Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию ЮУрГУ Кафедра” Прикладная механика, динамика и прочность машин” Проектирование масляного выключателя Челябинск 2007 год 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 четырёхзвенника 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 7. Выбор силовой характеристики двигателя 5.8 Построение фазовой траектории контактных стержней в фазе включения 5.9 Определение времени включения 6. Силовой расчет механизма привода 7. Расчет деталей механизма на прочность 7.1 Расчет осей шарниров 7.2 Расчет рычага четырехзвенника Заключение Список литературы Задание на курсовой проект 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. Таблица 1. Исходные данные Цифра варианта 1 Цифра варианта 5 Цифра варианта 9 Ψ0 р Vp, м/с Vmax/Vp H, мм hk, мм Gk, Н 43 1.45 3.4 1.7 280 56 52 где р – отношение длин шатуна АВ и кривошипа О1А; Vp – скорость контактных стержней в момент размыкания; Vmax – максимально допустимая скорость контактных стержней; Н – полный ход контактных стержней; hk – ход в контактах контактных стержней; Gk – вес одного контактного стержня. 2. Описание работы механизма Схема выключателя ВМГ-10 и привода типа ПЭ-11: Рисунок 1. Схема выключателя ВМГ-10 (позиции 1-6) с приводом типа ПЭ-11 (позиции 7-11): 1 – розеточный контакт (3 шт.); 2 – контактный стержень (3 шт.); 3 – коромысло выключателя (3 шт.); 4 – отключающая пружина; 5 – буферная пружина; 6 – демпфер; 7 – тяга; 8 – коромысло четырехзвенника; 9 – шатун; 10 – кривошип; 11 – щека запорного механизма; 12 – пружина запорного механизма; 13 – фиксатор; 14 – пружина фиксатора; 15 – опорная скоба; 16 – пружина опорной скобы; 17 – шток двигателя. 2.1 Фаза отключения В положении «включено» (рис. 2.1) буферная пружина 5 сжата, а отключающая 4 – растянута.
Они стремятся повернуть коромысло по часовой стрелке.
Тяга 7 растянута, а шатун 9 и кривошип 10 сжаты.
Щека 11 опирается на фиксатор 13. 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. При этом шарнир А перемещается влево по торцу опорной скобы до тех пор, пока не срывается с него и падает вниз. Коромысло 8 и коромысло 3 поворачиваются по часовой стрелке, поднимая подвижные контакты 2. После размыкания контактов пружина 5 садится на свои упоры, а механизм движется под действием пружины 4. В конце поворота коромысла 3 включается в работу демпфер 6, который останавливает разогнавшийся механизм, поглощая его кинетическую энергию.
После срыва шарнира А с торца скобы щека 11 под действием пружины 12 возвращается в исходное положение.
Фиксатор 13 под действием пружины 14 поворачивается по часовой стрелке и фиксирует щеку в исходном положении.
Выключатель находиться в положении «отключено» и готов к включению. 2.2
Правое плечо коромысло 3 натягивает отключающую пружину 4 и сжимает бу... Перемещаясь вверх, шарнир А отжимает вправо опорную скобу 15 под дейст... Механизм готов к отключению. Рассмотрев работу механизма, видим, что п... 2. Углы давления, т.
Полный ход штока: hш=H/3 (3.1) hш=280/3=93.33 (мм); радиус кривошипа О... 3.2 . Проектирование шарнирного четырёхзвенника. Округлив по ГОСТу 66636 - 69 получим: Ra=95 (мм), RB=67 (мм), Lш=140 (... Масштаб µL определяется из соотношения: Ra=µL*О1А (3.8) где О1А- длина...
Проектирование кинематической схемы выключателя с приводом. Тогда зависимость между длиной второго плеча коромысла Rc и отношением... Это условие выполняется достаточно точно во всех точках траектории дви... Однако очень малый угол приводит к значительному увеличению размера L ... 4.
Дополнительное восьмое положение механизма получаем, когда подвижные к... Линейная скорость точки С: VC1=ω31*Rc (4.5) VC1=0.02*6.7=1.36. Линейные скорости точек Е и M: VE1=VD1*L/l1, (4.8) VM1=VD1*l2/l1, (4.9... Координаты i - ых положений штока отсчитываемые от положения «отключен... Таблица 4.1.
Определение параметров mПР(Sш) – приведённой массы при поступательном ... Задача динамики - анализ загруженности реального механизма. Для упроще... Динамический анализ механизма. 5.1 .
В этом разделе строится приведенная динамическая схема механизма, расс... Выражение для определения приведенной масс: (5.1) где: Vпр – скорость ... 5.2 . Приведение масс механизма в фазе отключения. скорость подвижных контактов является определяющей при выборе параметр...
Определение параметров отключающей и буферной пружин. Оптимальные характеристики механизма при отключении достигаются в том ... Аналогично параметру βб определим величину предварительного н... (5.10) Находим максимальное и минимально допустимое значение для жестк... 5.1), приближенно совпадающей с изменением длины пружин.
В этом разделе строится зависимость скорости контактных стержней V от ... Выполнение этих двух условий означает, что величины Сот и λо0... рис. (c), (5.23) где ∆Sk – длина интервала разбиения, мм; Vi – ср... Определение времени отключения Найдем t3, с – время торможения до дост...
Как и в фазе отключения, при определении mпр, кг можно пренебречь всем... i 1 2 3 4 5 6к 6 7 mпр, кг 49.92 49.12 48.64 48 48.64 48.96 49.12 49.9... (5.25) Здесь ṼKi=VKi/Vпр – аналог передаточной функции механ... Значение приведённой массы механизма в фазе включения. 5.4).
5.5). Зависимость приведённой силы сопротивления от положения штока i 1 2 3 ... Таблица 5.3. Тогда общий КПД всего механизма c девятью кинематическими парами: &... В соответствии с выражениями (5.30) найдем значения перемещения &#...
В начальной фазе движения для того, чтобы механизм тронулся с места и ... 5.5), построим график зависимости FД(Sш) (рис. Зависимость силы, развиваемой двигателем, от положения штока Sш, мм 0 ... В дальнейшем для того, чтобы обеспечить безударное торможение, большим... Выбор силовой характеристики двигателя.
Построение фазовой траектории контактных стержней в фазе включения. Для построения фазовой траектории, используем теорему об изменении кин... Результаты вычислений по формуле (5.35) заносят в таблицу 5.6, и строи... График фазовой траектории контактных стержней при включении представле... Таблица 5.6.
Определение времени включения Время включения определяем, используя фазовую траекторию движения штока Vш=f(Sш) (рисунок 5.6), аналогично тому, как это было сделано в разделе 5.4 при определении времени t2 прохождения контактными стержнями участка АВ. Для вычисления времени включения весь ход штока разобьём на 10 равных частей.
В результате получим: , (5.36) где Vср, ш,i – среднее значение скорости на этом участке. с.