Контактор для керування транспортним засобом

Реферат: Винахід належить до електротехніки. Контактор для керування транспортним засобом містить корпус прямоходового електромагнітного приводу, що складається з якорю з немагнітним упором на торці у формі зрізаного конуса, спрямованим у бік штовхача-штока з немагнітного матеріалу, та котушки прямоходового електромагнітного приводу. Контактор також містить дугогасильну камеру щілинного типа, рухомі і нерухомі головні, дугогасильні і допоміжні контакти, резистор в електричному ланцюзі керування, зворотну пружину. Штовхач-шток з боку якоря забезпечений конічною лункою, яка взаємодіє з конічним виступом останнього. Другий кінець штовхача-штока забезпечений різьбленням і контргайкою для регулювання зазору між штовхачем-штоком і якорем, а також для з'єднання з вилкою. Остання шарнірно з'єднана з ізолятором, несучим головні і дугогасильні контакти. Штовхач-шток додатково центрований за допомогою кільцевого плаваючого підшипника ковзання, встановленого в поглибленні верхньої частини корпусу з можливістю переміщення підшипника в поперечному напрямі в межах коливання ізолятора при перемиканні електромагнітного приводу. Технічним результатом є підвищення надійності за рахунок усунення перекосів та затирань при одночасному спрощення конструкції, а також зниженні трудомісткості виготовлення. UA 103056 C2 (12) UA 103056 C2 UA 103056 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Дане технічне рішення належить до галузі електротехніки і стосується конструкції апаратури для керування транспортними засобами, в тому числі великовантажними автосамоскидами і електровозами. Відомий контактор для керування транспортним засобом з електромагнітним приводом (Контактор электромагнитный типа МК6-10, черт. ИГФР.644513.004СБ, ЧАЗ, РФ), який містить в собі прямоходовий електромагнітний привод з корпусом, котушкою і якорем у своєму складі, дугогасильну камеру щілинного типа, рухомий і нерухомий головні контакти та допоміжні контакти. У цій конструкції якір прямоходового приводу при втягуванні в котушку безпосередньо тягне за собою рухомий головний контакт до його замикання з нерухомим. Недолік цієї конструкції в ненадійності роботи пристрою через швидке згорання головних контактів, оскільки головні контакти в такій конструкції виконують також і функцію дугогасильних. Відомий також контактор з електромагнітним приводом для керування транспортними засобами (Патент України №93455 на винахід "Контактор для керування транспортним засобом" за заявкою №а 2009 10803 від 26.10.2009 p., МПК: Н01H 9/30; Н01H 33/00, дата публ. 10.02.2011 р., Бюл. №3, заявка РФ № 2010112597 від 31.03.2010 р. "Контактор для управления транспортным средством", решение о выдаче патента вх.№1159 от 17.03.11г.), який містить, окрім головних рухомих і нерухомих і допоміжних контактів, рухомий і нерухомий дугогасильні контакти, контактний елемент вузла форсування котушки приводу. При цьому тяга керування даним контактним елементом, а також допоміжними контактами не співвісна з напрямом руху штовхача і штока головних і дугогасильних контактів. Головний і дугогасильний контакти зв'язані шарнірно ізолятором зі штоком, згвинченим з немагнітним штовхачем, який взаємодіє з якорем. Регулювання зазору між якорем і штовхачем штока здійснюється установкою магнітних прокладок. Шток забезпечений зворотною пружиною, встановленою всередині корпусу електромагнітного привода. Недоліками цієї конструкції, прийнятої за прототип, є: низька надійність її роботи при зайвій складності і низькій технологічності конструкції, а також необґрунтовано великі габарити конструкції, що небажано для транспортних засобів, як, наприклад, у вузлі приводу є ряд різьбових з'єднань при прямоходовому переміщенні штовхача і штока в підшипниках ковзання; установка зворотної пружини в безпосередній близькості до штока; значний зсув від осі переміщення штока важелів, які є приводами допоміжних контактів і контактного елементу форсування, що приводить до перекосу і затирання штока в направляючих отворах приводу. Крім того, сам шток при переміщенні здійснює складний (поступально-коливальний маятниковий) рух. Особливо небезпечні затирання штока на початку руху якоря при великому зазорі між якорем і стопом, тобто при мінімальній тязі електромагнітного приводу. Ускладнюють також конструкцію циліндра багатошарові верхня і нижня різьбові заглушки для регулювання ходу якоря і штока. На низькому рівні також технологія виготовлення каркасу котушки з латунного листа – ручна робота, паяння і наклейка ізоляції. У цьому вузлі такожпара тертя (сталевий якір і латунний каркас) – що швидко зношуються і ненадійно працюють через затирання. Підбірка прокладок при установці котушки, що не виключає (в умовах вібрації при роботі на транспортних засобах) порушення монолітності обмотки котушки, тобто недостатньо висока віброміцність. Задача полягає в тому, щоб удосконалити контактор для керування транспортним засобом таким чином, щоб шляхом зміни конструктивних зв'язків між електромагнітним приводом і головними контактами підвищити надійність роботи пристрою, механічну і комутаційну зносостійкість, підвищити технологічність конструкції і понизити габарити пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що пропонований контактор для керування транспортним засобом, що містить в собі корпус прямоходового електромагнітного приводу, якір з немагнітним упором на торці у формі усіченого конуса, котушку прямоходового електромагнітного приводу (з ізоляційною накладкою), рухомі і нерухомі, головні, дугогасильні і допоміжні контакти, резистор в електричному ланцюзі форсування, зворотну пружину, відповідно до винаходу, штовхач-шток із немагнітного матеріалу з боку якоря, забезпечений конічною лункою, яка взаємодіє з конічним виступом останнього, а другий кінець штовхача, забезпечений різьбою і контргайкою для регулювання і фіксації зазору між штовхачем-штоком і якорем, а також для з'єднання з вилкою, шарнірно з'єднаною з ізолятором, який несе головні і дугогасильні рухомі контакти, при цьому другою точкою центрівки згаданого штовхача є кільцевий (плаваючий) підшипник ковзання, встановлений в поглибленні верхньої частини корпусу електромагніта з можливістю переміщення підшипника в поперечному напрямі в межах вагання ізолятора при перемиканні електромагнітного приводу, що дозволяє виключити затирання штовхача-штока. Каркас котушки виконаний із пресованого (або литого) ізоляційного 1 UA 103056 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 матеріалу – двох ідентичних стулок, з'єднаних в дзеркальному відображенні (180) і зчленованих за допомогою замків (виступів-западин) на вертикальних стінках і горизонтальних (торцевих), при цьому в зібраному вигляді в отвір (трубу), який утворився, перед установкою якоря вставляється плівка з пружного антифрикційного матеріалу, що дозволяє при невеликих витратах забезпечити надійність роботи і стабільну якість. Механізм приводу допоміжних контактів, виконаний у вигляді двох встановлених на верхньому фланці електромагнітного приводу двоплечих важелів, розташованих симетрично по обидві сторони штовхача-штока таким чином, що вісь, що з'єднує осі роликів, встановлених на одних плечах, пересікає вісь штока, а самі плечі підпружинені у напрямі ходу штовхача-штока при включенні головних контактів і розташовані вище за поверхню упорів, які обмежують переміщення головного штока при відключенні електромагніту, при цьому на протилежному відносно осі обертання плечі коромисла встановлений штовхач, який взаємодіє з траверсою блоку допоміжних контактів, тобто вузол виконує три функції: пом'якшує удар штока в корпус електромагніту при відключенні контактора, перемикає допоміжні контакти, сприяє електромагнітному приводу в початковий період його включення. Для регулювання часу форсованого режиму в ланцюг управління встановлено електронне реле часу, яке дозволяє регулювати момент часу переходу з режиму тяги в режим утримання, тобто забезпечити чітку роботу схеми. Для виключення переміщення котушки при вібраціях на внутрішній поверхні нижньої різьбової заглушки корпусу в спеціальних поглибленнях встановлені плоскі пружини, виступаючі над поверхнею заглушки, що дозволяє забезпечити вібростійкість конструкції котушки. Зворотна пружина з регульованим зусиллям встановлена в легкодоступному місці на кронштейні рухливих контактів, що дозволяє забезпечити регулювання необхідних параметрів і надійність спрацьовування, а також спростити конструкцію і зменшити габарити електромагніту. Таким чином, наявність штовхача-штока з самоцентруванням відносно якоря і закріпленого на вилці головного штока, "плаваючого" підшипника ковзання; установка двоплечих важелів, що виконують три функції – перемикання допоміжних контактів, амортизація штока при відключенні головних контактів і часткова компенсація протидії при старті електромагніту; введення прямоходового блока контактів і електронного реле часу; введення пластмасового каркаса котушки з двох половинок і плоских пружин для кріплення котушки; установка зворотної пружини з регульованим зусиллям – все це дозволяє підвищити надійність роботи контактора за рахунок усунення перекосів, затирань, спростити конструкцію і зробити її компактнішою і раціональнішою, підвищити технологічність виготовлення, регулювання, і також понизити трудомісткість виготовлення. Конструкція пояснюється кресленнями, де на: фіг. 1 показаний контактор для керування транспортним засобом, фіг. 2 – електромагнітний привід, фіг. 3 - форсирувальний блок, фіг. 4 каркас котушки, фіг. 5 – схема реле часу. Контактор містить прямоходовий електромагнітний привід 1 (фіг. 1), який закріплений на цільнопресованому односпрямованому стрижні 2 з ізоляційного матеріалу. На цьому стрижні 2 закріплені рухомий 3 і нерухомий 4 головні контакти, рухомий 5 і нерухомий 6 дугогасильні контакти і дугогасильна камера 7 щілинного типу. Рухомі головний 3 і дугогасильний 5 контакти розміщені на ізоляторі 8, пов'язаному з електромагнітним приводом 1. Електромагнітний привід 1 (фіг. 1, 2) складається з корпусу 9, котушки 10 і якоря 11 електромагнітного приводу. Якір 11 містить амортизатори 12, які спираються на заглушку 13, закріплену на різьбовій опорі 14. На верхній площині опори 14 в поглибленнях розташовані плоскі пружини 15, на які спирається нижній фланець каркаса 16 (фіг 2, 4) котушок 10. Між циліндричною поверхнею якоря 11 і внутрішньої стінки отвору каркаса котушки 10 встановлена плівка 17 з антифрикційного матеріалу, наприклад фторопласту. Якір 11 на торці, виконаному у формі зрізаного конуса, направленого на штовхач-шток 18 з немагнітного матеріалу, містить немагнітний плоский упор 19, центратор 20 у формі конуса, встановленого співвісно з конічною западиною 21 штовхача-штока 18, який встановлений в центральному отворі сердечника 22, на верхньому торці якого в циліндровому поглибленні 23 встановлено кільце 24 (плаваючий підшипник) з антифрикційного матеріалу. При цьому зазор між зовнішнім діаметром кільця 24 і діаметром поглиблення 23 більший, ніж зазор між внутрішнім діаметром кільця 24 і діаметром штовхача-штока 18. Верхній торець штовхача-штока 18 забезпечений різьбленням встановлювальної в різьбовий отвір вилки 25 і фіксується контргайкою 26. Кільце 24 закрито кришкою 27. Вилка 25 сполучена шарнірно віссю 28 з ізолятором 8. Нижньою поверхнею вилка 25 спирається на регульовані упори 29, розташовані по обидва боки від штовхача-штока 18, які фіксуються контргайками 30. 2 UA 103056 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На верхньому торці електромагнітного приводу 1 встановлено також два двоплечі важелі 31, розташовані по обидва боки штовхача-штока 18 симетрично таким чином, що ролики 32, встановлені на кінцях одних плечей спираються на нижню площину вилки 25 і пряма між осями цих роликів пересікає вісь штовхача-штока 18, причому важелі підпружинені пружинами 33 відносно корпусу 1 таким чином, що зусилля роликів, прикладене до вилки 25, направлено згідно із зусиллям електромагнітного приводу (співвісно з штовхачем-штоком). На других плечах важелів встановлений штовхач 34, який взаємодіє з траверсою 35 допоміжних контактів, встановленою в блоці 36 з елементами схеми керування (фіг. 3): електронним реле затримки часу 37 керування форсуванням і резистори 38. Ізолятор 8, з'єднаний шарнірно за допомогою осі 39 з поворотним важелем 40, який у свою чергу шарнірно з'єднаний з кронштейном 41, і несе на собі головний рухливий контакт 3 і дугогасильний рухливий контакт 5. На важелі 40 також шарнірно закріплена тяга 42 зворотної пружини стискування 43. Пристрій працює таким чином. На фіг. 5 знаходиться схема керування контактора. При поданні напруги через індуктивність L (котушка 10) і транзистор V1, який шунтує опір R1 (резистори 38) протікає форсирувальний струм, час протікання якого встановлюється схемою керування транзистором V1. Час, при якому електромагніт працює в форсирувальному режимі (режим включення), декілька більше ніж тривалість спрацьовування контактора, що дозволяє спростити збирання і добитися стабільної роботи. Після спрацьовування контактора схема керування D1 замикає транзистор V1, включаючи тим самим в силовий ланцюг резистор R1, який обмежує форсирувальний струм до струму утримання. При відключенні напруги транзистор V1 відкривається. Під час включення контактора якір 11 втягується в котушку 10, упираючись конічним центратором 20, в конічну западину 21 штовхача-штока 18, при цьому якір центрує штовхач-шток і не дозволяє його хвостовику відхилитися від осі якоря, а другою точкою, що утримує від поперечного зсуву штовхач-шток 18 є кільце 24 з антифрикційного матеріалу, яке дозволяє допустиму міру свободи в поперечному напрямі за рахунок заданого зазору між зовнішнім діаметром плаваючого кільця-підшипника 24 і діаметром циліндрового поглиблення 23. Враховуючи, що зазор між штовхачем-штоком 18 і центральним крізним отвором в сердечнику 22 вибраний більше, ніж зазор між кільцем 24 і циліндровим поглибленням 23, виключається затирання штовхача-штока об сердечник. Такі заходи необхідні, тобто важіль 40 при поступальному переміщенні штока переміщується довкола своєї осі по дузі, при цьому перекошує ізолятор 8 і штовхач-шток 18. Переміщенню штовхача-штока 18 в початковий момент при включенні електромагніту також сприяють підпружинені пружинами 33 важелі 31 за допомогою роликів 32, допомагаючи при цьому долати протидію зворотної пружини 43. Таким чином, при переміщенні штовхача-штока 21 рух передається через вилку 25, ізолятор 8 на поворотний важіль 40, який переміщує рухомі контакти головний 3 і дугогасильний 5 до замикання з нерухомим головним 4 і дугогасильним 6 контактами. Після замикання цих контактів встановлюється режим утримання. При відключенні живлення котушки якір 11 відпадає, а рухливі контакти 3, 5, важіль 40, ізолятор 8, вилка 25 з штовхачем-штоком 18 під дією поворотної пружини 43 скидаються у вихідне положення. При розмиканні головних контактів електричний ланцюг розривається, а електрична дуга з дугогасильних контактів 5, 6 потрапляє в дугогасильну камеру і там гаситься. В кінці ходу всієї головної рухливої частини контактора нижня площина вилки 25 спочатку зустрічається з роликами 32, підпружиненими пружинами 33, що пом'якшує удар вилки 25 об упори 29, встановлені в корпусі 9. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Контактор для керування транспортним засобом, який містить корпус прямоходового електромагнітного приводу, де останній складається з якоря з немагнітним упором на торці у формі зрізаного конуса, спрямованого у бік штовхача-штока з немагнітного матеріалу, та котушки прямоходового електромагнітного приводу, а також дугогасильну камеру щілинного типу, рухомі і нерухомі головні, дугогасильні і допоміжні контакти, резистор в електричному ланцюзі керування, зворотну пружину, при цьому рухомі і нерухомі, головні, дугогасильні, допоміжні контакти, дугогасильна камера і електромагнітний привід змонтовані на несучому стрижні, виконаному цільнопресованим з однонаправленого ізоляційного матеріалу, який відрізняється тим, що штовхач-шток з боку якоря забезпечений конічною лункою, яка 3 UA 103056 C2 5 10 15 20 25 30 взаємодіє з конічним виступом останнього, а другий кінець штовхача-штока забезпечений різьбленням і контргайкою для регулювання зазору між штовхачем-штоком і якорем, а також для з'єднання з вилкою, шарнірно з'єднаною з ізолятором, несучим головні і дугогасильні контакти, при цьому згаданий штовхач-шток додатково центрований за допомогою кільцевого плаваючого підшипника ковзання, встановленого в поглибленні верхньої частини корпусу з можливістю переміщення підшипника в поперечному напрямі в межах коливання ізолятора при перемиканні електромагнітного приводу. 2. Контактор за п. 1, який відрізняється тим, що каркас котушки виконаний з пресованого або литого ізоляційного матеріалу, із двох ідентичних стулок, повернених навкруг вертикальної осі на 180° і зчленованих за допомогою замків у вигляді виступів-западин на вертикальних і горизонтальних торцевих стінках, при цьому в зібраному вигляді в отвір між стулками вставлена плівка з антифрикційного матеріалу. 3. Контактор за п. 1, який відрізняється тим, що містить механізм приводу допоміжних контактів, виконаний у вигляді двох паралельно встановлених на верхньому фланці електромагнітного приводу двоплечих важелів, розташованих симетрично по обидва боки штовхача-штока таким чином, що вісь, яка з'єднує осі роликів, встановлених на одних плечах, пересікає вісь штовхача-штока, а самі плечі підпружинені у напрямі ходу штовхача-штока при включенні головних контактів і розташовані вище поверхні упорів, які обмежують переміщення штовхача-штока при відключенні електромагніту, при цьому на протилежних відносно осі обертання плечах встановлений штовхач, який взаємодіє з траверсою блока допоміжних контактів, при цьому механізм приводу допоміжних контактів виконаний з можливістю пом'якшувати удар штовхача-штока в корпус при відключенні контактора, та сприяння старту якоря електромагнітного приводу і перемикання допоміжних контактів. 4. Контактор за п. 1, який відрізняється тим, що для регулювання часу форсованого режиму, в ланцюг керування встановлено електронне реле часу. 5. Контактор за п. 1, який відрізняється тим, що на внутрішній поверхні нижньої різьбової заглушки корпусу, для виключення переміщення котушки при вібраціях, в спеціальних поглибленнях закріплені плоскі пружини, які виступають над поверхнею заглушки. 6. Контактор за п. 1, який відрізняється тим, що зворотна пружина з регульованим зусиллям встановлена в легкодоступному місці на ізоляторі на кронштейні, який несе рухомі контакти. 4 UA 103056 C2 5 UA 103056 C2 6 UA 103056 C2 7 UA 103056 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8