Общая характеристика и сущность привода к масляному выключателю типа BMF-10, порядок и принцип его работы. Определение и расчет геометрических параметров привода, кинематический и механический анализ механизма. Силовой расчет механизма привода и деталей.
Аннотация к работе
Спроектировать привод к масляному выключателю типа ВМГ-10, взяв за основу привод типа ПЭ-11. Определить время включения и время отключения выключателя со спроектированным приводом. Исходные данные к проекту сведены в таблицу 1.1. Цифра варианта 1 Цифра варианта 5 Цифра варианта 9 Vmax - максимально допустимая скорость контактных стержней;2.1) буферная пружина 5 сжата, а отключающая 4 - растянута. Они стремятся повернуть коромысло по часовой стрелке. При повороте фиксатора 13 против часовой стрелки вокруг оси О5 (вручную или с помощью электромагнита, который на схеме не показан) щека 11 освобождается и под действием силы со стороны кривошипа 10 поворачивается вокруг оси О4, сжимая пружину 12. Коромысло 8 и коромысло 3 поворачиваются по часовой стрелке, поднимая подвижные контакты 2.Включение производится перемещением вверх штока 17 (рис.2.1), приводимого в движение электромагнитным, пневматическим или гидравлическим двигателем. Поднимая вверх шарнир А, шток поворачивает кривошип 10 четырехзвенника О1АВО2 вокруг временно неподвижной оси О1. При этом коромысло 8 и коромысло 3 поворачиваются против часовой стрелки, опуская стержни 2 до полного входа их в розеточные контакты 1.Углы давления, т. е. углы между направлением действия силы и вектором скорости соответствующей ведомой кинематической пары, за весь цикл работы механизма не должны превышать допускаемых значений. При увеличении этих углов в механизме возрастают нагрузки, увеличиваются потери энергии на трение (т. е. снижается КПД). Механизм привода осуществляет преобразование прямолинейного движения штока двигателя во вращающее движение коромысла выключателя при включении, а также обеспечивает согласование силовых характеристик двигателя и потребления энергии.радиус кривошипа О1А: RA=hш/2*sin(ц0) (3.2) радиус кривошипа O2B: RB =RA*cos(ц0) (3.3) длины апофем: аа=Ra*cos(ц0) (3.4) AB=RB*cos(ш0) (3.5) aa=93.33*cos(30)=80.83 (мм); Полученные размеры четырехзвенника округляем по ГОСТУ 66636-69 и строят в масштабе ?L (рис 3.1).Для построения кинематической схемы всего механизма масляного выключателя, четырехзвенник О1А1В1О2 следует повернуть на (90 г) градусов против часовой стрелки (рис 3.2), где г=arctg(r/Lш) (3.12) где r-параметр, r=aa-AB=80-50=30 (мм), г=arctg(30/140)=12.5°. Коромысло ВО2С будем проектировать т.о., чтобы в крайних положениях прямая O2С образовывала с горизонталью одинаковые углы ш0=0.5*(ш2-ш1). Тогда зависимость между длиной второго плеча коромысла Rc и отношением длин плеч коромысла выключателя EO3M: (3.13) При определении параметров отключающей и буферной пружин считалось, что скорость контактов стержня практически совпадает с вертикальной проекцией скорости шарнира Е.Определим отношение скоростей точек C,D, E, М, К коромысла выключателя к скорости штока двигателя в зависимости от положения штока. Разделим дугу, описываемую точкой А кривошипа О1А при переходе механизма из положения «отключено» в положение «включено» на шесть равных частей (рис. Дополнительное восьмое положение механизма получаем, когда подвижные контакты касаются неподвижных контактов(номер этого положения 6к). Для решения задачи скоростей, пронумеровываются звенья механизма, начиная с кривошипа О1А. Линейную скорость ведущего звена (шток двигателя) будем задавать постоянной и равной единице, поскольку необходимые в дальнейшем передаточные функции представляют отношения соответствующих линейных скоростей к линейной скорости ведущего звена.Для упрощения ее решения, механизм с одной степенью свободы с совокупностью всех звеньев и усилий заменяют эквивалентной с точки зрения загруженности привода динамической моделью.В этом разделе строится приведенная динамическая схема механизма, рассмотрение движения которой позволяет выбрать параметры отключающей и буферной пружин. Этот этап работы называется приведением масс механизма [1]. Выражение для определения приведенной масс: (5.1) где: Vпр - скорость точки приведения, м/с; n - число Скорости Vj и щj, входящие в формулу (5.1), должны быть выражены через скорость Vпр, однако так как на стадии проектирования неизвестны массы mj и моменты инерции Jj большинства звеньев механизма, то непосредственно формулой (5.1) воспользоваться нельзя. В данном случае возьмем точку Е1 крепления подвижного контакта, т.к. скорость подвижных контактов является определяющей при выборе параметров привода.Оптимальные характеристики механизма при отключении достигаются в том случае, если зависимость скорости контактных стержней от их перемещения V(S) (фазовая траектория) имеет вид, показанный на рисунке 5.1. Здесь обозначено: Vp - скорость контактных стержней в момент размыкания; hk - ход в контактах; Vmax - максимально допустимая скорость контактных стержней; H - полный ход контактных стержней. Быстрый разгон механизма на участке ОА обеспечивается параллельной работой отключающей и буферной пружин, а быстрое торможение в конце хода контактов - установкой демпфера. Подобная фазовая траектория может быть получена за счет соответствующего выбора жесткостей Со
План
Содержание
1. Задание на курсовое проектирование
2. Описание работы масляного выключателя
2.1 Фаза отключения
2.2 Фаза включения
3. Определение геометрических параметров привода
3.1 Проектирование шарнирного четырехзвенника
3.2 Проектирование кинематической схемы выключателя с приводом
4. Кинематический анализ механизма
5. Динамический анализ механизма
5.1 Приведение масс механизма в фазе отключения
5.2 Определение параметров отключающей и буферной пружин
5.3 Построение фазовой траектории контактных стержней в фазе отключения
5.4 Определение времени отключения
5.5 Приведение масс механизма в фазе включения
5.6 Приведение сил статического сопротивления к штоку двигателя
5.7. Выбор силовой характеристики двигателя
5.8 Построение фазовой траектории контактных стержней в фазе включения