Thiết kế khí cụ điện hạ áp

_____________________________________________________________

LỜI MỞ ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng đất nước đi lên chủ nghĩa xã hội, vấn đề
công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước là nhiệm vụ được Đảng và nhà nước
ta đặt lên hàng đầu. Trong đó nhiệm vụ phát triển ngành công nghiệp năng
lượng, sản xuất và truyền tải điện năng được đặc biệt coi trọng.
Khí cụ điện là thiết bị điện dùng để điều khiển, kiểm tra, tự động điều
chỉnh, khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chúng
trong trường hợp sự cố.
Khí cụ điện có rất nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lí làm việc và
kích cỡ khác nhau, được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống.
Việc tính toán thiết kế công tắc tơ nói riêng và khí cụ điện nói chung là
nhiệm vụ quan trọng để đảm bảo cho ngành công nghiệp điện năng của đất
nước ta có thể tự chủ trong vấn đề sản xuất các thiết bị điện phục vụ cho sản
xuất và truyền tải điện năng mà không phải phụ thuộc vào việc nhập khẩu từ
nước ngoài.
Dưới đây em xin trình bày toàn bộ nội dung đồ án môn học Thiết kế khí
cụ điện hạ áp do thày giáo Nguyễn Văn Đức hướng dẫn.
Mặc dù trong thời gian qua em đã cố gắng hết sức tìm hiểu thực tế,
nghiên cứu tài liệu để thực hiện đồ án, nhưng không thể tránh khỏi sai sót,
em mong tiếp tục nhận được sự đóng góp và chỉ bảo của các thày.
Em mong bày tỏ lòng biết ơn tới sự giúp đỡ của thày giáo Nguyễn Văn
Đức, thày trực tiếp hướng dẫn và toàn bộ các thày trong bộ môn Thiết bị
điện - điện tử đã dạy dỗ em trong nhiều năm vừa qua.

Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2007
Sinh viên

CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TẮC TƠ

_____________________________________________________________
1
_____________________________________________________________

I. Giới thiệu về công tắc tơ:
1. Định nghĩa:
Công tắc tơ là khí cụ điện dùng để đóng cắt thường xuyên các mạch điện
động lực, từ xa, bằng tay hay tự động. Việc đóng cắt công tắc tơ có tiếp
điểm có thể được thực hiện bằng nam châm điện, thuỷ lực hay khí nén.
Thông thường hay gặp công tắc tơ đóng cắt bằng nam châm điện.
Công tắc tơ điện từ gồm hai loại, công tắc tơ đóng cắt bằng nam châm
điện một chiều và công tắc tơ đóng cắt bằng nam châm điện xoay chiều.
2. Cấu tạo chung:
Công tắc tơ điện từ được cấu tạo từ những phần chính: Hệ thống mạch
vòng dẫn điện, hệ thống dập hồ quang, hệ thống các lò xo nhả, lò xo tiếp
điểm, nam châm điện, vỏ và các chi tiết cách điện.
3. Nguyên lý làm việc:
Đưa dòng điện vào cuộn dây nam châm điện tạo ra từ thông
φ
, từ thông
sinh ra lực điện từ ở khe hở
δ
, do lực điện từ F
dt
> F
phản lực lò xo
nên nắp nam
châm điện đậy xuống
( )
min

δδ
=
, tiếp điểm đóng, công tắc tơ đóng, mạch
thông.
Ngắt công tắc tơ: Ngắt dòng điện ở cuộn dây nam châm điện làm mất từ
thông
( )
0
=
φ
, lực điện từ F
dt
= 0 nên lò xo kéo nắp nam châm điện mở, tiếp
điểm mở, hồ quang điện được dập tắt ở buồng dập hồ quang, mạch điện
ngắt.
II. Chọn phương án thiết kế:
1. Phân tích chọn phương án thiết kế:
Công tắc tơ điện từ xoay chiều dùng nam châm điện có hai dạng:
+ Mạch từ hình chữ U nắp hút quay quanh trụ. Tiếp điểm kiểu ngón,
dạng tiếp xúc đường, dùng dây nối mềm để đưa điện vào tiếp điểm. Thích
hợp với dòng điện lớn, chế độ làm việc nặng nề của công tắc tơ.
+ Mạch từ hình chữ E nắp hút thẳng, một phần phần ứng ngập trong lòng
ống dây. Tiếp điểm kiểu cầu một pha hai chỗ ngắt, không cần dây nối mềm,
dập hồ quang dễ hơn, dạng tiếp xúc của tiếp điểm là tiếp xúc điểm hoặc mặt
tuỳ theo dòng định mức. Thích hợp với chế độ làm việc nhẹ nhàng của công
tắc tơ.
Qua phân tích các phương án thiết kế công tắc tơ trên kết hợp với yêu cầu
thiết được giao là thiết kế công tắc tơ điện từ xoay chiều có dòng định mức
nhỏ (30A) tần số thao tác 400lần/giờ là chế độ làm việc nhẹ nhàng nên chọn
phương án thiết kế tối ưu là mạch từ hình chữ E nắp hút thẳng.

2. Phân tích chi tiết phương án đã chọn:
*Ưu điểm:
_____________________________________________________________
2
_____________________________________________________________

+ Kết cấu đơn giản.
+ Lực hút điện từ được phân bố đều.
+ Không cần dây nối mềm để đưa điện vào tiếp điểm động.
*Nhược điểm:
+ Trọng lượng phần động lớn gây khó khăn cho việc hút.
+ Nếu dòng lớn thì độ mở tiếp điểm lớn dẫn đến kích thước công tắc tơ
lớn.
a) Dạng mạch từ:
Mạch từ hình chữ E, cuộn dây đặt ở giữa, vòng ngắn mạch đặt ở hai cực
từ bên, lực hút điện từ phân bố đều hơn, đặc tính lực hút điện từ sát đặc tính
cơ đảm bảo thiết kế tối ưu.
b) Hệ thống mạch vòng dẫn điện:
Tiếp điểm kiểu cầu một pha hai chỗ ngắt, ưu điểm là dễ dập hồ quang,
không cần dây nối mềm đưa điện vào tiếp điểm động, do đó kết cấu đơn
giản.
c) Buồng dập hồ quang:
Buồng dập hồ quang kiểu dàn dập, kích thước nhỏ, hạn chế vùng hồ
quang cháy, giảm âm thanh khi hồ quang cháy.
d) Hệ thống phản lực:
Dùng lò xo hình trụ chịu nén, xoắn, phản lực nhả của tiếp điểm chính,
tiếp điểm phụ đều sử
dụng phản lực lò xo.

Dạngkết cấu đơn giản
CHƯƠNG II. TÍNH MẠCH VÒNG DẪN ĐIỆN
1. Tính thanh dẫn động:
- Chọn vật liệu: Tra bảng trang 44 và bảng 2-22 trang 82, chọn
vật liệu là đồng kéo nguội, kí hiệu: M1-TB
+ Tỉ trọng (
γ
): 8,9(g/cm
3
).
_____________________________________________________________
3
Vòng ngắn mạch
Lò xo nhả
cuộn dây nam
châm điện
tiếp điểm
Lò xo tiếp
điểm
nắp phần ứng
_____________________________________________________________

+ Nhiệt độ nóng chảy: 1083
0
C.
+ Điện trở suất ở 20
0
C









20
ρ
: 1,58.10
).(
8
m
Ω
−
.
+ Độ dẫn nhiệt: 3,9 (W/cm.
0
C).
+ Tỉ trọng nhiệt: 0,39 (Ws/cm.
0
C).
+ Độ cứng Briven
( )
B
H
: 80
÷
120(kg/mm).
+ Hệ số nhiệt điện trở
( )

α
: 0,0043(1/
0
C).
- Thanh dẫn hình chữ nhật:
Theo công thức 2.6 trang 19TLTK ta có:
b=
3
2
.).1.(.2
..
odT
phdm
Knn
KI
τ
ρ
θ
+
;
( )
[ ]
201.
20
−+==
odod
θαρρρ
θθ
n=
b

a
=4
÷
12 ; K
ph
=(1,03
÷
1,06) là hệ số tổn hao phụ do hiệu ứng
gần và hiệu ứng mặt ngoài, chọn = 1,06.
[ ]
C
od
0
:
τ
độ tăng nhiệt độ ổn định, chọn = 55
0
C đối với đồng.






C
0
1
:
α
hệ số nhiệt điện trở.

K
T
=(6
÷
12)
C
02
.m
W
hệ số toả nhiệt ở điều kiện không khí chuyển động tự
nhiên, chọn = 7,5 ( tra bảng 6-5 trang 300TLTK).
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
m
od
C
Ω=−+=−+=⇒
−−
=
88
20
95
10.09,220950043,0110.58,1201
0
θαρρ
θ
Chọn

n = 7.
Kích thước thanh dẫn làm việc với I
dm
= 30A:
b =
).(76,0
55.5,7).17.(7.2
06,1.10.09,2.30
3
82
mm
=
+
−
=> a = 7.b = 5,32(mm).
Theo bảng 2-15 trang 51TLTK: a = d
td
+ (1
÷
2)mm.
Với I
dm
= 30A chọn đường kính tiếp điểm d = 10mm (cao h = 1,8mm) nên
ta chọn a = 12mm.
Chọn b = 1mm.
Kích thước thanh dẫn phụ làm việc với I
dm
= 5A:
b = 0,22(mm).
=> a = 7.b = 1,54(mm).

Theo bảng 2-15TLTK: I
dm
= 5A => d = 3mm ( cao 1mm) => chọn
a = 5mm, chọn b = 0,3mm.
2. Tính kiểm nghiệm thanh dẫn:
- Chế độ dài hạn:
+ Mật độ dòng điện:
_____________________________________________________________
4
_____________________________________________________________

J =
)/(42)/(5,2
1.12
30
.
22
mmAmmA
ba
I
÷〈==
=> thoả mãn.
+ Kiểm tra sự phát nóng thanh dẫn
:
td
θ
theo công thức 2-4 trang 18TLTK:
C
KIKpS
KpSKI

phdmT
Tphdm
od
0
82
82
0
2
00
2
47
0043,0.06,1.10.45,1.305,7).001,0012,0.(2).001,0.012,0(
40.5,7).001,0012,0.(2).001,0.012,0(06,1.10.45,1.30
.....
.....
≈
−+
++
=
=
−
+
=
−
−
αρ
θρ
θ
Trong đó:
( )

m
Ω=
+
=
+
=
−
−
8
8
20
0
10.45,1
20.0043,01
10.58,1
20.1
α
ρ
ρ
- Kiểm tra chế độ ngắn mạch: theo công thức 6-21 trang
313TLTK
nm
nm
t
AA
j
nm 0
θθ
−
=

tính với t
nm
= 3; 5; 10s.
Với điều kiện nhiệt độ cho phép của đồng là 95
0
C.
Nhiệt độ cho phép đối với đồng khi có dòng ngắn mạch là 300
0
C.
Theo hình 6-6TLTK v à tra bảng 6-7 trang 305 TLTK
ta có:
./.(10.75,3);S/mm.(10.4,1
)424424
0
mmSAAAA
nm
==
θθ
*Với t
nm
= 3s:
( )
[ ]
( )
22
44
/94/51,88
3
10.4,110.75,3
mmAjmmAj

nmnm
=<=
−
=
=>
thoả mãn.
*Với t
nm
= 5s:
( )
[ ]
( )
22
/82/56,68 mmAjmmAj
nmnm
=<=
=> thoả mãn.
*Với t
nm
= 10s:
( )
[ ]
( )
22
/51/48,48 mmAjmmAj
nmnm
=<=
=> thoả mãn.
Nhận xét: Dựa vào các kết quả kiểm tra ở chế độ ngắn hạn và dài hạn ta
thấy các thông số a, b đều đạt yêu cầu kĩ thuật.

3. Đầu nối:
Theo bảng 2-9 trang 32TLTK:
*Với I
dm
= 30A chọn vít M5
15
×
có đường kính ren d = 5mm
+ Diện tích tiếp xúc của đầu nối
tx
dm
bndntx
J
I
baS
==
.
J
tx
: mật độ dòng tại chỗ tiếp xúc.
J
tx
= 0,31A/mm
2
=>
( )
2
77,96
31,0
30

mmS
tx
==
+ Tính lực F
tx
tại chỗ tiếp xúc:
txtxtx
SfF .
=
với f
tx
=
( )
2
/150120 cmKG
÷
: lực ép tiếp xúc đơn vị.
Chọn f
tx
= 120 KG/cm
2
.
_____________________________________________________________
5
_____________________________________________________________

 F
tx
= 120.96,77.10
2

= 116,124(KG).
+ Điện trở tiếp xúc phần đầu nối R
tx
:
( )
m
tx
tt
tx
F
K
R
.102,0
=
với m: hệ số phụ thuộc hình thức tiếp xúc, chọn tiếp xúc
mặt, m=1.
K
tt
: hệ số tiếp xúc, theo bảng trang 59TLTK chọn K
tt
= 0,14.10
( )
m
Ω
−
3
( )
Ω==⇒
−
−

6
3
3
10.2,1
10.139,1.102,0
10.14,0
tx
R
+ Điện áp rơi tại nơi tiếp xúc:
( )
[ ]
mVUmVIRU
txdmtxtx
302036,030.10.2,1.
6
÷=<===
−
Vậy việc chọn vít nối là thích hợp.
*Với I
dm
= 5A, chọn vít có đường kính ren d = 3 mm
+ Diện tích tiếp xúc đầu nối S
tx
= 5/0,31= 16,1 mm
2
.
+ F
tx
= 120.16,1.10
2

−
= 19,35(KG).
+ R
tx
= 7,3.10
( )
Ω
−
6
.
+ Điện áp tiếp xúc: U
tx
= 7,3.10
6
−
.5 = 0,036mV < [U
tx
]
Vậy việc chọn vít nối là thích hợp.
4. Tiếp điểm:
a) Vật liệu làm tiếp điểm:
Theo bảng 2-13 trang 45TLTK với I
dm
= 30A chọn vật liệu tiếp điểm là
kim loại gốm bạc niken than chì:
Kí hiệu: KMK A32
Tỉ trọng
( )
γ
8,7g/cm

3
Nhiệt độ nóng chảy
( )
nc
θ
1300
C
0
Điện trở suất
( )
20
ρ
0,035.10
( )
mm
Ω
−
3
Độ dẫn nhiệt
( )
λ
3,25W/cm.
C
0
Độ cứng Briven
2
/6545 mmKG
÷

Hệ số dẫn nhiệt điện trở

( )
α
0,0035
C
0
1
Với I
dm
= 30A < 100A, chọn tiếp điểm hình trụ cầu:
Tiếp điểm chính: đường kính tiếp điểm d = 10mm, chiều cao h = 1,8mm.
Tiếp điểm phụ: đường kính tiếp điểm d = 3mm, chiều cao h = 1mm.
b) Lực ép tiếp điểm:
*Dựa vào việc khảo sát điện trường và nhiệt của thanh dẫn người ta đưa
công thức 2-14 trang 52TLTK
Dạng tiếp xúc điểm:
22
2
1
arccos
1
.
.16
..
.















Π
=
tx
td
B
dmtx
T
T
HA
IF
λ
_____________________________________________________________
6
_____________________________________________________________

với:
T
td
:
[ ]
K
0

nhiệt độ thanh dẫn phát nóng dài hạn = 47+273 = 320
K
0
T
tx
= T
td
+ 8
KC
00
328
=
=>
( )
KGF
td
035,0
328
320
arccos
1
.
25,3.16
10.45..10.3,2
.30
22
28
2
1
=













Π
=
−
Tiếp xúc điểm, n = 1: F
td
= n.F
td1
 F
td
= 0,035(KG).
* Tính F
td
theo công thức thực nghiệm:


dmtdtd
IfF .
=

với
td
f
[G/A] là lực ép tiếp điểm đơn vị, tra bảng 2-17 trang 55TLTK
Chọn
td
f
=10(G/A) => F
td
= 10.30 = 300(G) = 0,3(KG) = 0,3(N).
 F
tdc
= F
td
= 0,3(KG).
F
tdd
= (0,4
÷
0,7)F
td
Chọn F
tdd
= 0,6F
td
= 0,6.0,3 = 0,18(KG).
* Tính lực ép lên tiếp điểm phụ:
F
tdc

= 10.5 = 50(G) = 0,005(KG).
F
tdd
= 0,6.F
tdc
= 0,003(KG).
c) Điện trở tiếp xúc R
tx
:
* Theo công thức lý thuyết 2-24TLTK ta có:
( )
Ω=
Π
=
Π
=
−
−
3
3
1
10.38,0
3,0
45.
.
2
10.035,0
.
.
2

td
B
tx
F
H
R
ρ

* Theo công thức thực nghiệm 2-25TLTK:
( )
m
td
tx
tx
F
K
R
.102,0
=
với tiếp xúc điểm: m = 0,5.
Tra bảng trang 59TLTK ta có K
tx
= 0,16.10
( )
N
Ω
−
3
=>
( )

( )
Ω==
−
−
3
5,0
3
10.29,0
94,2.102,0
10.16,0
tx
R
=> Chọn R
tx
= 0,38.10
( )
Ω
−
3
=> U
tx
= R
tx
.I
dm
= 11,4(mV) < [U
tx
] = 30mV
d) Nhiệt độ tiếp xúc:
Theo công thức 2-12TLTK ta có:

( )
ρλ
λ
ρ
θθ
..8
.
...
1
...
2
1
..
.
2
2
2
0
txdm
T
tx
tx
tx
RI
spK
RI
spR
I
+++=
với:

ρ
: điện trở suất của vật liệu tiếp điểm, =0,035.10
4
−
[ ]
cm
Ω
p,s: chu vi và diện tích tiếp điểm (cm, cm
2
)
K
T
: hệ số toả nhiệt, = 7,5.10
( )
C
024
.W/cm
−
λ
: hệ số dẫn nhiệt, = 3,25(W/cm.
C
0
)
_____________________________________________________________
7
_____________________________________________________________

C
0
0

40
=
θ
: nhiệt độ môi trường.
=>
+++=
−
−
−
−
785,0.14,3.10.5,7.25,3
1
.10.29,0.30.
2
1
785,0.14,3.10.29,0
10.035,0.30
40
4
32
3
42
tx
θ
( )
C
0
4
2
3

47
10.035,0.25,3.8
10.29,0.30
≈
−
−
<
C
0
180
=> thoả mãn.
e) Dòng hàn dính tiếp điểm:
* Theo công thức lý thuyết 2-33 trang 66TLTK:
( )
AFfAI
tdnchdbd
..
=
với A là hệ số phụ thuộc vật liệu.






+Π
+
=
ncB
ncnc

H
A
θαρ
θαθλ
..
3
2
1...
)..
3
1
1.(..32
0
0
H
Bo
là độ cứng Briven ở 0
C
0
F
td
: lực ép tiếp điểm.
0
ρ
: điện trở suất của vật liệu ở 0
C
0
( )
m
Ω=

+
=
+
=
−
−
5
3
20
0
10.27,3
20.0035,01
10.035,0
20.1
α
ρ
ρ
f
nc
= (2
÷
4): hệ số đặc trưng cho sự tăng diện tích tiếp xúc, chọn =3
1351
1300.0035,0.
3
2
1.10.27,3.45.14,3
1300.0035,0.
3
1

1.1300.10.25,3.32
5
1
=






+






+
=
−
−
A
=>
( )
AI
hdbd
12823,0.3.1351
==
* Theo công thức thực nghiệm 2-36 trang 67TLTK:
tdhdhdbd

FKI .
=
K
hd
: hệ số hàn dính, tra bảng 2-19 trang 67TLTK hoặc hình 2-13
chọn K
hd
= 1000
( )
KGA/
F
td
= 0,3KG => I
hdbd
= 1000.
3,0
=548(A).
chọn I
hdbd
= 548 > I
nm
= 10.I
dm
= 300(A) => thoả mãn.
f) Kiểm tra sự rung tiếp điểm:
Theo công thức 2-39 và 2-40 trang 72TLTK ta có:
* Biên độ rung tính cho 3 cặp tiếp điểm:
( )
tdd
vdod

m
F
Kvm
x
.2.3
1..
2
−
=
Σ
* Thời gian rung tính cho 3 cặp tiếp điểm:
tdd
vdod
m
F
Kvm
t
.3
1...2
−
=
Σ
m
dE
: tổng khối lượng phần động.
_____________________________________________________________
8
_____________________________________________________________

g

mI
m
cdm
d
.
=
Σ
; m
c
chọn =8(G/A)
=>
)(49,24
8,9
8.30
Gm
d
==
Σ
v
do
= 0,1(m/s) tốc độ tiếp điểm.
K
v
=0,9 hệ số va đập phụ thuộc vào tính đàn hồi của vật liệu.
F
tdd
= 0,18(KG).
=>
( )
)(10.27,2

18,0.2.3
9,01.1,0.02449,0
5
2
mx
m
−
=
−
=

( ) ( )
msst
m
87,210.87,2
18,0.3
9,01.1,0.02449,0.2
3
==
−
=
−
< [t
m
] = 10(ms)
 thoả mãn sự rung tiếp điểm.
g) Hao mòn tiếp điểm:
Theo công thức 2-54 trang 79TLTK ta có:
Khối lượng hao mòn trung bình của một cặp tiếp điểm cho một lần đóng
ngắt là :

( )
kdngngddngd
KIKIKgg ....10
229
+=+
−

Với:
I
d
: dòng điện khi đóng tiếp điểm, I
d
=
( )
74
÷
I
dm
, chọn I
d
= 6I
dm
= 6.30 =
180(A).
I
ng
: dòng điện khi ngắt tiếp điểm, I
ng
=
( )

86
÷
I
dm
, chọn I
ng
= 8.I
dm
= 8.30 =
240(A).
K
d
, K
ng
: hệ số mòn khi đóng ngắt, chọn K
d
, K
ng
= 0,01
( )
2
/ Ag
K
kd
: hệ số không đồng đều đánh giá độ mòn tiếp điểm = 1,1
÷
2,5
Tra bảng 2-21 trang 40 TLTK ta có K
kd
= 1,8.

=>
( )
( )
ggg
ngd
6229
10.62,18,1.240.01,0180.01,0.10
−−
=+=+
Khối lượng mòn về cơ sau 10
5
lần đóng cắt là:
G
m
= 10
5
.(g
d
+ g
ng
) = 0,162 (g).
Khối lượng tiếp điểm: G
td
=
γ
td
. V
td
Với:
td

γ
=8,7(g/cm
3
)trọng lượng riêng của vật liệu tiếp điểm.
( ) ( ) ( )
[ ]
( )
38
2
3
2
3
3
22
10.37,710.5.310.8,1.
6
10.8,1.
.3.
6
.
mrh
h
V
td
−−−
−
=+
Π
=+
Π

=
 G
td
= 8,7.0,0737 = 0,6412(g).

%27,25%100
6412,0
162,0
=×=
td
m
G
G
% < (50
÷
70)%
 thoả mãn về hao mòn tiếp điểm.
h) Chọn độ mở và độ lún tiếp điểm:
* Độ mở tiếp điểm (m):
Với I
dm
= 30A và U
dm
= 400V chọn độ mở tiếp điểm m = 6(mm)
* Độ lún tiếp điểm (l):
l = A + B.I
dm
với A = 1,5mm và B = 0,02mm/A.
_____________________________________________________________
9

_____________________________________________________________

=> l = 1,5 + 0,02.30
≈
3(mm)
Với tiếp điểm phụ: l = 1,5 + 0,02.5
≈
2 (mm)
Tính toáng dựng đặc tính cơ (đặc tính phản lực contactor):
F
co
= F
phan luc
= F
( )
δ







d
loxotdphu
loxotdchinh
nha
G
F
F

F
)(
)(
với G
d
là trọng lượng phần động, G
d
= m
c
.I
dm
= 30.8 = 0,24(KG).
+ Lực nhả đầu: F
nhd
= K.(F
td
+ G
d
+ F
ms
)= 1,2.(1+ G
d
) =
= 1,2.(1 + 0,24) = 1,488(KG).
+ Lực nhả cuối: F
nhc
=
( )
25,1
÷

F
nhd
, chọn F
nhc
= 1,5F
nhd
= 1,5.1,488 =
= 2,232(KG).
+ Lực ép tiếp điểm chính:
F
tdc
= 2.3.F
td
= 1,8(KG)
(2 chỗ ngắt, 3 pha).
F
tdd
=
( )
6,04,0
÷
F
tdc
, chọn F
tdd
= 0,5.F
tdc
= 0,5.1,8 = 0,9(KG)
+ Lực ép tiếp điểm phụ:
F

tdpc
= 5.5(G/A).4 = 0,1(KG)
F
tdpd
=
( )
6,04,0
÷
F
tdpc
, chọn F
tdpd
= 0,5.F
tdpc
= 0,5.0,1 = 0,05(KG).
 G
d
= 0,24(KG) = 2,45(N)
 F
nhd
= 1,488(KG) = 15,18(N)
 F
nhc
= 2,232(KG) = 22,77(N)
 F
tdc
= 1,8(KG) = 18,36(N)
 F
tdd
= 0,9(KG) = 9,18(N)

 F
tdpc
= 0,1(KG) = 1,02(N)
 F
tdpd
= 0,05(KG) = 0,51(N)
δ
= m + l = 6 + 3 = 9(mm).
5. Tính toán lò xo:
5.1.Lò xo tiếp điểm chính:
a) Chọn lò xo kiểu xoắn hình trụ. Vật liệu làm lò xo là thép Carbon
609389
−ΓΟ
CT
có độ bền vừa, nhãn hiệu II
( )
Π
( Tra bảng 4-1 trang 166
TLTK):
- Độ bền giới hạn khi kéo
( )
k
σ
2200
( )
2
/ mmN

- Giới hạn mỏi cho phép khi uốn
( )

u
σ
770
( )
2
/ mmN
- Giới hạn mỏi cho phép khi xoắn
x
σ
480
( )
2
/ mmN
- Module đàn hồi 200.10
3

( )
2
/ mmN
_____________________________________________________________
10
_____________________________________________________________

- Module trượt (G) 80.10
3

( )
2
/ mmN
- Điện trở suất

( )
ρ

( ) ( )
m
Ω÷
−
6
10.22,019,0
b) Tính toán lò xo:
* F
Maxlò xo
= F
cuốiloxo
= 2.F
tđ1
= 2.0,3 = 0,6(KG) = 6,12(N)
* F
minloxo
= F
dauloxo
= 2.F
tdd
= 2.0,18 = 0,32(KG) = 3,26(N)
* Độ lún của lò xo: x
lv
= l = 3(mm).
* Chỉ số lò xo: C =
d
D

=10
Với D: đường kính lò xo
d: đường kính dây lò xo.
 Đường kính dây lò xo: d =
( )
mm
CF
x
6,0
480.14,3
10.12,6.8
.
..8
==
Π
σ
 Đường kính lò xo: D = C.d = 10.0,6 = 6(mm).
* Số vòng lò xo: w =
( )
vong
FC
dGf
6
)26,312,6.(10.8
6,0.10.80.3
..8
..
3
3
3

=
−
=
* Bước lò xo chịu nén: t
n
= d + f/w = 0,6 + 3/6 = 1,1(mm)
* Chiều dài tác dụng của lò xo: l
td
= w.t
n
+ 1,5.d

= 6.1,1 + 1,5.0,6 =
= 7,5(mm)
* Ứng suất xoắn tính toán:

[ ]
480433
6,0.14,3
10.12,6.8
.
..8
22
=<==
Π
=
xx
d
CF
σσ

 Việc tính toán lò xo là hợp lí.
5.2.Lò xo tiếp điểm phụ:
*Độ mở tiếp điểm phụ: Với I
dm
= 5A chọn độ mở m = 7(mm)
*Độ lún tiếp điểm phụ: l = A + B.I
dm
= 1,5 + 0,02.5 = 2 (mm)
* F
Maxlò xo
= F
cuốiloxo
= 2.F
tđc
= 2.0,5 = 1(N)
* F
minloxo
= F
dauloxo
= 2.F
tdd
= 2.0,3 0,6(N)
* Chỉ số lò xo: C =
d
D
=10
Đường kính dây lò xo: d =
( )
mm

CF
x
25,0
480.14,3
10.1.8
.
..8
==
Π
σ
 Đường kính lò xo: D = C.d = 10.0,6 = 6(mm).
* Số vòng lò xo: w =
( )
vong
FC
dGf
12
)6,01.(10.8
25,0.10.80.2
..8
..
3
3
3
=
−
=
* Bước lò xo chịu nén: t
n
= d + f/w = 0,25 +2/12 = 0,42(mm)

* Chiều dài tác dụng của lò xo: l
td
= w.t
n
+ 1,5.d

= 12.0,42 + 1,5.0,25 =
5,4(mm)
* Ứng suất xoắn tính toán:

[ ]
480407
25,0.14,3
10.1.8
.
..8
22
=<==
Π
=
xx
d
CF
σσ

 Việc tính toán lò xo là hợp lí.
_____________________________________________________________
11
_____________________________________________________________

5.3.Lò xo nhả:
* F
Maxlò xo
= F
cuốiloxo
= 0,5.F
nhc
= 0,5.22,77 = 11,39(N)
* F
minloxo
= F
dauloxo
= 0,5.F
nhd
= 0,5.15,18 = 7,59(N)
* Độ lún của lò xo: f =
δ
=9(mm).
* Chỉ số lò xo: C =
d
D
=10
 Đường kính dây lò xo: d =
( )
mm
CF
x
8,0
480.14,3
10.39,11.8

.
..8
==
Π
σ
 Đường kính lò xo: D = C.d = 10.0,8 = 8(mm).
* Số vòng lò xo: w =
( )
vong
FC
dGf
20
)59,739,11.(10.8
8,0.10.80.9
..8
..
3
3
3
=
−
=
* Bước lò xo chịu nén: t
n
= d + f/w = 0,8 + 9/28 = 1,25(mm)
* Chiều dài tác dụng của lò xo: l
td
= w.t
n
+ 1,5.d

= 20.1,25 + 1,5.0,8 =
26,2(mm)
* Ứng suất xoắn tính toán:

[ ]
480453
8,0.14,3
10.39,11.8
.
..8
22
=<==
Π
=
xx
d
CF
σσ

 Việc tính toán lò xo là hợp lí.
_____________________________________________________________
12