Ударовиброустойчивый контактор Советский патент 1992 года по МПК H01H50/30 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических аппаратах, в частности в электромагнитных контакторах поворотного типа, предназначенных для работы в условиях ударных воздействий и вибраций, сейсмических колебаний и т. п.

Известен ударовиброустойчивый контактер, содержащий основание, контактную систему поворотного типа и электромагнитную систему, статически сбалансированные относительно своих осей вращения и связанные между собой механизмом непро скальэыеающей передачи, с отношением радиусов зацепления передачи, равным отношению моментов инерции этих систем. Контактор выполнен с электромагнитной системой в виде двух электромагнитов, якоря которых статически сбалансированы относительно оси вращения, механизм непроскальзывающей передачи выполнен в виде двух элементов, один из которых закреплен на оси вращения контактной системы, а другой - на оси вращения якорей электромагнитной системы, причем один из элементов выполнен с выступом, а другой - с регулируемым упором, установленным с возможностью ваэимодействия с выступом, К недостаткам этого контактора следует отнести необходимость статического баланОП

Јь.

сирования относительно осей вращения контактной и электромагнитной систем, что заставляет выполнять их симметричными относительно осей вращения за счет применения дополнительных деталей контактной и магнитной систем и усложнения сборки. К недостаткам контактора следует также отнести использование двух электромагнитов, якоря которых, притягиваясь, поворачивают подвижные системы. Так как во включенном положении контактора практически невозможно обеспечить полное прилегание обоих якорей, то основное и постоянное удерживающие усилия создаются только одной электромагнитной системой. Вторая электромагнитная система во включенном положении контактора создает лишь дополнительное и непостоянное по величине (зависящее от зазора) удерживающее усилие, что снижает эффективность использования материалов.

Целью изобретения является упрощение конструкции и снижение материалоемкостиприобеспеченииударовиброустойчивости контактора в выключенном положении.

Это достигается тем, что в ударовибро- устойчивом контакторе, содержащем основание, подвижные контактную систему и электромагнитную систему поворотного типа, два рычага, установленных на осях, контактная система жестко соединена с одним из рычагов, электромагнитная система - с другим рычагом, плечи рычагов связаны друге другом механизмом непроскальзывающей передачи с отношением радиусов зацепления, равным отношению моментов инерции подвижных контактной и электромагнитных систем, один из рычагов выполнен с выступом, а другой - с регулируемым упором, установленным с возможностью взаимодействия с выступом, подвижные контактная и электромагнитная системы выполнены несбалансированными относительно центров осей рычагов, точка зацепления механизма непроскальзывающей передачи расположена на одной линии с центрами осей рычагов, центры масс контактной и электромагнитной систем расположены по одну сторону от указанной линии и от перпендикуляров к этой линии, проходящих через центры осей рычагов, а расстояния от центров масс контактной и электромагнитной систем до центров осей обоих рычагов и углы между указанной линией и прямыми, проходящими каждая через центр масс и центр оси соответствующего рычага, выполнены одинаковыми.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема контактора; на фиг. 2 - вариант исполнения контактора с кинематической схемой, приведенной на фиг. 1, общий вид.

Контактор состоит из основания 1, на

котором установлены оси 2 и 3, неподвижные главные контакты 4 и сердечник 5 электромагнитной системы, подвижной контактной системы 6 с контактодержате0. лем 7, подвижными контактами 8 и зубчатым секторным рычагом 9, подвижной электромагнитной системой 10 с якорями 11 и зубчатым секторным рычагом 12, блока 13 вспомогательных контактов и контакта 14

5 управления, отключающей пружины 15.

При этом углы расположения центров обоих масс подвижных элементов 6, 7, 8 и 9 и подвижных элементов 10, 11 и 12 выполнены одинаковыми (углы на фиг. 1).

0 Одинаковыми выполнены также и расстояния между центрами этих масс и осями 2 и 3, а сами центры масс (обозначены как А и Б) находятся по одну сторону от линий, соединяющей оси 2 и 3, и от перпендикуляров

5 к этой линии, проходящих через оси 2 и 3.

Работа контактора осуществляется следующим образом.

При подаче питания в обмотку электромагнита якорь 11 притягивается к сердечни0 ку 5, вызывая тем самым поворот подвижной электромагнитной системы 10 и рычага 12 относительно оси 3, и следовательно связанного с.ними через зубчатую передачу рычага 9. Рычаг 9, поворачиваясь

5 против часовой стрелки относительно оси 2, перемещает подвижную контактную систему 6 с контактодержателем 7, при этом контакты 4 и 8 замыкаются. Одновременно рычаг 12 воздействует на подвижные систе0 мы вспомогательных контактов 13 и контакта 14 управления. Снятие питания с электромагнита приводит к тому, что под действием возвратной пружины 15 рычаг 12 вместе со связанным с ним через зубчатую

5 передачу рычагом 9 с подвижной контактной системой б возвращается в исходное состояние, определяемое упором рычагов 9 и 12 в плоскости В. Подвижные системы вспомогательных контактов 13 и контакта

0 управления 14 возвращается в исходное состояние под действием собственных пружин.

Ударостойкость контактора в выключенном положении обеспечивается следую5 щим образом. При поступательных ударных воздействиях на основание 1 в направлениях, указанных стрелками Г (см. фиг. 2) и расположении центров масс подвижных частей по одну сторону от проходящих через оси 2 и 3 перпендикуляров к линии, соединяющбй эти оси, моменты сил инерции стремятся повернуть подвижные части в одинаковом направлении относительно осей вращения. Однако в точке зацепления непроскальзывающей передачи действие этих моментов сил будет противоположным, а при равенстве углов аи/7 расположения центров м,асс и расстояний от центров этих масс до осей вращения будет и равным по величине, т. е. произойдет компенсация мо- ментов сил инерции в точке зацепления непроскальзывающей передачи, и ложного срабатывания контактора не произойдет, если отношение радиусов зацепления передачи будет равно отношению масс подвиж- ных частей.

Аналогичной будет и компенсация моментов сил инерции в точке зацепления непроскальзывающей передачи при поступательных ударных воздействиях на основание 1 в направлениях, указанных стрелками Д (см. фиг. 2), если центры масс подвижных частей располагаются на одинаковых расстояниях по одну сторону от линии, соединяющей оси вращения этих частей, и под одинаковыми углами к этой линий (углы аи/).

При ударном воздействии на основание 1, придающем ему вращательное ускорение, опасными, т. е. могущими привести к изменению выключенного положения аппарата, являются направления поворота по стрелкам Е. Действие вращательных ускорений и возникающие при этом моменты инерции стремятся повернуть подвижные части в одинаковом направлении и, при равенстве моментов относительно точек вращения (осей 2 и 3) также взаимно компенсируются в точке зацепления рычагов 9 и 12. Ложного срабатывания контакте- ра не происходит.

Равенство углов расположения а и/ и расстояний центров масс от осей вращения позволяет компенсировать в точке зацепления непроскальзывающей передачи как мо- менты, создаваемые силами тяжести подвижных частей относительно их осей вращения (т. е. статические), так и моменты, обусловленные инерционностью подвижных частей (т. е. динамические).

Действительно, для равенства статических моментов необходимо, чтобы выполнялось соотношение m,Ri Rrn

ГП2 R2 Rna

где mi ц та - массы подвижных частей;

RI и R2 - расстояния от центров этих масс до их осей вращения;

Rm и Rn2 радиусы зацепления непроскальзывающей передачи.

Для равенства динамических моментов необходимо, чтобы при ударах вдоль линии, соединяющей оси, выполнялось соотношение

m,R since Rn-i

n RSsIn/ Rn2 или при

д m,R Rni

U. - Uл - п

ПЛ2 R2

Идентичные соотношения могут быть получены и при ударах поперек линии, соединяющей оси, если , и при вращательных ударных воздействиях.

Следовательно, для компенсации как статических, так и динамических нагрузок в точке зацепления непроскальзывающей передачи при а-(3 необходимо выполнить условие

mi RI m-i R Rni m2R2 m2R§ RnV

а это возможно только при и mi Rni ma Rirz

Полученные соотношения справедливы при расположении точки зацепления непроскальзывающей передачи на одной линии с осями вращения подвижных частей.

Удароустойчивость во включенном положении контактора (при неравенстве углов а и/3) может обеспечиваться силой притягивания якоря к сердечнику, компенсирующей разность моментов инерции в точке зацепления непроскальзывающей передачи.

Предлагаемое техническое решение при сохранении удароустойчивости конструктивно более просто по сравнению с известным контактором, в нем меньше деталей контактной системы и только одна электрическая система, что облегчает процесс изготовления, сборки и регулировки контактора.

Формула изобретения

Ударовиброустойчивый контактор, содержащий основание, подвижные контактную системы и электромагнитные системы поворотного типа, два рычага, установленных на осях, контактная система жестко соединена с одним из рычагов, электромагнитная система - с другим из указанных рычагов, плечи рычагов связаны друг с другом механизмом непроскальзывающей передачи с отношением радиусов зацепления, равным отношению моментов инерции подвижных контактной и электромагнитной систем, один из рычагов выполнен с выступом, а другой - с регулируемым упором, установленным с возможностью взаимодействия с выступом, отличающийся тем, что. с целью упрощения конструкции и снижения материалоемкости при обеспечении ударовиб- роустойчивости контактора в выключенном положении, подвижные контактная и электромагнитная системы выполнены несбалансированными относительно центров осей рычагов, точка зацепления механизма непроскальзывающей передачи расположена

на одной линии с центрами осей рычагов, центры масс контактной и электромагнитной систем - по одну сторону от указанной линии и от перпендикуляров к этой линии, проходящих через центры осей рычагов, а расстояния от центров масс контактной и электромагнитной систем до центров осей обоих рычагов и углы между указанной линией и прямыми, проходящими каждая через центр масс и центр оси соответствующего рычага, выполнены одинаковыми.

Изобретение может быть использовано вусловияхпоступательныхиугловых ударных воздействий и вибраций. Контактор содержит подвижные поворотного типа контактную 6 и электромагнитную систему, соединенные с рычагами 9,12, установленными на осях 2, 3, закрепленных в корпусе 1. Плечи рычагов связаны друг с другом непроскальзывающей, например зубчатой, передачей. Отношение радиусов зацепления указанной передачи равно отношению моментов инерции контактной и электромагнитной систем. Точка зацепления передачи расположена на одной линии с центрами осей рычагов, центры масс контактной и электромагнитной систем - по одну сторону от указанной линии и от перпендикуляров к этой линии, проходящих через центры осей 2, 3, а расстояния от центров масс до центров осей обоих рычагов и углы между указанной линии и прямыми, проходящими каждая через центр масс и центр оси соответствующего рычага, выполнены одинаковыми, указанные соотношения и расположение центров масс обеспечивают стойкость контактора к воздействию ударных нагрузок и вибраций при несбалансированных подвижных контактной и электромагнитной системах. 2 ил.

5. 11 АЮ

/5 3

-2

Фиг

(