Способ проверки контактного давления коммутационного аппарата и устройство для его осуществления

 

Использование: измерительное оборудование для проверки коммутационного аппарата мгновенного действия в процессе изготовления. Сущность: перемещают приводной элемент коммутационного аппарата в положение обратного срабатывания контактов, запоминают его, реверсируют направление перемещения приводного элемента и перемещают его с малой скоростью в положение обратного срабатывания контактов, затем осуществляют воздействие на подвижный контакте целью определения контактного давления . 2 н.з. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 01 M 49/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

М (21) 4754171/07 (22) 30.10,89 (46) 07.01.93. Бюл, ¹ 1 (71) Кировское электромашиностроительное производственное объединение им.Лепсе. (72) М.А. Кисляков (73) Кировское электромашиностроительное и роизводственное объединение им. Лепсе (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 438985, кл. 6 05 В 23/02, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N 1129665, кл. Н 01 Н 49/00, 1982. (54) СПОСОБ ПРОВЕРКИ КОНТАКТНОГО ДАВЛЕНИЯ КОММУТАЦИОННОГО АППАРАТА И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к из лерительной технике и может быть использовано при проверке микровыключателей и других коммутационных аппаратов (КА) мгновенного действия в процессе их изготовления, Цель изобретения — расширение области применения способа, а также повышение качества и производительности и снижение трудоемкости проверки.

Сущность способа поясняется приведенной на фиг.1 схемой простейшего устройства для его реализации и представленной на фиг.2 временной диаграммой проверки КА по контактномудавлению.

На фиг.3 приведена структурная схема автоматического устройства для осуществления этого способа; на фиг.4 представлена временная диаграмма работы этого устройства; на фиг.5 изображен граф цифрового автомата блока управления.

„„Я „„1 787294 АЗ (57) Использование: измерительное оборудование для проверки коммутационного аппарата мгновенного действия в процессе изготовления. Сущность: перемещают приводной элемент коммутационного аппарата в положение обратного срабатывания контактов, запоминают его, реверсируют направление перемещения приводного элемента и перемещают его с малой скоростью в положение обратного срабатывания контактов, затем осуществляют воздействие на подвижный контакт с . целью определения контактного давле. ния. 2 н.з. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

ПростейШее устройство для реализации способа содержит (фиг.1) стандартный микрометр 1, закрепленный над проверяемым

КА 2 с возможностью воздействия на его а приводной элемент 3, связанный с подпру- 4 жиненным подвижным контактом 4, контак- (р тирующим с неподвижным контактом 5.

Последовательно соединенные источник питания 6 и индикаторная лампочка 7 связаны с зажимами 8 и 9 для подключения к,; О выводам контактов 4 и 5. Стандартный грам- Ь мометр 10 установлен с возможностью воздействия его измерительного щупа 11 на подвижный контакт 4. бд

Проверка контактного давления посредством этого простейшего устройства осуществляется следующим образом. Проверяемый КА 2 устанавливают в фиксирующее приспособление (не показано). Выводы контактов 4 и 5 подключают к зажимам 8 и

9. Лампочка 7 при этом начинает светится, 1787294 индицируя замыкание цепи контактов 4 и 5.

При установке КА 2 его приводной элемент

3 оказывается под штоком 12 микрометра 1.

Одновременно измерительный щуп 11 граммометра 10 оказывается над подвижным контактом 4, но не касается его, Вращением головки 13 микрометра 1 начинают в момент времени Т1 воздействовать с наибольшей доступной скоростью на приводной элемент 3 (фиг,1, фиг.2). В момент Т2, xor ja приводной элемент 3 деформирует пружйну контакта 4 настолько, что она перестает п рижи мать контакт 4 к контакту 5, происходит скачкообразное изменение контактного усилия на противоположное, и контакт 4 перекидывается в нижнее положение, разрывая при этом цепь, Лампочка 7 гаснет. С этого момента изменяют направление вращения головки

13 микрометра 1 на противоположное, Приводной элемент 3 с большой скоростью начинайт перемещаться вверх, уменьшая усилие пружины подвижного контакта 4, направленное вниз.

В момент времени Т3 контакт 4 перекидывается вверх и касается контакта 5. При этом лампочка 7 сигнализирует замыкание цепи, В момент Т3.КА находится в состоянии обратного срабатывания, когда условия для контактирования самые неблагоприятные. Именно в таком состоянии необходимо проверять контактное давление. Однако невозможно с большой скорости мгновенно остановить движение в момент Т3. Шток 12 и приводной элемент 3 проходят положение обратного срабатывания (линия ПОС на фиг.2) и останавливаются выше этого положения в момент Т4. При этом контактное давление повышается по сравнению с контактным давлением в положении обратного срабатывания, поэтому его измерение недопустимо.

После обнаружения замыкания цепи по свечению лампочки 7 в момент ТЗ до оста. новки в момент Т4 приводной элемент 3 со штоком 12 переместятся на некоторое расстояние ЛХ1 относительно положения обратного срабатывания ПОС. По шкале микрометра отсчитывают положение штока

12 в этом положении (ПОС вЂ” Л Х1). К этой величине прибавляют величину ЛХ2 > 2х хЛ Х1. Величину Л Х1 определяют статистически после ряда попыток перед началом проверки. Величину Х2 для удобства вычислений берут кратной цене деления микрометра.

Полученную в результате сложения величину положения, предшествующего обратному срабатыванию ППОС = ПОС вЂ” Л Х1+ Ь Х2„ запоминают.

После этого с момента Т5 осуществляют быстрое перемещение штока 12 вниз до прямого срабатывания (в момент T6), обнаруживаемого по погасанию лампочки 7, и обратно вверх до положения ПОС, отсчитываемого по показаниям микрометра в момент времени Т7. При этом замедляют движение до величины малой скорости, обеспечивающей заданную точность установки привода в положении обратного срабатывания (для большинства КА малая скорость не должна превышать 2 мкм/с).

Движение с малой скоростью осуществляют до тех пор, пока в момент Т8 не произойдет обратное срабатывание, обнаруживаемое по загоранию лампочки 7. Такой останов может быть осуществлен с малым выбегом д Х, так как скорость движения мала.

15 вуют его щупом 11 на подвижной контакт 4 до разрыва цепи, сигнализируемого лампочкой 7 в момент времени Т10. Покачивая граммометр 10, улавливают его положение . на границе разрыва-замыкания цепи. После чего в момент Т11 по показаниям граммометра отсчитывают величину контактного усилия в положении обратного срабатыва25

30 ния, наиболее неблагоприятном для контактирования.

Благодаря описанной последовательности операций обеспечивается высокая точность выхода в положение обратного срабатывания за короткое время. Измерение контактного давления именно в положении обратного срабатывания, наиболее неблагоприятном для электрической цепи, а не в исходном положении позволяет повы40 сить достоверность проверки контактного усилия, пропорционального контактному давлению. Благодаря этому повышается качество испытаний КА, Описанное простейшее устройство демонстрирует способ и может быть использовано при проверке небольшого количества

КА. Однако при увеличении серийности его использование нецелесообразно из-за субъективности измерений и высокой трудоемкости. В этом случае процесс должен осуществляться автоматически без участия человека.

Автоматическое устройство для проверки контактного давления в положении обратного срабатывания содержит (фиг,3) привод 14 нажимного элемента, установленный с возможностью воздействия его штока 15 на приводной элемент 16 проверяемого КА 17, связанный с пружиной 18 подвижного контакта 19, который в исходном

С этого момента движение нажимного

20 элемента прекращают и с момента времени .

Т9, поворачивая граммометр 10, воздейст1787294 состоянии прижат к верхнему неподвижно- Устройство работает следующим абраму контакту 20 (H3-контакту). Привод 14 свя- зом. зан также с реверсивным При включении питания устройства число-импульсным датчиком 21 перемеще- блок 41 автоматической начальной установний нажимного элемента и с датчиком 22 5 ки обеспечивает установку блока 39 управисходного положения привода нажимного ления в нулевое состояние (фиг.3, фиг.5). Из элемента. Выходы датчика 21 подключены к этого состояния блок управления сразу пе- счетным входам реверсивного счетчика 23. реходит в первое состояние, в котором выВывод неподвижного контакта 20 и вывод рабатываются сигналы С4 и С2. Первый из подвижного контакта,19 подключены к вы- 10 этих сигналов обеспечивает включение приходам датчика 24 контактирования.

Вал вода 14 нажимного элемента на движе д ижение ал 25 измерительного привода 26 свя- вверх, в исходное положение, а второй— зан сдатчиком 27 поворота измерителя кон- включение измерительного привода 26 на тактного усилия и с корпусом 28 измерителя движение измерителя контактного усилия контактного усилия, измерительный щуп 29 15 28 вверх, в исходное положение. Если даткаторого установлен с возможностью пово- чики 22 и 31 вырабатывают сигналы А22 и рота на валу 25 и подпружинен пружиной 30 А31, свидетельствующие об исходном полок корпусу 28 измерителя контактного уси- жении обоих приводов, то блокуправления лия. Для фиксации исходного положения из- сразу переходит в исходное четвертое сомерителя контактного усилия служит датчик 20 стояние, отключая приводы 14 и 26 снятием

С4 и С2. Если же ни адин из этих приводов

Измерительный щуп 29 и вывод по- недостигисходного положения табл вижног к о локупд ж го контакта 19 подключены к датчи- равления находится в первом состоянии до ку касания 32. Выход датчика 27 поворота тех пор, пока хотя бы один из приводов не измерителя контактного усилия подключен 25 достигнет исходного состояния, Если перк одному из входов измерителя 33 числа вымдостигаетисходногоположенияпривод импульсов, который включает счетчик 34 и 14 нажимного элемента, то датчик 22 сигна элемент И 35. Выход измерителя 33 числа лом А22 переводит блок управления во втоимпульсов подключен к одному из входов рое состояние, в котором сигнал С4, сумматора 36, другой вход которого под- 30 снимается, отключая привод 14. После доключен к выходу датчика 37 начального уси- стижения исходного положения измерителия, а выход сумматора подключен к лем 28 контактного усилия сигнал А31 информационному входу блока 38 регистра- датчика 31 переводит блок управления в четвертое исходное состояние. Если же перции.

Блок управления 39 устройства содер- 35 вым срабатывает датчик 31, то блок управжиттактовый генератор 40, блок 41 автома- ления сначала переход реходит в третье тической начальной установки, входной состояние, где снимается сигнал С2, отклюшифратор 42, блок памяти 43 и выходной чающий привод 26. дешифратор 44. Блоки 42, 43 и 44 представ- Четвертое состояние блока управления ляют из себя цифровой автомат, граф кото- 40 является исходным. При этом не вырабатырого представлен на фиг.5. Первый и второй вается ни один из сигналов управления. В выходы блока управления 39 подключены к этом состоянии возможна установка очевходам измерительного привода 26. Третий редного КА 17 на позицию проверки. П и выход блока управления 39 подключен к этом обеспечивается неподвижность КА, входу сброса реверсивного счетчика 23, чет- 45 его выводы подключаются к датчикам 24 и вертый, пятый и шестой выходы соединены 32. с входами привода 14 нажимного элемента, При поступлении по шине 45 пускового седьмой выход подключен к одному из вхо- импульса в момент времени Т12 (фиг.3, 4, 5) дов элемента И 35, восьмой выход — к управ- происходит сброс счетчика 34 и блока региляющему входу блока регистрации 38, 50 страции 38. При этом блок управления переПервый вход блока 39 управления под- ходит в пятое состояние, в котором никакие ключен к выходу датчика контактирования сигналы не вырабатываются ожидае тся орои вход- к спусковой шине 45, тре- окончание пускового сигнала. П и к л . ри окончад — ыходу заема реверсивного 55 нии в момент времени Т13 пускового сигнасчетчика 23, четвертый вход — к выходу дат- ла блок управления переходит в шестое чика 32 касания, пятый вход — к выходудат- состояние, в котором вырабатывается сигчика 22 исходного положения привода нал С5, по которому привод 14 через шток нажимного элемента, шестой вход — к выха- . 15 начинает воздействовать на приводной ду датчика 31 исходного положения измери- элемент 16. Это воздействие продолжается теля контактного усилия. до тех пор, пока в момент времени Т14 цепь о

1787294

10

30

40

50

55 контактов 19, 20 не разомкнется. При разрыве цепи высокий потенциал А24 на выходе датчика контактирования сменяется низким, и блок управления переходит в седьмое состояние. При этом сигнал С5 сменяется сигналом С4, по которому привод 14 перемещает нажимной элемент 16 вверх с бол ьшей скоростью. Когда в момент времени Т15 происходит обратное срабатывание

КА, по сигналу А24 блок управления переходит в восьмое состояние. Сигнал С4 сменяется сигналами С5 и С6, обеспечивающими движение штока 15 и нажимного элемента

16 вниз с малой скоростью. Одновременно снимается .сигнал СЗ, обеспечивающий сброс реверсивного счетчика 23, С момента времени Т15 шток 15 с приводным элементом 16 сначала по инерции с замедлением перемещаются вверх, при этом реверсивный счетчик 23 инкрементируется каждым импульсом с датчика 21, затем шток 15 с нажимным элементом начинают медленно перемещаться вниз, при этом реверсивный счетчик 23 декрементируется импульсами с реверсивного датчика 21. К моменту времени Т16, когда нажимной элемент 16 вновь оказывается в положении обратного срабатывания ПОС, реверсивный счетчик подходит к нулЕвому состоянию и его сигнал заема А23 немедленно переводит блок управления в девятое состояние.

В девятом состоянии блок управления полностью прекращает перемещение нажимного элемента 16 снятием всех сигналов с входов привода 14. Благодаря останову с малой скорости, нажимной эле мент фиксируется в положении обратного

: срабатывания с минимальным выбегом. Малую скорость движения всегда можно вы:брать такой, которая обеспечивает . гарантированно выбег в заданных грани. цах. В то >ке время нецелесообразно зани жать черезмерно эту скорость, так как это понизит быстродействие. Как отмечено выше, при прохождении вверх с большой ско ростью положения обратного срабатывания осуществляется сброс реверсивного счетчика 23. Благодаря этому запоминается положение, в котором необходимо производить проверку контактного давления. Поэтому в восьмом состоянии достаточно на малой скорости пройти лишь небольшой путь, компенсирующий выбег при остановке с большой скорости, и остановиться с минимальным выбегом (обычно в пределах

0,4...0,8 мкм) в поло>кении обратного срабатывания. Таким образом в устройстве осуществляется разрешение противоречия между быстродействием и точностью. При этом по сравнению с простейшим устройством на фиг.1 не требуется повторного движения до прямого срабатывания (на фиг.2 период времени от ТЗ до Т7).

После останова приводного элемента

16 в положении обратного срабатывания в девятом состоянии блок управления вырабатывает сигналы С1 и С7, Сигнал С1 включает привод 26, который начинает поворот оси 2 5 с измерителем 28 контактного усилия в направлении воздействия его щупа 29 на контакт 19. Одновременно сигнал С7 разрешает работу измерителя 33 числа импульсов. Однако импульсы с датчика 27 через элемент И 35 не проходят до тех пор, пока щуп 26 не коснется контакта 19.

Когда в девятом состоянии в момент времени Т 17 щуп 29 касается контакта 19 датчик касания 32 вырабатывает сигнал

А32, С этого момента импульсы датчика 27 проходят через элемент И 35 на счетный входсчетчика 34, Число импульсов, поступающих в счетчик 34, пропорционально углу поворота измерителя 28,угол поворота которого пропорционален усилию, с которым . щуп 29 воздействует на контакт 19.

Когда в момент времени Т18 контакт 19 под действием щупа 29 отрывается от контакта 20, сигнал А24 сменяется на нулевой и блок управления на один такт переходит в, десятое состояние. При этом сигналы С1 и

С7 снимаются, привод 26 останавливается, в счетчике 34 запоминается величина деформации пружины 30, В кратковременном десятом состоянии вырабатывается сигнал

С8 разрешения регистрации результатов измерения. В блок регистрации 38 поступает сумма начального усилия из задатчика 37 и измеренного усилия из блока 33. В задатчике 37 хранится величина начального усилия, которое необходимо приложить к измерительному щупу 29 для начала его движения и начала растяжения пружины 30.

Величина начального усилия может быть установлена путем регулировки натяжения пружины 30, в исходном состоянии прижимающей щуп 29 к корпусу измерителя 28 контактного усилия. Благодаря этому начальному усилию сокращается время измерения контактного усилия, поскольку в момент Т17 касания щуп 29 создает начальное усилие, отжимающее контакт 19 от контакта 20. Благодаря этому повышается также и точность измерений. Действительно, начальное усилие измеряется в лабораторных условиях с максимальной точностью, Поскольку измерителю 28 контактного усилия приходится измерять в несколько раз меньшую величину, то его диапазон может быть меньшим, благодаря

1787294 чему повышается чувствительность и точность.

После регистрации измеренного усилия блок управления автоматически переходит в первое состояние, в котором вырабатываются сигналы С2 и С4 вывода в исходное состояние приводов 25 и 14, Этот процесс аналогичен описанному при включении устройства, На временной диаграмме (фиг.4) показано, что в момент времени Т19 первым в исходное положение приходит привод 14.

По сигналу А22 при отсутствии сигнала А31 блок управления переходит во второе состояние, привод 14 выключается, а привод 26 продолжает работать. К моменту времени

Т20 измеритель 28 контактного усилия также возвращается в исходное состояние.

Сигнал А31 с датчика 31 переводит блок уйравления в четвертое состояние. Проверяемый КА может быть снят и на его место установлен новый.

Измерение контактного усилия в положении обратного срабатывания в наиболее неблагоприятном для контактирования состоянии КА повышает достоверность проверки контактного давления. Повышение точности приведения КА в это состояние позволяет одновременно повысить производительность и объективность проверки.

Устройство, кроме того, обеспечивает по сравнению со способом достижение дополнительного положительного эффекта.

Благодаря измерению усилия от порогового начального уровня повышается производительность и точность. Благодаря прямому измерению усилия повышается точность по сравнению с прототипом. Автоматический вывод КА в состояние измерения усилия исключает субъективные ошибки, снижает утомляемость оператора, снижает трудоемкость проверки контактного давления. Это способствует повышению качества КА и изделий, в которых они используются, Формула изобретения

1. Способ проверки контактного давления коммутационного аппарата (КА) при воздействии на подвижный контакт проверяемого

КА щупом измерителя усилий и фиксации усилия в момент разрыва цепи контактов проверяемого КА, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области использования, приводной элемент КА перемещают до положения прямого срабатывания контактов, реверсируют направление движения и перемещают приводной элемент до положения обратного срабатывания контактов КА, фиксируют положение приводного элемента в момент обратного срабатывания, а затем осуществляют указанное воздействие

10

15 жимного элемента установлен с возможно50 стью воздействия своим штоком на

45 на подвижный контакт для определения контактного давления.

2. Способ по п 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения контактного давления, приводной элемент КА перемещают в прямом и обратном направлениях с наиболее допустимой для КА скоростью, измеряют в процессе перемещения положение приводного элемента относительно исходного положения, фиксируют положение приводного элемента в момент обратного срабатывания контактов КА и перемещают приводной элемент в это йоложейие с малой скоростью, обеспечивающей заданную точность установки привода элемента в положение обратного срабатывания. после чего измеряют контактное давление, 3. Устройство для проверки контактного давления КА, содержащее блок управления, измерительный привод, измеритель контактного усилия, включающий в себя измерительный щуп, установленный с возможностью воздействия на подвижный контакт КА, измеритель числа импульсов, блок регистрации, выводы для подключения контактов проверяемого КА и шину установки, причем измерительный привод связан с измерителем контактного усилия и подключен между первым и вторым выходами блока управления, выводы для подключения контактов КА соединены с датчиком контактирования, выход которого подключен к первому входу измерителя числа импульсов и первому входу блока управления, второй вход которого подключен к установочной шине, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с цельЮ повышения качества и производительности и снижения трудоемкости проверки, в него введены привод нажимного элемента, реверсивный датчик перемещения нажимнОго элемента, реверсивный счетчик, датчик касания, датчик поворота измерителя контактного усилия, задатчик начального усилия; сумматор, датчик исходного положения привода нажимного элемента и датчик фиксации исходного положения измерителя контактного усилия, при этом привод нанажимной элемент проверяемого КА и связан с реверсивным датчиком перемещения нажимного элемента, первый и второй выходы которого соединены с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика, третий выход указанного реверсивного счетчика соединен с датчиком исходного положения привода нажимного элемента, выход которого соединен с первым входом блока управления, выход реверсивного о

: 11

1787294 счетчика соединен с вторым входом блока управления, а вход сброса реверсивного счетчика подключен к первому выходу блока управления, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с первым, вторым и третьим входами. привода нажимного элемента соответственно, вход датчика касания подключен к измерительному щупу и к подвижному контакту проверяемого КА, выход датчика касания соединен с третьим входом блока управления и первым входом измерителя числа импульсов, второй вход которого соединен с четвертым входом блока управления и выходом датчика контактирования, первый вход которого соединен с выводом для подключения подвижного контакта проверяемого КА, э второй и третий входы соединены с выводами для подключения контактов проверяемого КА, пятый и шестой выходы блока управления соединены с измерительным приводом, седьмой выход блока управления соединен с третьим входом измерителя числа импульсов, четвер5 тый вход которого соединен с выходом датчика поворота измерителя контактного усилия, выход датчика фиксации исходного положения измерителя контактного усилия соединен с пятым входом блока управления, шестой

10 вход которого соединен с шиной установки, восьмой выход блока управления соединен с первым входом блока регистрации, второй вход которого соединен с выходом сумматора, первый вход которого соединен с выходом

15 задатчика начального усилия, а второй вход сумматора соединен с выходом измерителя числа импульсов, вход установки которого соединен с входом установки блока регистрации и соединен с шиной установки.

1787294

1787294

Редактор

Заказ 274 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

И

Ю

СЯ

СФ

С5

С6

С7

С8

АЯ2

A23 AZ4 ,ДЯ.

АЗЯ

Составитель M.Êèñëÿêîâ

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор О,Юрковецкая