Способ измерения контактного зазора переключающей контактной группы Советский патент 1984 года по МПК G05B23/02 H01H11/04 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения зазора контактов любых переключающих контактных групп и, в частности, для измерения контактного зазора в микроминиатюрных электромагнитных реле.

Известен способ контроля контактного зазора при помощи щупов, вводимых в зазор между контактами 1.

Недостатками этого способа являются низкая точность, повреждение поверхности контактов и низкая производительность.

Известны способы измерения контактного зазора, при которых осуществляют перемещение подвижной контактной пружины при помощи какого-либо механического устройства, например электродвигателя или шагового двигателя, и измеряют промежуток времени от размыкания одной контактной пары до замыкания другой f2 и 3.

Известные способы измерения позволяют получить достаточно высокую точность, однако обладают больщим временем измерения, так как требуется значительное время для разгона двигателя и подвода толкателя к подвижной контактной пружине. Кроме того, наличие двигателей, редукторов, механизмов передач и т.п. снижает надежность подобных устройств.

Известны также способы измерения контактного зазора косвенным путем по процессам, происходящим в электромагнитной системе реле (например по импульсу напряжения в обмотке реле во время движения якоря, по изменению магнитного потока и т.п.) 4 и 5.

Недостатки этих способов измерения - низкая точность, обусловленная погрешностями измерения, возникающими из-за различия характеристик магнитных систем разных экземпляров одного и того же типа реле, а также ограниченная сфера применения. Указанные способы применимы только для электромагнитных реле (в сборке) и не позволяют измерять зазор в отдельной контактной системе. В то же время, при изготовлении большинства микроминиатюрных реле регулировка контактной системы производится отдельно, до сборки с магнитной системой.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ измерения контактного зазора, по которому подвижную контактную пружину перемещают до замыкания замыкающего контакта, затем снимают воздействующее усилие, измеряют время от момента размыкания замыкающего контакта до момента замыкания размыкающего контакта (время «перелета) и по этому времени определяют величину контактного зазора 6.

Недостатком этого способа является то, что скорость движения подвижной контактной пружины в процессе измерения принимается постоянной и независящей от уси5 ЛИЯ самой контактной пружины, что приводит к больщой погрешности измерения зазора.

Цель изобретения - повышение точности измерения контактного зазора.

Поставленная цель достигается тем, что при измерении контактного зазора переключателей контактной группы путем перемещения подвижной контактной пружины и измерения интервала времени от момента размыкания замыкающего контакта до мо5 мента замыкания размыкающего контакта при обратном ходе пружины, к подвижной контактной пружине прикладывают линейно-нарастающее усилие, направленное в сторону замыкающего контакта, в момент замыкания замыкающего контакта фиксируют величину приложенного усилия, скачком уменьшают величину приложенного усилия до нуля, измеряют интервал времени от момента размыкания замыкающего контакта до момента замыкания размыкающего 5 контакта (tnep) и определяют контактный зазор по формуле

йг()

где в- искомый зазор контактов; PI -усилие при котором происходит замыкание замыкающего контакта; tnef -время от момента размыкания замыкающего контакта до момента за.мыкания размыкающего контакта; m -суммарная масса подвижной контактной пружины и толкателя, передающего воздействующее усилие на подвижную контактную пружину; С - расчетная жесткость подвижной контактной пружины.

Процесс перемещения подвижной контактной пружины при измерении контактного зазора осуществляется следующим образом.

Под действием линейно-нарастающего усилия подвижная контактная пружина перемещается по направлению к замыкающему контакту. Замыкающий контакт замыкается, после чего воздействующее усилие снимается. После снятия внешнего усилия, подвижная контактная пружина возвращается в исходное состояние под действием силы упругости. Общее уравнение движения подвижной контактной пружины в этом случае имеет вид

+ - P

где m - масса движущихся частей (подвижной контактной пружины и толкателя)

h -коэффициент сопротивления движению;

с -жесткость контактной пружины 7.

Величина г-, представляющая собой сопротивление воздушного потока движению контактной пружины, вследствие малой скорости движения и малой площади поверхности пружины, мала и ею можно пренебречь.

Тогда дифференциальное уравнение, описывающее движение контактной пружины, принимает вид

1 + 0

где Р - сила, воздействующая на контактную пружину в начале движения. Рещение этого дифференциального уравнения имеет вид

X f (l-cos/ -t). При малых значениях X учитывая, что

.t-t +p-f;; -t

COS1

24т

и, пренебрегая последним членом ряда, получают X -firВ конкретном рассматриваемом случае пружина движется под действием силы Р , равной величине усилия в момент замыкания замыкающего контакта, и за время «перелета t(,ep проходит путь, равный величине зазора контактов 5 . Подставив данные величины в формулу, получают

-S PI- tW

V -S,

2m

где (5-искомая величина контактного

зазора;

tnep-время от момента размыкания замыкающего контакта до момента замыкания размыкающего контакта. При этом абсолютная ошибка измерения из-за пренебрежения последним членом ряда, составит

р. с

д

24 т

а относительная ощибка Детн составит

л Д с. ..2 ЛотнJ- Tfin Р

Следовательно, более точный результат может быть получен по формуле

(I-iBii пер)

Как видно из полученной формулы, зная величину усилия, необходимого для замыкания замыкающего контакта Р и время перелета подвижной контактной пружины tnep, а также постоянные коэффициенты, определяемые в основном массой толкателя и жесткостью контактной пружины, можно с высокой точностью определить величину контактного зазора.

Таким образом, принципиальное отличие предлагаемого способа измерения от известного при котором контактный зазор определяется пропорционально времени «перелета состоит в том, что при определении величины зазора учитывается величина усилия, требуемого для замыкания замыкающего контакта Р , что позволяет значительно повысить точность измерения зазора контактов.

На фиг. 1 изображено положение контактов и толкателя в начале измерения;

0 на фиг. 2 - графики изменения величины воздействующего усилия и напряжения на размыкающем и замыкающем контактах во времени.

Измеряемая переключающая контакт, ная группа содержит размыкающий контакт 1, подвижную контактную пружину 2 и замыкающий контакт 3. Усилие Р, воздействующее на подвижную контактную пружину 2, передается посредством толкателя 4. В начале измерения усилие Р, переда0 ваемое с помощью толкателя 4 на подвижную контактную пружину 2, линейно увеличивают. В момент времени t .происходит замыкание замыкающего контакта 3, при этом величина воздействующего усилия Pj

5 запоминается, а усилие скачком уменьщают до Нуля. Под действием силы упругости подвижная контактная 2 начинает возвращаться в исходное положение. В момент времени t происходит размыкание замыкающего контакта 3. При этом начина0 ется отсчет временного интервала tnep. В момент времени t3 происходит замыкание размыкающего контакта 1 и при этом отсчет временного интервала tnep заканчивается. По измеренным величинам Pj и tnep и известным постоянным коэффициентам определяется величина контактного зазора по формуле

(PI tnep /1 t 4-2 (l-.T,Lr

L«P Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет повысить точность измерения контактного зазора, осуществить автоматизацию процесса измерения контактного зазора, повысить надежность изготавливаемых электромагнитных реле, а также повысить производительность регулировочных и контрольных операций в процессе изготовления реле.

Применение предлагаемого способа позволит снизить трудоемкость операции регулирования контактов до 10,65 нормочаса на 1000 щт.реле. Таким образом, денежные затраты на регулирование зазора 1000 щт. реле при регулировании по известному способу составляют 10,95 руб., а при использовании предлагаемого способа - 7,67. Ориентировочный годовой эффект от использования предлагаемого изобретения

на предприятиях только для одного типа реле должен составить ориентировочно 26240 руб. Ориентировочный годовой эффект от использования предлагаемого изобретения для всех типов реле, выпускаемых, на предприятии, должен составить 80000 руб

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНТАКТНОГО ЗАЗОРА ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЙ КОНТАКТНОЙ ГРУППБ1 путем перемещения подвижной контактной пружины и измерения интервала времени от момента размыкания замыкающего контакта до момента замыкания размыкающего контакта при обратном ходе пружины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, к подвижной контактной пружине прикладывают линейно-нарастающее усилие, направленное в сторону замыкающего контакта, в момент замыкания замыкающего контакта фиксируют величину приложенного усилия, скачком уменьщают величину приложенного усилия до нуля, измеряют интервал времени от момента размыкания замыкающего контакта до момента замыкания размыкающего контакта и определяют контактный зазор по формуле (): (Л где о - искомый зазор контактов; PJ -усилие, при котором происходит замыкание замыкающего контакта; taep-время от момента размыкания замыкающего . контакта до момента замыкания размыкающего контакта; ITJ -суммарная масса подвижной контактной пружины и толкателя, передающего воздействующее усилие на 00 подвижную контактную пружину; to С -расчетная жесткость подвижной коно 1C тактной пружины. .t

и.

зам

пер

ti,t2 Itj Фиг.2