 |
Электропневматических контакторов
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Курсовая работа состоит из пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка должна включать четыре раздела.
В первом разделе необходимо произвести упрощенный расчет привода контактного аппарата по имеющимся в задании данным в соответствии с приведенной ниже методикой расчета приводов.
Для выполнения последующих разделов студентом должен быть выбран тепловоз-прототип, выбор осуществляется из тех серий локомотивов, которые эксплуатируются на сегодняшний день на сети железных дорог РФ. Во втором и третьем разделах необходимо описать конструкцию и работу соответственно контактного и бесконтактного аппаратов, указанных в задании, а также привести их основные технические характеристики. Проанализировав электрическую схему выбранного тепловоза-прототипа, студент должен сделать вывод о том, применяются ли данные типы контактных и бесконтактных аппаратов на заданном тепловозе. В том случае, если таких аппаратов в схеме тепловоза-прототипа нет, необходимо обязательно упомянуть об этом в пояснительной записке. Кроме того, на усмотрение студента, вместо указанного в задании аппарата можно привести описание того, который выполняет аналогичные функции в тепловозе выбранной им серии.
Четвертый раздел должен содержать описание устройства и работы участка электрической схемы тепловоза-прототипа. При этом необходимо выделить из всей схемы только те цепи, которые указаны в задании.
Графическая часть работы должна содержать один лист, на котором необходимо вычертить заданную электрическую цепь, при этом должны соблюдаться требования ГОСТов к изображению принципиальных электрических схем и условных графических обозначений. Формат этого листа разрешается выбирать в зависимости от размеров схемы – от формата А3 до формата А1.
|
|
|
Пояснительная записка должна быть выполнена в соответствии с требованиями действующих ГОСТов и СТП на персональном компьютере. При выполнении записки необходимо установить следующие параметры: тип шрифта – Times New Roman, размер – 14, межстрочный интервал – 1,5. На каждом листе, кроме титульного и листа содержания, должна быть рамка с основной надписью по форме 2а (высотой 15 мм), а на листе содержания – рамка с основной надписью по форме 2 (высотой 40 мм). В конце работы должен быть приведен список использованных источников. На титульном листе, в основной надписи содержания и графической части обязательно должна быть личная подпись студента рядом с его фамилией.
Варианты задания, соответствующие разделам РГР, выдаются преподавателем в соответствии с порядковым номером студента в журнале.
ЗАДАНИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
Таблица 1
Исходные данные для расчета электромагнитных приводов
контактных аппаратов
| Номер студента по журналу | Тип привода контактора | Номинальный ток, коммутируемый контактором I, А | Диаметр цилиндра DЦ, мм | Сила тяжести подвижной части G, кгс | Линейные размеры подвижной части | Диаметр провода катушки dП, мм | Номинильное на-пряжение питания катушки Uном, В | Диаметр катушки dК, м | Толщина каркаса катушки hКК, м | ||
| lС | lК | l | |||||||||
| 1. | ЭП | 3,43 | – | – | – | – | |||||
| 2. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,32 | 0,065 | 0,0015 | ||
| 3. | ЭП | 3,20 | – | – | – | – | |||||
| 4. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,26 | 0,061 | 0,0012 | ||
| 5. | ЭП | 2,83 | – | – | – | – | |||||
| 6. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,32 | 0,066 | 0,0014 | ||
| 7. | ЭП | 3,67 | – | – | – | – | |||||
| 8. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,32 | 0,062 | 0,0011 | ||
| 9. | ЭП | 3,15 | – | – | – | – | |||||
| 10. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,4 | 0,06 | 0,0013 | ||
| 11. | ЭП | 3,51 | – | – | – | – | |||||
| 12. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,26 | 0,067 | 0,001 | ||
| 13. | ЭП | 2,8 | – | – | – | – | |||||
| 14. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,26 | 0,069 | 0,002 | ||
| 15. | ЭП | 3,72 | – | – | – | – | |||||
| 16. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,32 | 0,068 | 0,0016 | ||
| 17. | ЭП | 2,91 | – | – | – | – | |||||
| 18. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,32 | 0,063 | 0,0017 | ||
| 19. | ЭП | 3,08 | – | – | – | – | |||||
| 20. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,4 | 0,065 | 0,0011 | ||
| 21. | ЭП | 3,57 | – | – | – | – | |||||
| 22. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,26 | 0,061 | 0,0013 | ||
| 23. | ЭП | 3,5 | – | – | – | – | |||||
| 24. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,32 | 0,067 | 0,0012 | ||
| 25. | ЭП | 3,25 | – | – | – | – | |||||
| 26. | ЭМ | – | – | – | – | – | 0,26 | 0,06 | 0,0014 |
Перечень контактных аппаратов для выполнения второго раздела:
|
|
|
| 1. Контактор электропневматический. | 13. Реле максимального тока. |
| 2. Контактор электромагнитный. | 14. Реле боксования. |
| 3. Контактор групповой. | 15. Реле заземления. |
| 4. Реверсор. | 16. Реле управления. |
| 5. Контроллер машиниста. | 17. Электропневматический вентиль. |
| 6. Реле времени. | 18. Батарея аккумуляторная кислотная. |
| 7. Реле давления масла. | 19. Батарея аккумуляторная щелочная. |
| 8. Температурное реле. | 20. Выключатель автоматический. |
| 9. Реле давления воздуха. | 21. Тяговый электромагнит. |
| 10. Реле уровня воды. | 22. Переключатель. |
| 11. Реле дифференциальное. | 23. Штепсельное соединение. |
| 12. Тумблер. | 24. Кнопка управления. |
Перечень бесконтактных аппаратов для выполнения третьего раздела:
1. Трансформатор постоянного напряжения.
2. Трансформатор постоянного тока.
3. Бесконтактное реле боксования.
4. Бесконтактное реле переходов.
5. Электронное реле времени.
6. Бесконтактный тахометрический блок.
7. Амплистат возбуждения.
8. Бесконтактный регулятор напряжения.
9. Индуктивный датчик.
0. Блок пуска дизеля.
Перечень узлов и электрических цепей тепловоза для выполнения четвертого раздела:
1. Селективный узел тепловоза.
2. Цепь пуска дизеля.
3. Цепь трогания с места.
4. Цепи набора позиций.
5. Цепь формирования внешней характеристики генератора.
6. Цепь регулирования напряжения вспомогательного генератора.
|
|
|
7. Цепь перехода на ослабленное поле тяговых электродвигателей.
8. Цепь заряда аккумуляторной батареи.
9. Цепь топливоподкачивающего насоса.
0. Цепь маслопрокачивающего насоса.
Примечание. Если тепловоз-прототип не содержит заданного аппарата или цепи, то соответствующий раздел выполняется по указанию консультанта.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРОВ
ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИХ КОНТАКТОРОВ
Характерным для всех контактных соединений контакторов является наличие в месте контакта переходного сопротивления RП, которое определяется физическими свойствами материала контактов, состоянием поверхности (микрогеометрией), формой контакта и давлением.
На значение сопротивления поверхностных пленок влияет отношение материала контактов к химическим реакциям, при которых под воздействием температуры, состава атмосферы, вида замыкания образуются поверхностные пленки.
Контактное сопротивление определяет значение допустимого тока. При токе, большем допустимого значения, контакты нагреваются, контактное сопротивление резко возрастает, что может привести к подплавлению и свариванию контактов.
Переходное сопротивление линейного контакта может быть вычислено по эмпирической формуле /4/
(1)
где FK – сила нажатия контакта, Н;
m – показатель степени; для линейного контакта;
m = 0,5...0,8,
kК – коэффициент, зависящий от материала контактов (медь) и состояния
их поверхности;
kК = (0,08…0,14)×10-3 Ом×кг.
Сила нажатия в контакте и ширина контакта могут быть определены из экспериментальных зависимостей, на основании которых принимают для электропневматических контакторов
FK/I = 0,663…0,759 H/А, (2)
I/b = 16000…30000 А/м. (3)
где I – номинальный ток контактов, А;
b – ширина контактов контактора, м.
По найденной силе нажатия в контакте вычисляем переходное сопротивление контактов.
Давление воздуха, необходимое для срабатывания контактора, определяется по формуле
, (4)
где FB – сила давления воздуха на поршень, кгс;
|
|
|
DЦ – диаметр цилиндра контактора, см.
Силу давления воздуха на поршень мы определим по формуле:
, (5)
где lK, l – расстояния между шарнирами подвижной части контактора, см;
G ¢ – приведенная к штоку сила тяжести подвижной системы, кгс;
SFТР – сила трения поршня и штока о стенки цилиндра и крышки контак-
тора, кгс;
SFП – суммарная сила выключающей и притирающей пружин, кгс.
Сила трения поршня и штока о стенки цилиндра и крышки может быть принята постоянной и равной при диаметре цилиндра 45 ммв пределах 10…15 кгс, при диаметре 58 мм – 15…20 кгс, при диаметре 90 мм – 25…32 кгс.
Приведенная к направлению сила трения в шарнирах механизма привода
, (6)
где SМТР. М – сумма моментов сил трения в шарнирах механизма привода, кгс×см.
Приведенная к штоку сила тяжести подвижной системы равна
, (7)
где G – сила тяжести подвижной системы контактора, кгс.
lС – расстояние между шарнирами привода и подвижной частью контактора, см.
Сумму сил трения
, (8)
и приведенную силу тяжести можно принимать при расчетах постоянной величиной
SFТР – G ¢ (9)
Переменными величинами в тяговой характеристике будут сила выключающей пружины FП1 и приведенная сила притирающей пружины FП2.
Суммарная сила пружин берется в пределах
, (10)
Таким образом, определив значение FB, мы можем также найти разность сил,
, (11)
которая обеспечивает ускорение движения подвижной системы контактора.
В конце хода поршня эта разность Fр будет равна приведенной к штоку силе давления контактов Fк.
Сила, обеспечивающая выключение контактора, определяется из соотно-шения
. (12)
Необходимо отметить, что в процессе включения давление в цилиндре растет постепенно, так как цилиндр сообщается с резервуаром сжатого воздуха трубопроводами малого сечения.
Рис. 1. – Расчетная схема электропневматического контактора
|
|
|
