3. Теперь выбираем форму контактов: шар-плоскость и материал —медь.
4. Определяем величину контактного сопротивления, которое зависит от конструкции и формы контактов:
5. Определяем радиус площади перекрытия контактов:
6. Определяем радиус кривизны контактов:
где и — модули упругости, . r — радиус шара.
7. Вычисляем минимально допустимое расстояние, обеспечивающее заданное сопротивление изоляции между контактными пружинами.
где — удельное поверхностное сопротивление материала изолятора (в данном случае — фторопласта 4), на котором укреплены контактные пружины [Ом]. Объемным сопротивлением изоляции пренебрегаем.
8. Определяем емкость между контактными пружинами
9. Определяем температуру точек соприкосновения между контактами:
где @100 — теплопроводность, ; =0,01754 — удельное сопротивление мк. Расчет был произведен таким образом, чтобы не допустить сваривания контактов (температура точек соприкосновения меньше температуры размягчения контактов = 1080 ).
РГЗ №2 Расчет разъема (соединителя).
Задание: Требуется выполнить необходимые расчеты и подобрать типовой миниатюрный соединитель на 26 контактов для объемного монтажа РЭА. Максимальное рабочее напряжение 200 В. Максимальный ток на один контакт 3А. Ток переменный и импульсный с частотой до 3 Мгц. Рабочая температура от -40до +80,влажность 98%.
а) Расчет точечного контакта
1. Так как коммутируемый ток равен 3 А, то в качестве материала контактов выберем медь. Из справочника находим напряжение размягчения меди Uр=0,1 В. Зная напряжение размягчения определим допустимое падение напряжения на контакте:
2. Вычислим величину контактного сопротивления:
3. Определим необходимое контактное усилие:
где n=2, K=, т.к. контакты сделаны из меди. Полученное значение для идеально чистых поверхностей теперь увеличим в 10 раз, для того чтобы учесть качество изготовления контактов и условия эксплуатации.
б) Расчет соединителя
1. Рассчитаем, контактное усилие приходящееся на один контакт.
Определим переходное сопротивление чистых металлических поверхностей для плоского контакта:
где — удельное сопротивление, ; — высота микровыступов, мм.
2. Вычислим контактное сопротивление:
где — сопротивление рабочей части гнезда и штыря, Ом.
4. Выбираем диаметр круглых контактных пар с серебряным и золотым покрытием в зависимости от максимального тока по справочнику. В Данном случае: — наименьший диаметр контакта 1 мм, максимальный рабочий ток 4 А, контактное сопротивление 0,003 Ом.
5. Определяем температуру точек соприкосновения между контактами
где — теплопроводность, ; — удельное сопротивление
6. Вычисляем усилие сочленения (расчленения) разъема, состоящего из n пар (в нашем случае n=26):
=12,79 Н
где — коэффициент трения i - й пары; — контактное усилие i - й пары.
7. Так как рабочая частота равна 3 МГц, то соотношение между диаметром r проводника и минимальным расстоянием между двумя сосденими проводниками a, выбираем из условия обеспечения необходимого волнового сопротивления.
@ 75 Ом
Волновое сопротивление величиной 75 Ом будет обеспечено при a = 1,25 мм, r = 0,5 мм.
В соответствии с заданием к РГЗ №1 подбираем типовое коммутационное устройство, удовлетворяющее всем требованиям задания. Таковым, например, является перекидной переключатель типа ПТ-45.
В соответствии с заданием к РГЗ №2 подбираем типовой соединитель, удовлетворяющий всем требованиям задания. Таковым, например, является РПММ1-ВШ1
Ниже приведены справочные данные по тумблеру ПТ-45 и соединителю РПММ1-ВШ1, а также эскизы конструкций и конструктивные параметры.
2.2 Перекидные переключатели (тумблеры)
Перекидные переключатели предназначены дли коммутации цепей постоянного и переменного тока с коммутируемой мощностью 25...600 В "А. По своей конструкции все перекидные переключатели примерно одинаковы, приводной элемент переключения у них связан с рычагом (ручкой). Рычаг предназначен не только для переключения (перекидывания из одного положения в другое), но и для зрительного контроля за рабочим состоянием переключателя ("включенно", "выключено"). Для более надежного контроля, особенно в условиях недостаточной видимости, ручки переключателей могут иметь световую индикацию.
Ручки переключателей в большинстве случаев цилиндрические и конусообразные, угол между их положениями — 35°...50°.
Перекидные переключатели могут иметь два или три фиксированных положения. Ряд переключателей имеет самовозврат в исходное или нейтральное положение, рычаги некоторых из них снабжаются протектором.
Перекидные переключатели могут быть двух-, трех- и четырехполюсными. Число схем коммутации определяется как сочетание числа полюсов в данном типе переключателя и числа видов фиксации его ручки.
Коммутир. мощ-ть: 160/660 Вт/В *А.
Диапазон коммутир. токов: 10-6…5
Диапазон коммутир. напряж.: 10-4…127/250 (пост/перем)
Мах. число коммутаций: (2…5)*104
Сопр. электрич контактов:0.05 (Ом)
Масса: 15г.
Миниатюрные соединители типа РПММ1 предназначены для соединения электрических цепей постоянного тока, переменного и импульсного токов (с частотой до 3 МГц) электро- и радиотехнической аппаратуры с объемным монтажом. В кабельных и приборных частях соединителей предусмотрены резьбовые направляющие штыри и втулки Материал покрытия контактов — серебро.
Пример: соединитель РПММ1-ВШ1.
Тип
РПММ1
Число контактов
8 (11,14,20,26)
Часть соединителя
вилка (штырь), розетка (гнездо)
Ш (Г)
Конструктивное исполнение:
блочная часть без кожуха (блочная часть с резьбовыми направляющими, кабельная часть с хомутом, кабельная часть без кожуха;
1 (3,8,9)
Условия эксплуатации. Допускаемые значения механических и климатических воздействий приведены в табл. 2.
Наименование воздействующего фактора
Значение
Ускорение, м/с2:
при вибрации в диапазоне частот 1...5000 Гц
150
для ЦП, Г1, Ш8, Г2 в диапазоне 1...80 Гц
75
при многократных ударах (для Ш1, Г1, Ш8, Г8)
120
при одиночных ударах
10 000
при линейных нагрузках
2000
Температура окружающей среды, К (°С)
213...373 (—60...+1100)
Относительная влажность воздуха при значении температуры +35°С, %
98
Атмосферное давление:
пониженное, Па
1,333-10-4
повышенное, кПа
303
Таблица 3
Наименование параметра
Рабочее напряжение:
минимальное, В
0,001
максимальное, В
200
Ток на контакт:
минимальный, мкА
1
максимальный, А
3
Сопротивление электрического контакта, Ом
0,008
Сопротивление изоляции:
в нормальных условиях
1000
при температуре 388 К (115°С)
50
при повышенной влажности до 98% при 40°С
20
Перегрев контактов, °С
30
Соединители устойчивы к воздействию морского тумана, плесневых грибов, инея и росы, солнечной радиации.
Расположение контактов показано на рис. . Значения суммарных усилий расчленения соединителей даны в табл. 4.
Таблица 4
8
11
14
26
35
44
66
Усилие расчленения соединителей, Н
15
38
49
83
95
Надежность. Зависимость гарантийной наработки Т от температуры окружающей среды I с учетом температуры перегрева контактов при числе сочленений 500 приведена в табл. 155.
Таблица 155
T, К (°С)
403(130)
393(120)
388(115)
383(110)
378(105)
373(100)
Т. 10-', ч
2
5
7,6
10
368 (95)
363 (90)
358(85)
348 (75)
338 (65)
Т.10-3, ч
25
100
Литература:
1. Акимов М.М., Ващуков Е.П., Прохоренко В.А. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства. РЭА. Справочник. Минск, Беларусь, 2004г.
2. Лярский В.Ф., Мурадьян О.Б., Электрические соединители. Справочник – М., Радио и связь, 2008г.
Страницы: 1, 2