контакт электрический

Формула изобретения

Контакт электрический, содержащий токоподводящую пластину, прикрепленный к ней держатель контакт-детали с закрепленной в нем контакт-деталью, отличающийся тем, что держатель состоит из верхней цилиндрической и нижней конусной части, а контакт-деталь выполнена в виде цилиндров, соединенных усеченным конусом, при этом конусная поверхность контакт-детали является ответной для внутренней конусной поверхности держателя, цилиндрическая часть держателя расчленена пазами на четыре сегмента, при этом одна пара диаметрально противоположных сегментов упруго фиксирует контакт-деталь в держателе, а вторая фиксирует держатель на токоподводящей пластине.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим контактам низковольтных электрических реле.

Известен контакт, используемый в реле малогабаритных НМШ (Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Кн.1 НПФ «Планета», 2000, стр.256), который представляет собой серебряную наклепку, закрепленную на токоподводящей упругой пластине пайкой или сваркой.

Соединение сваркой или пайкой контактов на токоподводящих пластинах возможно при условии изготовления контактов из металлов или сплавов. Соединение контактов, изготовленных из композиционных материалов методом порошковой металлургии пайкой или сваркой, практически невозможно. Данные материалы обладают меньшей прочностью и пластичностью и практически не смачиваются при пайке припоем из-за наличия в их составе углерода.

Наиболее близким к заявляемому контакту является устройство контакта, содержащего токоподводящую пластину с наклепанной к ней чашеобразной наклепкой и запрессованной в нее контакт-деталью, изготовленной из серебросодержащей композиции серебро-графит (Дымковский Н.В., Милованова Ю.В. Электрические контакты на железнодорожном транспорте. Электротехника, - 1965, № 10, с.33).

Электрический контакт между стенками чашеобразного держателя и контакт-деталью обеспечивается за счет упругого прижатия кромок чашеобразного держателя к поверхности контакт-детали. Чтобы обеспечить стабильный электрический контакт за счет действия сил упругости стенок чаши, необходимо приложить значительные усилия для деформации стенок чаши и материала контакт-детали. Проконтролировать усилия, необходимые для деформации стенок при обжатии чашеобразного держателя, практически невозможно, т.к. обжатие чаши происходит на прессе, и усилие обжатия задается ходом пуансона пресса. Поскольку все детали выполнены с определенным допуском на размеры, то усилия обжатия на каждой детали получаются различными, поэтому чтобы создать надежный контакт идут по пути повышения прочностных свойств материала, создавая необходимый запас прочности контакт-детали при ее деформировании в процессе запрессовки.

При обжатии контакт-детали возможно частичное повреждение места обжатия, образование микротрещин, которые в процессе работы контакта приводят к осыпанию места обжатия (контакт начинает шататься в держателе) и появлению нестабильного электрического контакта.

Увеличение прочностных свойства материала обеспечивается за счет повышенного содержания в композиционных материалах металлической и связующей компоненты, с одной стороны это приводит к удорожанию контактов, с другой - к снижению коммутационной износостойкости контактов.

Недостатком данного контакта является высокая трудоемкость процесса запрессовки контакт-детали в чашеобразный держатель, нестабильный электрический контакт (после нескольких сотен тысяч коммутаций контакт-деталь начинает шататься в держателе), повышенные требования к прочностным свойствам материала контакт-детали. Так, чтобы запрессовать контакт-деталь в чашеобразный держатель, деталь должна иметь прочность на сжатие не менее 400 кгс (ТУ16-538. 158-72). При этом следует заметить, что повышение прочностных свойств материала контакт-детали не связано с его эксплуатационными свойствами, а связано с технологическими задачами изготовления контактов.

Заявляемое устройство направлено на улучшение технологичности изготовления контакта электрического.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении трудоемкости соединения контакт-детали в держателе, в обеспечении стабильного электрического контакта между держателем и контакт-деталью на весь период работы контакта, снижении требований к прочностным свойствам материалов контакт-детали.

Технический результат достигается за счет того, что контакт электрический содержит токоподводящую пластину, прикрепленный к ней держатель контакт-детали с закрепленной в нем контакт-деталью, при этом держатель состоит из верхней цилиндрической и нижней конусной части, а контакт-деталь выполнена виде цилиндров, соединенных усеченным конусом, при этом конусная поверхность контакт-детали является ответной для внутренней конусной поверхности держателя, цилиндрическая часть держателя расчленена пазами на четыре сегмента, при этом одна пара диаметрально противоположных сегментов упруго фиксирует контакт-деталь в держателе, а вторая фиксирует держатель на токопроводящей пластине.

Наличие физического контакта по поверхности конуса между корпусом держателя и контакт-деталью обеспечивает надежный электрический контакт. Прижатие контакт-детали к корпусу держателя за счет сил упругости секторов, действующих на торцовую поверхность контакт-детали, делает его постоянным в процессе работы контактов. При такой схеме упругого прижатия контакт-детали к корпусу исключается процесс обжатия корпуса держателя и, следовательно, силовое воздействие на контакт-деталь, что позволяет изготавливать контакт-деталь из материалов с пониженными прочностными свойствами. Например, изготовленная контакт-деталь, имеющая диаметр цилиндра 7.2 мм (близкий к аналогу), из материала с прочностью на сжатие 75 МПа (конструкционный графит) разрушается при сжатии усилием в 305 кгс. По условиям ТУ 16-538.158-72 изготовление контакт-детали из материала с такими прочностными свойствами было бы недопустимо.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлены все элементы электрического контакта в разобранном виде, на фиг.2 контакт собран частично, в держатель установлена контакт-деталь и зафиксирована сегментами, на фиг.3 - контакт в сборе, в изометрии.

Контакт электрический содержит токоподводящую пластину 1, прикрепленный к ней держатель контакт-детали 2 с закрепленной в нем контакт-деталью 3, при этом держатель состоит из верхней цилиндрической 4 и нижней конусной 5 части, а контакт-деталь выполнена виде цилиндров 6, 7, соединенных усеченным конусом 8, конусная поверхность контакт-детали является ответной для внутренней конусной поверхности держателя, цилиндрическая часть держателя расчленена пазами на четыре сегмента, при этом одна пара 9 диаметрально противоположных сегментов упруго фиксирует контакт-деталь в держателе, а вторая пара 10 фиксирует держатель 2 на токопроводящей пластине 1.

Сборка контакта производится в следующей последовательности.

В держатель контакт-детали 2 вставляется контакт-деталь 3, с помощью приспособления производится закатывание пары сегментов 9, на данную пару сегментов накладывается токоподводящая пластина и производится ее прижатие к корпусу с помощью второй пары сегментов 10. Контакт готов к работе.

Устройство контакта позволяет использовать материалы для контакт-деталей с низкими прочностными свойствами. Была изготовлена партия контакт-деталей из конструкционного углерода, имеющего прочность на сжатие 73,6 МПа (7,36 кг/мм²). Контакт-деталь, изготовленная из данного материала, разрушалась при сжатии усилием в 3,0 кН (300 кгс). Контакт-детали устанавливалась в предлагаемый держатель, который крепился к штатной токоподводящей пластине НМШ и проводились испытания по методике ТУ 32 ЦШ - 86.

Через каждые 500 тысяч циклов проводилась проверка контакта на прочность соединения контакт-детали в держателе. За весь период работы более 2,0 млн. циклов расшатывания контакт-детали в корпусе не наблюдалось. Из 48 исследуемых контактов выбраковки по прочности соединения контакт-детали в держателе не было.