляем наибольший допустимыйток через ГКП. Принимаем q=4 а/мм²; K_З=l,0.

13. Падение напряжения в одной переходной зоне при Iд=1,3а равно

Пример 2. Рассмотрим работу УЭ при условии f_T=0

1. Вычислим угол охвата штыря β, для этого определим знак

дискриминанта D:

Следовательно, уравнение второй степени должно иметь один действительный, корень:

2. Находим длину УЭ между контактными площадками:

а=А • cos β —B sin β =2,416 • 0,998666—38,41075 • •0,05161=2,41277—1,98238=0,43мм.

3. Длина УЭ при сочленении равна

4. Вычисляем длину УЭ в свободном положении:

5. Теоретическая величина удлинения УЭ при сочленении равна

6. Находим напряжение растяжения в. УЭ:

7. Определяем величину прогиба УЭ;

8. Контактное усилие растяжения УЭ равно

9. Вычисляем величину контактного усилияот изгиба УЭ:

10. Находим напряжение растяжения от изгиба УЭ;

11. Суммарное напряжение растяжения равно

12. Определяем суммарное значение контактного усилия:

13. Вычисляем длину линии контактирования:

14. Находим кажущуюся площадь контактирования при

15. Вычисляем колебание контактного давления от растяжения:

Принимаем дβ = да =дα = 0, следовательно,

Принимая дγ=0, получаем

Таким образом, контактное давление, обусловленное растяжением УЭ ГКП, под влиянием допусков на размеры может в 25,9 раз возрасти или же может стать равным нулю (отрицательное значение контактного давления имеет мнимое значение и в УЭ невозможно). Колебание контактного давления при изгибе равно колебанию контактного усилия, рассчитанному в примере 1. Следовательно,

Таким образом,

При =26,2 произойдет пластическое растяжение проволоки УЭ со снижением разброса контактного усилия до минимального значения; следовательно, принимаем

16. Вычисляемусилие расчленения контактной пары. Принимаем для d_Ш=l,5мм N=8, Рк= 1,165 кгс, μ=0,177± ±0,0185.

Коэффициент пропорциональности К=1,0;

S=KNP_Kμ=1 • 8 • 1,165 •0,177= 1,65 кгс.

Колебание усилия расчленения

17. Находим величину запаса прочности:

Следовательно, ГКП разработана без необходимого запаса прочности, я при работе одного гнезда с разными штырями или при нагреве возможны отказы.

18. Определяем переходное сопротивление одной переходной зоны.

Принимаем для проволоки: p==l7.6 мком-мм; v==3; b=l0; K₂=0,12; h_m=0,5 мкм; μ=0,3; R=500 мкм.

Для штыря: р=7,4 мком-мм; v=3; b =4.5; K₂=0,12; h_m =0,9 мкм; ; μ =0,3; .R=150 мкм.

Приведенные значения параметров и расчет коэффициента обработки с берем из примера 1. Следовательно,

19. Вычисляем колебание переходного сопротивления. Относительное колебание кажущейся контактной поверхности

Принимаем д1_K = 0, тогда

Принимаем др/р=0.1, тогда

Следовательно,

20. Определяем наибольший допустимый ток через ГКП. При

21. Падение напряжения в одной переходной зоне равно

Расчеты произвести и построить графики в системе MathCAD

Для расчета должно быть задано:

1. частота рабочего сигнала f , гц;

2. размеры и материал контактов;

3. чистота и способ изготовления контактной поверхности.

Определяемая величина Обозначение и размерность Расчетная формула или указание по выбору

Параметры обработки b1, b2, K₂₁, K₂₂, γ₁, γ₂ Выбираются по таблице 1

Радиус микронеровностей R₁, R₂, мм Выбираются по таблице 1

Максимальная высота микронеровностей h_m1, h_m2, мм Выбираются по таблице 1

Удельное электрическое сопротивление ρ₁, ρ₂, ом*мм Выбираются по таблице 4

Модуль упругости I рода E₁, E₂, кгс/мм² Выбираются по таблице 3

Коэффициент Пуассона μ Для контактных материалов μ (справочник)

Контактное усилие Рк, кгс Задается по таблице 5

Коэффициент параметров шероховатости k₁ Выбирается по таблице 2

Приведенные параметры шероховатости γ К₂ b

Приведенный радиус микронеровностей R, мм

Приведенная высота микронеровностей h_m, мм h_m = h_m1 + h_m2

Приведенный модуль упругости Е, кгс/мм²

Коэффициент обработки с

Приведенный радиус кривизны контактов r, мм

Удельная нагрузка на единицу длины контактирования р_л, кгс/мм² р_л = Р_к /l

Длина контактирования линейной зоны l, мм Определяется экспериментально или задается

Радиус площадки контактирования а, мм Вычисляется по уравнениям Герца

Кажущаяся площадь контактирования А_к, мм² А_{к кр} = πа²; А_{к пр}= 2аl

Активная составляющая переходного сопротивления R_{п а0}, ом

Относительная магнитная проницаемость материала контактов μ₁ Для контактных материалов можно принять μ₁=1

Глубина проникновения тока δ, мм

Эффективная кажущаяся площадь А_эф, мм² А_эф _кр = π(2αδ – δ²); А_эф _пр = δl

Максимальное контактное давление q_m, кгс/мм²

Среднее контактное давление на эффективной площади q_c_δ, кгс/мм² Для шаровых и цилиндрических контактов

Переходное сопротивление на СВЧ R_{п а}, ом

Предел прочности поверхностной пленки на сжатие σ_в, кгс/мм² Определяется по справочнику

Наименьшее внедрение а_п, мм а_п = 2,07 σ_в / Е²

Контактное давление q_c, кгс/мм² q_c = Р_к / А_к

Наибольшее внедрение а_m, мм

Диэлектрическая постоянная ε₀, ф/м ε_{0 =}8,86*10^-12

Относительная диэлектрическая проницаемость поверхностной пленки ε_пл Определяется по справочнику

Относительная диэлектрическая проницаемость межконтактного промежутка ε₁ Определяется по справочнику

Толщина поверхностных пленок h_пл1,h_пл2 , мм Определяется по справочнику

Емкость переходной зоны С_{п о}, ф

Таблица 1 – Основные параметры шероховатых поверхностей

Вид обработки R, мкм Hm, мкм g К2 b

Полирование 300 – 500 0,05 – 0,5 3 0,12 5 – 10

Шлифование ∆7 ∆6 150 – 300 50 - 200 0,3 – 2,0 3 0,12 4 –6

Точение, грубое шлифование 10 – 100 1,0 – 20 2 0,4 1 - 4

Таблица 2 – Значения коэффициента К1

g

K1 при g2, равном

1 2 3

1 0,50 0,33 0,25

2 0,33 0,16 0,10

3 0,25 0,10 0,05

Таблица 3 – Основные свойства пружинных контактных материалов

Наименование материала

Профиль

Состояние

Модуль упругости растежения Е*104, кгс/мм2

Предел прочности кгс/мм2

Предел упругости кгс/мм2

Допустимое напряжение изгиба R_{В,кгс/мм2}

Предел выносливостиизгибу, кгс/мм2

Твердость

По Виккерсу По Бринеллю

Бронза БрКМц 3 – 1 Проволока Лента Твердое Особотвердое Твердое Особотвердое 1,20 1,05 76 90 65 75 - 40 50 - 25 – 40 - 23 26 - 200 170 – 190 199

Бронза БрОФ6,5 – 0,15 Лента Проволока Твердое Особотвердое Твердое Особотвердое 0,9 1,0 1,13 55 65 70 90 26-36 35-48 - 16-25 - 19 23 - 200 160-200

Бронза БрБ2 Проволока Лента Твердое Закаленное Облагороженное Твердое Закаленное Облагороженное 1,3 1,25 75 120 130 66 90 115 - - 25-31 18-24 20 - 340-370 - 378-400 -

Бронза БрБ2,5 Лента Закаленное Нагартованное после закалки Облагороженное 1,17 1,30 1,30 40-60 70 120 25 45 75 - 14 24 32 - -

Бронза БрОЦ4-3 Проволока Лента Твердое Особотвердое Твердое Особотвердое 1,24 0,90 60 90 55 65 - - - - - - - - 150-170

Сплав К40НХМ Лента - - 250-270 - - - - 700

Сплав 546 Лента - 1,46 125 154 77 115 - - - 400

Латунь Л62 Лента Проволока Твердое Особотвердое Твердое d=0,2-0,5 d=0,55-1 dболее 1 1,0 - 42 60 70-95 70-90 60-80 18 23 - - - 10 12 - - 120

Таблица 4 – Характеристики материала

Наименование материала Плотность d,г/см3 Удельное электрическое сопротивление ,мком*см Удельная теплопроводность k при 180С, Вт/(см*град) Коэффициент линейного расширения а*10-6,1/град Краткая характеристика Область применения

Бронза БрКМц 3-1 8,4 15 0,47 15,8 Хорошие антикоррозионные, упругие свойства, антимагнитна, хорошо сваривается и паяется Для работы при повышенной температуре (200-3000С). При длительной работе – не более 1250С

Бронза БрОФ6,5-0,15 8,65 17,6 0,72 17,1 Высокие упругие свойства, хорошая коррозионная стойкость, антимагнитна, хорошо сваривается, паяется Для особо ответственных пружинных контактов. Рабочая температура100-125⁰С

Бронза БрБ2 8,25 7 0,84 16,6 Высокие упругие и механические свойства, хорошая пластичность, значительное сопротивление усталости, высокая коррозионная стойкость в атмосфере тумана В магнитных полях и агрессивных средах при нормальной температуре

Бронза БрБ2,5 8,22-8,26 6,8-10 0,84-1,08 - - Рабочая температура при длительной работе до 1250С

Бронза БрОЦ4-3 8,8 8,7 0,84 18 Высокая коррозионная стойкость, удовлетворительные упругие и механические свойства, малое удельное электрическое сопротивление, антимагнитна Рабочая температура не более 1000С

Сплав К40НХМ - - - - Высокие упругие, механические и антикоррозионные свойства При температуре до +3500С и в агрессивных средах

Сплав 156 - - - - Высокое сопротивление усталости и истиранию, коррозионная стойкость выше, чем для сплавов БрБ2 и БрОФ6,5-0,15 При температуре не более +1800С

Сплав 546 8,26 38 - - Хорошие упругие и механические свойства Для работы в условиях тропического климата и при повышенной температуре до 2500С вместо бериллиевых бронз

Латунь Л62 8,43 7,4 1,1 20,6 Хорошая коррозионная стойкость, пластичность, в наклепанном состоянии подвержена коррозионному растрескиванию Для штырей, выводов корпусов контактов. Рабочая температура +1000С

Таблица 5 – Варианты заданий

№ варианта Материал Материал покрытия Диаметр контакта, мм Вид обработки контактной поверхности Контактное усилие Рк, гс

1 Бронза БрКМц 3 – 1 Золото 1,0 Полирование 5

2 Бронза БрОФ6,5 – 0,15 Серебро 1,5 Шлифование 10

3 Бронза БрБ2 Платина 2,0 Точение 15

4 Бронза БрБ2,5 Никель 2,5 Полирование 20

5 Бронза БрОЦ4-3 Иридий 3,0 Шлифование 25

6 Сплав К40НХМ Золото 3,5 Точение 30

7 Сплав 546 Серебро 4,0 Полирование 35

8 Латунь Л62 Платина 4,5 Шлифование 40

9 БрХ0,5 Никель 5,0 Точение 45

10 БрКд1 Иридий 5,5 Полирование 50

11 Латунь ЛС59-1 Золото 6,0 Шлифование 55

12 Латунь ЛМц58-2 Серебро 6,5 Точение 60

13 Вольфрам Платина 7,0 Полирование 65

14 Золото Никель 7,5 Шлифование 70

15 Медь Иридий 8,0 Точение 75

16 Молибден Золото 8,5 Полирование 80

17 Палладий Серебро 9,0 Шлифование 85

18 Родий Платина 1,0 Точение 90

19 Платина Никель 1,5 Полирование 95

20 Никель Иридий 2,0 Шлифование 5

21 Цинк Золото 2,5 Точение 10

22 Бронза БрКМц 3 – 1 Серебро 3,0 Полирование 15

23 Бронза БрОФ6,5 – 0,15 Платина 3,5 Шлифование 20

24 Бронза БрБ2 Никель 4,0 Точение 25

25 Бронза БрБ2,5 Иридий 4,5 Полирование 30

26 Бронза БрОЦ4-3 Золото 5,0 Шлифование 35

27 Сплав К40НХМ Серебро 5,5 Точение 40

28 Сплав 546 Платина 6,0 Полирование 45

29 Латунь Л62 Никель 6,5 Шлифование 50

30 БрХ0,5 Иридий 7,0 Точение 55

31 БрКд1 Золото 7,5 Полирование 60

32 Латунь ЛС59-1 Серебро 8,0 Шлифование 65

33 Латунь ЛМц58-2 Платина 8,5 Точение 70

34 Вольфрам Никель 9,0 Полирование 75

35 Золото Иридий 9,5 Шлифование 80

36 Медь Иридий 8,0 Точение 85

37 Молибден Золото 8,5 Полирование 90

38 Палладий Серебро 9,0 Шлифование 95

39 Родий Платина 1,0 Точение 5

40 Платина Никель 1,5 Полирование 10

⇐ Предыдущая 1 2 34

Последнее изменение этой страницы: 2018-05-10; просмотров: 206.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...