Контактная система аппарата для испытания контактных материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р>714527 . Ъ

5,1) м, k-. .- и 01 Н > 08 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 030478 (21) 2597780/24-07 с присоединением заявки ¹1осударствеиный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

О убликовано 050280. Бюллетень ¹ (53) УАК 62 . 318..56.004.5 (088. 8) Дата опубликования описания 070280 (72) Авторы изобретения

Л. н. Карпенко и В. A. Скорняков

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. И. И. Калинина (71) Заявитель

I (54) КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА АППАРАТА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

KOHTAKTHbIX МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к сильнОточному зле ктроаппаратостроению, где оно может быть использовано для выявления контактных материалов, обладающих повьхтенной устойчивостью к свариванию при протекании через них токов в десятки и сотни килоампер.

Известные аппараты для испытания контактных материалов на приваривание 1О имеют обычнс два контактодержателя, в которых устанавливают испытуемте контакты. Устройства имеют также пружину или рычаг, создающие силу сжатия контактов, и прибор для определЕния тока приваривания в момент резкого уменьшения скорости роста валичиньт падения напряжения на. контактах (1).

Недостатком этих аппаратов является то, что в них отсутствует воэйож ность экспериментального определения сил нажатия контактов при протекании по ним тока сваривания в динамических режимах. Наличие большого переходнОro сопротивления между контактодер - жателем и контактным элементом"прй их резьбовом, болтовом и прочем механическом соединении ведет к дополнительному перегреву контактного элемента и вносит сшибку в определение-. ЗО

1 граничного тока сваривания. При частой смене контактных элементов требуется их крепление к контактодержателям.

Целью изобретения является повышение точности измерения сил нажатия и граничного тока сваривания контактов в динамических режимах.

Это достигается тем, что в предложеннЬм контактодержателе выполнена круговая кайавка, заполненная жидким металлом, а в контактном элементе— соответствующий цилиндрический выступ, погруженный в жидкий металл канавки.

На чертеже показана предложенная контактная система.

Она содержит контактный элемент 1 верхнего подвижного контактодержателя 2, контактный элемент 3 нижнего неподвижного контактодержателя 4, жидкий металл 5, например сплав галлий - индий - олово, заполняющий круговую канавку в неподвижном контактодержателе 4, датчик б для измерения силы нажатия контактов, например пьезодатчик.

При прохождении тока ) через контактную систему и нагружении кон-. тактных элементов (контактов) 1 и 3

714527

60 внешней силой между ними действует результирующая сила, равная сумме сил электродинамического сужения, термодинамической, контурной и внешней, ее мгновенное значение регистрирует датчик b в любой момент времени.

В случае вибрации контактов 1 и 3 датчик 6 регистрирует силу соударения контактов, которая также является результирующей ряда сил, зависящих от прохождения тока, скорости контакта 1 в момент соударения. Показания датчика 6 должны быть скор- ректированы на величину силы, создав аемой самим конта ктом 3.

Экспериментальное определение законов изменения сил нажатия контактов в динамических режимах является ключом для понимания природы физических явлений в контактах при их еваривании большими протекающими через них токами и позволяет 20

- отыскив ать такие э ако ны измене ния сил нажатия, например, при в арьиров анин силой внешней нагрузки Р „ „, при которых сваривание контактов отсутствует или сила свариваиия минималь- 25 на.

Моменту сваривания контактов предшествует фазовый переход материала контактов. В этом случае силы нажатия контактов в динамических режимах тео- ЗО ретически трудно определивши и их расчет возможен при существенно ограничивающих допущениях. Поэтому экспериментальное определение является единственным путем нахождения действитель-35 ных значений сил нажатия в момент фазового перехода матерйела контактов с точйостью до 10%.

В стадии упругих соударений контактов (вибрация контактов) силы их нажатия определяются теоретически, но в силу эмпирического характера законов упругости значения этих сил, вычисленные из формул, могут имать разброс 50-100%, а эксперимечтальное опредЕлейие может быть выполнено с 45 точностью не менее 10%.

В замкнутом положении контактов, когда через них проходит сваривающий ток, на контакты действуют электродинамические силы сужения (силы от- $Q броса), термодинамические силы, обус"ловлейные испарением материала контактов, и контурные силы, которые действуют одновременно .с внешней .силой нагружения контактов. Сила нажатия у контактos в этом случае является результирующей всех сил в любой момент времени и при ее расчете, в результате суммирования значений каждой из указанных сил, вычисленных по эмпирическим формулам с точностью 10-50В каждая, возможно накопление ошибки до 100-200%, т.е. и в этой стадии динамического режима только экспери-,, менi:à òüíîå определение дает необходимую точность (до 10%) значений сил нажатия контактов.

Осуществление электрической связи между контактным элементом и контактодержателем аппарата через жидкий металл например, сплав галлий - индийолово, позволяет уменьшить переходное сопротивление по сравнению с резьбовым .электрическим контактом в

20-30 раз, что снижает дополнительный перегрев контактного элемента.

Снижение дополнительного перегрева контактного элемента за счет уменьшения переходного сопротивления уменьшает ошибку в определении граничного тока сваривания на 10-20%.

Связь контактного элемента с неподвижным контактодержателем через жидкий металл исключает силн трения при перемещениях контактного элемента относительно контактодержателя и позволяет без погрешностей проводить измерения сил нажатия контактов, например с помощью пьезодатчика.

Погружение цилиндрического выступа контактного элемента в жидкий металл канавки неподвижного контактодержателя на определенную глубину позволяет устранить влияние собственного веса контактного элемента на результаты измерений сил нажатия контактов в динамических режимах за счет компенсации его архимедовой выталкивающей силой. Это влияние составляет обычно 1-5Ъ максимальной измеряемойсилы.

Соединение контактного элемента с неподвижным контактодержателем с помощью выступа и канавки обеспечивает быструю смену контактного элемента от опыта к опыту, так как в предложенной системе не требуется з акре пле ни я (болтового, рея ьбового и т. д) контактного элемента на контактодержателе, что позволяет экономить затраты человеческого труда в размере 10-20 чел/ч на каждые

30 смен.

Формула изобретения

Контактная система аппарата для испытания контактных материалов, содержащая контактодержатель и контактный элемент, выполненный из испытуемого материала„о т л и ч а ю rq а яс я тем, что, с целью увеличения точности определения сил нажатия н граничного тока сваривания контактных элементов в динаьыческих режимах, а также увеличения производительности исследования, s контактодержателе выполнена круговая канавка, заполненная жидким металлом, а в контактном элементе выполнен соответствующий цилиндрический выступ, погруженный в жидКий металл канавки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

425235, кл. Н 01 H 1/62, 1974.

714527

Составитель Ю. Макарычев

Редактор И. Алышева Техред Л.Алферова Корректор О. Ковинская

Заказ 9304/53 Тираж 844 . Подписное

ЦНИИПИ Росударственного комитета СССР по делай изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент ° г. Ужгород, ул. Проектная, 4