Клавиша управления РЭА – Курсовой
Введение
Различного рода кнопкам и контактам принадлежит заметная роль в современной радиоэлектронной аппаратуре и средствах автоматики при решении широкого круга технических задач в приводных, программных, переключающих, тормозных, фиксирующих, блокировочных и многих других устройствах. На основе контактов построены самые разнообразные конструкции реле, контакторов, пускателей, клапанов, дистанционных. Они являются одним из основных элементов средств автоматики и автоматизации. Сегодня трудно назвать отрасль промышленности, где бы не использовались те или иные кнопки и контакты.
Относительная простота, компактность конструкций, широкие функциональные возможности этих устройств обусловили применение их в системах автоматики и телемеханики, управления, сигнализации, контроля, защиты, информационных и других отраслях техники, науки, производства.
С ростом уровня автоматизации и функциональным усложнением аппаратуры, с повышением плотности компоновки ее увеличивается число применяемых электрических устройств. К этим устройствам и их исполнительным элементам предъявляются все более высокие конструктивно-технологические, экономические и эксплуатационные требования (в частности, простоты и технологичности конструкций, уменьшения габаритных размеров, массы, потребляемой энергии, простоты обслуживания, удобства эксплуатации, сокращения сроков разработки).
Целью данного курсового проекта является разработка конструкции клавиши управления РЭА.
Назначение и область применения конструкции.
В любой конструкции, которая должна содержать отдельно изготавливаемые электрические устройства между ними необходимо обеспечить электрическую связь. Эта связь обеспечивается с помощью электрических контактов, которая представляет собой конструктивно оформленное соединение токопроводящих частей.
Клавиша управления РЭА является частью пусковой аппаратуры в системах автоматики и другого электрического оборудования. При нажатии кнопки замыкаются контакты. Если кнопку отпустить, подвижный контакт под действием пружины занимает исходное положение.
Условия эксплуатации кнопки управления РЭА предполагают ее использование в помещениях, а также на открытом воздухе при температурах (-30÷+50)м/span>С, влажность 75%. Условия эксплуатации также накладывают требования к материалам конструкции, которые должны обеспечить надежную работу устройства в течение всего периода эксплуатации.
2 Описание и обоснование выбранной конструкции
Клавиша предназначена для коммутации постоянного тока. Устройство состоит из корпуса 7, патрона 1, гайки 6, подвижного контакта 2, кнопки 5 с закрепленными на ней, колпачком 3 и шильдиком 4, капсуля 11, пружин 8, 10, контактов 9, 13, 14 и лепестков 12.
Патрон 1 — армированное пластмассовое изделие, в котором заформован лепесток, изготовленный из . Подвижный контакт 2 состоит из пластины и четырех контактов, соединенных расклепкой. Пластина изготовлена из стали , а контакты — из . Колпачок 3 приклеивают к кнопке 5 клеем .
При нажатии кнопки 5 подвижный контакт 2 замыкает контакты 14. Одновременно с подачей команды загорается индикация клавиши. Пружина 8 на двух диаметрально расположенных контактах служит для установки кнопки в исходное положение. Для надежности четыре контакта клавиши соединены по два, параллельно. Клавиша ставится в гнезда панели пульта и фиксируется выступами на корпусе 7.
3 Техническая характеристика конструкции
Клавиша обладает следующими техническими характеристиками:
Габаритные размеры –
Ток протекающий через контакт – 5 А
Напряжение на контактах – 24 В
Усилие противодействия упругого элемента – 1 кгс
4 Расчеты подтверждающие надежность и работоспособность конструкции.
4.1 Расчет параметров контактов.
- Исходными данными для расчета являются:
Ток протекающий через контакт I = 5 А
Напряжение U = 24 В
При разрыве цепи возникает дуга, для уменьшения возможности сваривания в качестве материала контактов выбирается серебро твердотянутое Ср999.
Плотность ρ=10,5⋅103 кг/м3;
Температура плавления tпл = 961 м/span>С;
Удельное сопротивление ρуд = 1,6⋅10-6 Ом⋅см;
Удельная теплопроводность Cуд = 4,16 Вт/смм/span>С;
Твердость по Бринеллю (HB) = 30…60 Н/м2;
Температурный коэффициент сопротивления ТКС = 0,41 1/м/span>С⋅10-3;
Модуль упругости E = 7,7 * 1010 Н/м2.
- Из условия самопроизвольного гашения дуги рассчитывается ∆min:
(4.1.1)
∆min = 2,25 * 10-3 м = 2,25 мм
- Исходя из значения тока, определяются габаритные размеры контактов:
Диаметр контакта D = 3 мм
Высота контакта h = 1,2 мм
Форма соприкасающихся поверхностей сферическая, радиусом r = 10 мм
- Сопротивление контакта рассчитывается по формуле:
(4.1.2)
Rк = 0,5 * 0,08 / 5 = 8 * 10-3 Ом
- Минимальная поверхность охлаждения рассчитывается по формуле:
(4.1.3)
где с – коэффициент охлаждения (при охлаждении в воздухе с = 0,48)
∆t – допустимое превышение температуры (выбирается ∆t = 50)
Sгр = 0,121 * 25 * 0,008 / (0,48 * 50) = 100,2 мм2
- Минимальное контактное усилие рассчитывается по формуле:
(4.1.4)
где HB – твердость по Бринеллю
ρ – удельное сопротивление
с – коэффициент шероховатости поверхности
b – коэффициент зависящий от вида деформации и формы контактирующих поверхностей
Н
- Pmin констр определяется следующим образом:
(4.1.5)
где kзап – коэффициент запаса, учитывающий износостойкость и изменение усилия Р от допусков на контактонесущую систему, а также статическую и динамическую стабильность RК (kзап=1,5..5), принимается kзап = 2;
kf – коэффициент частоты тока (при f = 0..2 кГц, kf = 1);
kT – температурный коэффициент, учитывающий уменьшение усилия Р от изменения жесткости контактирующей системы при колебаниях температуры (kT ≈1).
- Верхняя граница контактного усилия находиться по формуле:
(4.1.6)
где σk – определяется из условия σk < |σ|k / k, в данном случае (дуга и частое размыкание контактов) к = 3, |σ|k = 20 * 50 * 107 = 1 * 1010
σk = 3 * 109
Контакты изготавливаются из твердотянутого серебра Ср999 и имеют следующие параметры:
Диаметр контакта – 3 мм;
Высота контакта – 1,2 мм;
Радиус закругления – 10 мм;
Минимальная величина контактного зазора – 2,25 мм.
4.2 Расчет пружины.