Реферати, курсові, дисертації, дипломи

[ Проектування перемикача для комутації електричних ланцюгів постійного і змінного струму ]

<div style="font-size:16px;text-align:justify;">
	 ЗМІСТ Введення 1. АНАЛІЗ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ 2. ПЕРЕГЛЯД АНАЛОГІЧНИХ КОНСТРУКЦІЙ І <a href="Вибір" title="Вибір">ВИБІР</a> НАПРЯМКИ ПРОЕКТУВАННЯ 3. РОЗРАХУНОК КНОПКИ 3.1 <a href="Вибір" title="Вибір">Вибір</a> матеріалу для контактів 3.2 Електричний і конструктивний розрахунок кнопки 3.2.1 Визначення контактного зусилля і перехідного опору 3.2.2 Визначення температури локального перегріву Висновок ВСТУП Підвищення якості продукції, що випускається, зниження витрат на її <a href="Виробництво" title="Виробництво">виробництво</a>, підвищення терміну служби та надійності виробів, що випускаються, раціональне використання <a href="Матеріали" title="Матеріали">матеріалів</a>, подальший <a href="Розвиток" title="Розвиток">розвиток</a> уніфікації і нормалізації є основними завданнями сучасної радіоелектронної промисловості. Це тісно пов'язано з підвищенням якісних показників складових їх електрорадіоелементів (ЕРЕ). Тому питання проектування та раціонального використання цих елементів дуже важливі для розробників радіоелектронної апаратури. Практично всі виконавчі системи, в тому числі і радіоелектронні, містять різні елементи комутації. Їх функціональні можливості зумовили широке застосування таких елементів у системах: <a href="Автомат" title="Автомат">автоматики</a> і телемеханіки; сигналізації; контролю і захисту; розподілу електричної енергії; комутації ліній зв'язку і передачі інформації; резервування і сполучення пристроїв, що працюють на різних принципах дії чи <a href="Енергетика" title="Енергетика">енергетичних</a> рівнях; дистанційного керування виконавчими пристроями , а так само в системах ручного <a href="Управління" title="Управління">управління</a> електронних апаратів (ЕА). Із зростанням рівня автоматизації і <a href="Функціоналізм" title="Функціоналізм">функціональним</a> ускладненням ЕА безперервно зростає число вживаних комутаційних пристроїв і зростає <a href="Відповідальність" title="Відповідальність">відповідальність</a> виконуваних ними функцій. Різноманітність вимог, що виникають у <a href="Процес" title="Процес">процесі</a> проектування сучасних ЕА, призвело до появи великої кількості різновидів комутаційних пристроїв, що розрізняються за призначенням, принципом дії, конструктивного виконання, схемотехническим параметрами та іншими ознаками, що визначає їх технічні можливості та сферу застосування. Розвиток кожного різновиду комутаційних пристроїв відображає безперервне підвищення вимог до їх експлуатаційним і функціональним параметрам. Загальні вимоги зводяться до зниження енергії, використовуваної для управління, збільшення швидкодії, поліпшенню якості комутації (неприпустимість вібрації контактів, формування імпульсів з крутими фронтом і зрізом і т.п.), підвищенню надійності, забезпечення конструктивно-параметричної сумісності з іншими елементами ЕА. Даний <a href="Курсова" title="Курсова">курсовий</a> проект присвячений розробці кнопки, яка призначена для комутації електричних ланцюгів постійного та змінного струму низької частоти. У ході виконання проекту на основі аналізу вимог технічного завдання, огляду аналогічних конструкцій сформульовані додаткові вимоги до майбутнього виробу і зроблено <a href="Вибір" title="Вибір">вибір</a> напрямки проектування. Зроблено розрахунок кнопки, виконана ескізна опрацювання її елементів і розроблена загальна конструкція вироби. Всі прийняті конструкторські рішення підкріплені <a href="Відповідь" title="Відповідь">відповідними</a> розрахунками. 1. АНАЛІЗ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ Кнопка призначена для комутації електричних ланцюгів постійного та змінного струму низької частоти в стаціонарних електронних апаратах і відноситься до комутаційних пристроїв ручного управління. Згідно з технічним завданням кнопка повинна забезпечувати замикання при наступних характеристиках: <UL><LI> напруга, що комутується до 30 В; <LI> комутований струм до 4 А; <LI> кількість ланцюгів 2. </UL> Виходячи з цих параметрів, потрібно забезпечити надійну ізоляцію між контактними парами, а також корпусом. Кнопка призначена для експлуатації в різній апаратурі, тобто в приміщеннях і на відкритому просторі. Кліматичне виконання кнопки повинно <a href="Відповідь" title="Відповідь">відповідати</a> категорії УХЛ 4.2 ГОСТ 15150-69, що передбачає такі норми впливів [1]: - Впливу температури: 1) граничне верхнє значення +40 ° С; 2) верхнє значення +35 ° С; 3) середнє значення +20 ° С; 4) нижнє значення +10 ° С; 5) граничне нижнє значення +1 ° С. - Впливу відносної вологості при +20 ° С: 98%, - <a href="Атмосфера" title="Атмосфера">Атмосферний</a> тиск повітря навколишнього середовища: 86-104 кПа. Дані умови експлуатації не передбачають необхідності в особливих конструктивних заходів захисту виробу від впливів факторів зовнішнього середовища. Габарити і <a href="Маса" title="Маса">маса</a> розробляється кнопки повинні бути незначні, що зумовлено не великими робочими значеннями комутованих струмів і робочих напруг. Запланована програма випуску 5000 шт. на рік обумовлює виготовлення кнопки в умовах дрібносерійного виробництва. При цьому її конструкція повинна бути не складною, виконана з урахуванням типових технологічних операцій і при її виготовленні повинен бути використаний поширений сортамент конструкційних матеріалів [2]. Також необхідно забезпечити мінімальну вартість виробу. Таким чином використання при виробництві кнопки операцій типового технологічного <a href="Процес" title="Процес">процесу</a> виготовлення покликане збільшити економічний ефект і знизити <a href="Собівартість" title="Собівартість">собівартість</a> виробництва. 2. ПЕРЕГЛЯД АНАЛОГІЧНИХ КОНСТРУКЦІЙ І ВИБІР НАПРЯМКИ ПРОЕКТУВАННЯ Розглянемо загальні <a href="Тенденції" title="Тенденції">тенденції</a> розвитку та існуючі конструктивні рішення щодо комутаційних пристроїв з ручним управлінням. Комутаційні пристрої ручного керування призначені для комутації електричних ланцюгів за допомогою ручного приводу. У залежності від способу управління приводним <a href="Механізмі" title="Механізмі">механізмом</a> вони поділяються на такі групи [2]: - Натискні (кнопкові); - Перекидні (тумблери); - Поворотні (галетне і барабанні); - Движкові. Кожен із способів управління має свої <a href="Перевал" title="Перевал">переваги</a> і недоліки. Наприклад, з точки зору оперативності (швидкодії) і зручності <a href="Роботи" title="Роботи">роботи</a> оператора <a href="Перевал" title="Перевал">перевага</a> віддається нажимному способом управління. Однак при цьому способі управління ускладнюються пристрої надійної фіксації кнопок у певних положеннях. В даний час більш-менш чітка фіксація забезпечується не більше ніж у двох положеннях, що є недоліком натискного управління. Крім <a href="Того" title="Того">того</a>, для індикації фіксованого положення кнопок потрібні спеціальні <a href="Індикатори" title="Індикатори">індикатори</a> та захист від випадкового натискання. При перекидному способі управління у тумблерах забезпечується більш надійна фіксація становища приводного механізму, а індикація <a href="Стану" title="Стану">стану</a> визначається положенням важеля. Недоліками перекидного способу є значні зусилля на важіль для <a href="Переклад" title="Переклад">перекладу</a> тумблера з одного положення в інше, а також мале число положень (полюсів) при перемиканні (не більше трьох). Найбільша багатополюсність (безліч положень) реалізується при поворотному способі управління. Завдяки особливостям конструкції в поворотних перемикачах забезпечується мале і стабільне опір контактів. При моторної способі управління надійна фіксація перемикача забезпечується в двох положеннях. Застосовуються движкові перемикачі в апаратурі, у якої виступає частина приводного механізму повинна бути малою. Комутаційні пристрої ручного управління бувають, як миттєвої дії, коли швидкість їх переходу з одного стану в інший практично не залежить від швидкості переміщення приводу, так і звичайного. До комутаційним пристроїв миттєвої дії відносяться кнопки і мікротумблери на базі мікроперемикачів. У залежності від ступеня захищеності від факторів навколишнього середовища комутаційні пристрої ручного управління бувають: - Пилевлагозахищенність; - Герметичні; - Із застосуванням герконів та ін Для нормальних умов експлуатації застосовуються звичайні конструктивні заходи забезпечення працездатності. Комутаційні пристрої ручного управління в залежності від робочої частоти поділяються на: - Низькочастотні; - Високочастотні. Робоча частота визначає номенклатуру матеріалів, що використовуються для виготовлення перемикачів, зазори і розміщення струмоведучих елементів в конструкції. До основних, контрольованим при проектуванні, параметрам комутаційних пристроїв ручного управління відносяться [3]: <UL><LI> зусилля або момент перемикання; <LI> число положень перемикання; <LI> спосіб фіксації; <LI> діапазон комутованих напруг; <LI> діапазон комутованих струмів; <LI> максимальна потужність комутації; <LI> опір електричних контактів; <LI> Максимальна кількість переключень; <LI> опір ізоляції; <LI> електрична міцність ізоляції; <LI> ємність між сусідніми контактами; <LI> діапазон навколишньої температури; <LI> діапазон <a href="Атмосфера" title="Атмосфера">атмосферного</a> тиску; <LI> вібро-і ударостійкість; <LI> габаритні маса і розміри і ін </UL> На підставі вищесказаного для проектованої кнопки в якості способу управління приводним механізмом вибираємо нажимной спосіб. Перевагою кнопок є їх швидкодія і зручність роботи оператора. Особливістю кнопок є роз'ємний контакт, в конструкції яких неважко передбачити самозачістку контактів при замиканні і розмиканні. 3. РОЗРАХУНОК КНОПКИ 3.1 Вибір матеріалу для контактів Згідно з рекомендаціями [5], контактні <a href="Матеріали" title="Матеріали">матеріали</a> повинні <a href="Мати" title="Мати">мати</a> відносно невисоким модулем пружності, високою корозійною стійкістю при різних кліматичних впливах і відносно невеликим питомим електричним опором. </LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI></LI> Так як одним із завдань <a href="Конструювання" title="Конструювання">конструювання</a> виробу є забезпечення мінімальної вартості, то доцільно в даному випадку застосувати конструкційний <a href="Матерія" title="Матерія">матеріал</a> - бронзу бериллиевую БрБ2 ГОСТ 18175-78; Бронза берилієва БрБ2 містить 1,8-2,2% берилію, 0,2-0,5% нікелю, 0,5% домішок, решта мідь. Володіє хорошими пружними, механічними і антикорозійними властивостями, більш високим опором втоми, високою твердістю і електропровідністю в порівнянні з іншими бронзами, антимагнітних. Застосовується для роботи в магнітних і електричних полях і в агресивних середовищах при нормальній температурі. Для забезпечення оптимальних контактних властивостей використовуємо електролітичне покриття <a href="Срібло" title="Срібло">сріблом</a> (Ag). Срібло володіє високою електро-і теплопровідністю, хорошими технологічними властивостями. Технічно чисте <a href="Срібло" title="Срібло">срібло</a> містить 99,99% Ag, решта домішки, які помітно знижують електропровідність. Недоліком срібла є його нестійкість до сірководню, присутнього в атмосфері великих міст і болотистих місцевостей. Однак окислення срібла під дією сірководню утворює таку тонку плівку, що вона легко руйнується тертям при з'єднанні і роз'єднання контактів. 3.2 Електричний і конструктивний розрахунок кнопки 3.2.1 Визначення контактного зусилля і перехідного опору Після вибору матеріалу визначають <a href="Відповідь" title="Відповідь">відповідний</a> контакт зусилля Fk, яке визначається за формулою (3.1) згідно з відомою методики [5]: <IMG SRC=dopc577707.zip NAME=graphics1 ALIGN=BOTTOM WIDTH=137 HEIGHT=51 BORDER=0> (3.1) де Е - модуль пружності (кгс / мм <IMG SRC=dopc577708.zip NAME=graphics2 ALIGN=BOTTOM WIDTH=11 HEIGHT=20 BORDER=0> ); <IMG SRC=dopc577709.zip NAME=graphics3 ALIGN=BOTTOM WIDTH=100 HEIGHT=26 BORDER=0> h <IMG SRC=dopc577710.zip NAME=graphics4 ALIGN=BOTTOM WIDTH=5 HEIGHT=24 BORDER=0> -Висота виступів; - Приведені питомі опору матеріалів, з яких виконані контактні елементи; <IMG SRC=dopc577711.zip NAME=graphics5 ALIGN=BOTTOM WIDTH=25 HEIGHT=28 BORDER=0> , <IMG SRC=dopc577712.zip NAME=graphics6 ALIGN=BOTTOM WIDTH=27 HEIGHT=28 BORDER=0> - Питомий електричний <a href="Опір_матеріалів" title="Опір матеріалів">опір матеріалів</a> контактних елементів для срібла та бронзи <a href="Відповідь" title="Відповідь">відповідно</a>. <IMG SRC=dopc577713.zip NAME=graphics7 ALIGN=BOTTOM WIDTH=23 HEIGHT=24 BORDER=0> - Коефіцієнт Пуассона; R П - контактна перехідний опір При розрахунку контактних зусиль рекомендується виходити з максимально допустимого падіння напруги U <IMG SRC=dopc577714.zip NAME=graphics8 ALIGN=BOTTOM WIDTH=19 HEIGHT=17 BORDER=0> (В) на контакті, при якому температура останнього сягає такого значення, коли його механічні властивості починають різко падати. Дослідне значення величини падіння напруги [4] для срібла одно U <IMG SRC=dopc577714.zip NAME=graphics9 ALIGN=BOTTOM WIDTH=19 HEIGHT=17 BORDER=0> = 0,8-0,1 (В). Визначимо допустиме падіння напруги на контакті за формулою: U <IMG SRC=dopc577716.zip NAME=graphics10 ALIGN=BOTTOM WIDTH=35 HEIGHT=44 BORDER=0> = <IMG SRC=dopc577717.zip NAME=graphics11 ALIGN=BOTTOM WIDTH=37 HEIGHT=37 BORDER=0> ; (3.2) Отримаємо U <IMG SRC=dopc577716.zip NAME=graphics12 ALIGN=BOTTOM WIDTH=35 HEIGHT=44 BORDER=0> <IMG SRC=dopc577719.zip NAME=graphics13 ALIGN=BOTTOM WIDTH=12 HEIGHT=23 BORDER=0> = <IMG SRC=dopc577720.zip NAME=graphics14 ALIGN=BOTTOM WIDTH=32 HEIGHT=49 BORDER=0> = 0,03 В. Знаючи величину максимального струму I <IMG SRC=dopc577721.zip NAME=graphics15 ALIGN=BOTTOM WIDTH=44 HEIGHT=19 BORDER=0> = 4 A, що проходить через контакт визначимо величину контактного перехідного опору R П згідно [2]: <IMG SRC=dopc577722.zip NAME=graphics16 ALIGN=BOTTOM WIDTH=119 HEIGHT=56 BORDER=0> (3.3) Маємо R <IMG SRC=dopc577723.zip NAME=graphics17 ALIGN=BOTTOM WIDTH=13 HEIGHT=23 BORDER=0> = <IMG SRC=dopc577724.zip NAME=graphics18 ALIGN=BOTTOM WIDTH=109 HEIGHT=47 BORDER=0> Ом; Підставивши розраховані дані у формулу (3.1) отримаємо: <IMG SRC=dopc577725.zip NAME=graphics19 ALIGN=BOTTOM WIDTH=298 HEIGHT=43 BORDER=0> . Таблиця 3.1 - Основні характеристики матеріалів <DL><DD><TABLE WIDTH=395 BORDER=1 BORDERCOLOR=#000000 CELLPADDING=7 CELLSPACING=0><COL WIDTH=98><COL WIDTH=65><COL WIDTH=58><COL WIDTH=14><COL WIDTH=58><COL WIDTH=16><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=98> Марка матеріалу </TD><TD WIDTH=65> r, мкОм × см </TD><TD WIDTH=58> Е, кгс / мм 2 </TD><TD WIDTH=14> HB </TD><TD WIDTH=58><IMG SRC=dopc577726.zip NAME=graphics20 ALIGN=BOTTOM WIDTH=31 HEIGHT=37 BORDER=0> , Мкм </TD><TD WIDTH=16> m </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=98> Бронза БрБ2 </TD><TD WIDTH=65> 7 </TD><TD WIDTH=58> 1,25 × 10 4 </TD><TD WIDTH=14> 25 </TD><TD WIDTH=58> 0,05 </TD><TD WIDTH=16> 0,3 </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=98> Срібло (Ag) </TD><TD WIDTH=65> 1, 6 </TD><TD WIDTH=58> 1 × 10 4 </TD><TD WIDTH=14> _ </TD><TD WIDTH=58> 0,05 </TD><TD WIDTH=16> 0,3 </TD></TR></TABLE></DL> 3.2.2 Визначення температури локального перегріву Визначимо температуру локального перегріву виходячи з формули (3.4). <IMG SRC=dopc577727.zip NAME=graphics21 ALIGN=BOTTOM WIDTH=68 HEIGHT=47 BORDER=0> , (3.4) де r - питомий електричний опір тіла контакту; l - теплопровідність матеріалу контактів; R п - перехідний опір; I - струм проходить через контакт. Таблиця 3.2 - Вихідні дані для <a href="Тепловоз" title="Тепловоз">теплового</a> розрахунку <DL><DD><TABLE WIDTH=334 BORDER=1 BORDERCOLOR=#000000 CELLPADDING=7 CELLSPACING=0><COL WIDTH=72><COL WIDTH=65><COL WIDTH=21><COL WIDTH=39><COL WIDTH=65><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=72> Матеріал </TD><TD WIDTH=65> r, мкОм × см </TD><TD WIDTH=21> I, А </TD><TD WIDTH=39> R п, Ом </TD><TD WIDTH=65> λ, Вт / мм ∙ ° С </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=72> Бронза БрБ2 </TD><TD WIDTH=65> 7 </TD><TD WIDTH=21> 4 </TD><TD WIDTH=39> 0,0075 </TD><TD WIDTH=65> 0,84 </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=72> Срібло (Ag) </TD><TD WIDTH=65> 1,6 </TD><TD WIDTH=21> 4 </TD><TD WIDTH=39> 0,0075 </TD><TD WIDTH=65> 4,18 </TD></TR></TABLE></DL> Оцінимо температуру локального перегріву для бронзи БрБ2: <IMG SRC=dopc577728.zip NAME=graphics22 ALIGN=BOTTOM WIDTH=160 HEIGHT=44 BORDER=0> (° С). Оцінимо температуру локального перегріву для срібла: <IMG SRC=dopc577729.zip NAME=graphics23 ALIGN=BOTTOM WIDTH=157 HEIGHT=44 BORDER=0> (° С). Отримані значення перегріву забезпечують значну температурну стабільність контакту, тобто протікає струм не викликає зміна параметрів переходу. ВИСНОВОК У курсовому проекті, відповідно до вимог технічного завдання, був спроектована кнопка, призначена для комутації електричних ланцюгів постійного та змінного струму низької частоти. У ході виконання проекту проведені: вибір конструкційних матеріалів, необхідні <a href="Розрахунки" title="Розрахунки">розрахунки</a> конструктивних, електричних, механічних і теплових параметрів виробу. Конструкція відпрацьована на технологічність з урахуванням її передбачуваного випуску в умовах дрібносерійного виробництва. Достоїнствами конструкції розробленої кнопки є - <a href="Малі" title="Малі">малі</a> габарити, хороші <a href="Електрика" title="Електрика">електричні</a> характеристики, технологічність і відносна простота. Виріб має гарні <a href="Економіка" title="Економіка">економічні</a> показники, тому що має низьку собівартість (в конструкції немає <a href="Дороги" title="Дороги">дорогих</a> матеріалів). Спроектована конструкція кнопки повністю <a href="Відповідь" title="Відповідь">відповідає</a> вимогам технічного завдання і сучасним вимогам до подібного класу функціональним елементам. ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ <OL><LI> ГОСТ 15150-69. Машини, прилади та інші технічні вироби. Виконання для різних кліматичних районів. Категорії, умови експлуатації, зберігання і транспортування в частині впливу кліматичних факторів зовнішнього середовища. <LI> Ричіна Т.А. Електрорадіоелементи. - М.: Сов. радіо, 1979.-336 с. <LI> Бєлоусов А.К. Електричні рознімних контактів в радіоелектронній апаратурі. Вид. 2-е перероб. і доп. - М.: <a href="Енергія" title="Енергія">Енергія</a>, 200 5. <LI> А. Л. Харінскій. <a href="Основи_конструювання" title="Основи конструювання">Основи конструювання</a> елементів радіоаппаратури.Ізд.2-е перероб. і доп.-Л.: Енергія, 2001. - 464с. <LI> Світенко В.М. Електрорадіоелементи: Курсове проектування: Навчальний посібник для вузів за спец. "Конструювання і виробництво РЕА". - М.: Вищ. шк., 200 7. - 207 с. <LI> Левін А.П. Контакти електричних з'єднувачів радіоелектронної апаратури (розрахунок і конструювання). - М.: "Рад. Радіо", 1972. - 216 с. </OL> 7.Мальков М.Н., Світенко В. М. Пристрої <a href="Функціоналізм" title="Функціоналізм">функціональної</a> електроніки та електрорадіоелементи: <a href="Конспект" title="Конспект">Конспекти</a> лекцій.Часть II .- Х: ХІРЕ, 1992. - С. </LI></LI></LI></LI></LI></LI></COL></COL></COL></COL></COL></DD></COL></COL></COL></COL></COL></COL></DD>
	</div>

Будь ласка, не зберігайте тестовий текст.
Ваш ip: 18.226.93.207 буде збережений.

категорії
за типом
за алфавітом
завантажені