Автоматизированный расчет механических характеристик

Рассмотрим математическую модель, предназначенную для построения статических характеристик противодействующих сил наиболее распространенных типов электромагнитных аппаратов, кинематические схемы которых показаны на рис.9.2. При построении механических характеристик учитываются следующие составляющие механических усилий.

1.Силы полезных сопротивлений – силы нажатия главных и блокировочных контактов, осуществляемые пружинами .

2.Силы тяжести подвижных частей: левой и правой относительно главной оси вращения

3.Сила возвратной пружины - Р _вп.

4. Сила реакции в упоре - Р _уп.

Вначале, когда размеры механизма, следовательно, величины и неизвестны, необходимо задать их, используя параметры прототипа. Затем, после расчета электромагнитного привода, и уточняются, и расчет механической характеристики привода повторяется.

На рис.9.2 обозначены все необходимые для расчета точки приложения указанных сил, размеры кинематических звеньев, углы между ними и угол поворота звеньев при включении механизма .

Движущей является электромагнитная сила, приложенная в точке на расстоянии от главной оси вращения. Именно к этой точке и осуществляется приведение всех противодействующих сил, а также значений растворов и провалов главных и блокировочных контактов.

Расчет механических характеристик ТЭК выполняется после проектирования главных и блокировочных контактов. Поэтому исходными данными здесь являются: число главных и блокировочных замыкающих и размыкающих контактов- n _гз, n _гр, n _бз, n _бр их растворы и провалы Q _гк,П_гк, Q _бк,П_бк;

Рис.9.2. Кинематические схемы электромагнитных аппаратов

указанные выше противодействующие силы; относительные расстояния до оси О главных и блокировочных контактов , оси возвратной пружины , упора , центров тяжести левой и правой подвижных частей , отношение размеров . В том случае, если расчет осуществляется для механизма, размеры звеньев которого известны, величины определяются на основе следующих дополнительных исходных данных: признака (номера) кинематической схемы - ; массивов размеров шести деталей (звеньев) подвижной системы - массивов плотностей материалов деталей - значения угла α и размер l _э. Порядок расчета следующий.

Определяются силы тяжести деталей подвижной системы:

где .

Находятся сила тяжести левой части системы и расстояние от точки ее приложения до оси О:

где - рабочий воздушный зазор электромагнита (определяется ниже).

Сила тяжести правой части системы и расстояние от точки ее приложения до оси 0: если то

если то ; ,

где

Если то

Если то .

Если то

Для построения механической характеристики определяются приведенные значения растворов и провалов контактов, а также всех противодействующих сил.

Приведенные значения растворов и провалов контактов:

;

Зазор между якорем и сердечником

Приведенные значения начальных и конечных контактных усилий:

главных контактов –

блок контактов –

усилия возвратной пружины –

силы тяжести подвижной системы –

если дано, то

усилия возвратной пружины блок-контактов –

На рис.9.3 показаны возможные для аппаратов с рассматриваемыми схемами механические характеристики.

Рис. 9.3. Механические характеристики электромагнитных аппаратов

Их расчет заключается в определении значений зазора и приведенных противодействующих усилий в ряде точек механической характеристики, соответствующих положениям механизма при замыкании и размыкании контактов. Алгоритм расчета механической характеристики следующий.