Переходного контактного

Описан метод оптимизации параметров осаждения КЭП бронза — графит из пирофосфатного электролита [46]. Рассмотрено математическое моделирование твердости Н (МПа), коэффициента трения ц и переходного электрического сопротивления Ra (Ом) в зависимости от следующих параметров: концентрации графита С=45± ±35 кг/м3; плотности тока /к=50+30 А/м2; рН 7,5±1,5 и температуры ^=40±20°С.

Изучены свойства бронзовых покрытий, выделенных из суспензии, содержащей хлориды олова и меди, а также частицы a-BN [37]. В результате моделирования были получены зависимости коэффициента трения р, и переходного электрического сопротивления Rn (Ом) от плотности тока iK (А/м2), рН суспензии, концентрации нитрида бора С (кг/м3) и температуры электролита t (°C):

Энергия емкостного накопителя, частично использованная на формирование канала пробоя в твердом теле, вносится в твердое тело (объект разрушения) в форме энерговыделения WK на активной нагрузке разрядного контура, представленной активным сопротивлением канала разряда RK(t). Методы расчета данного переходного электрического процесса в разрядном контуре и его оптимизации также хорошо изучены /11/. Основные потери - это потери в коммутаторах, а также в обкладках и диэлектрике конденсаторов. В зависимости от условий пробоя и типа схемы источника импульсов к.п.д. процесса в условия ЭЙ может изменяться достаточно в широких пределах (0.2-0.7). С физической точки зрения интерес представляет вопрос о сопротивлении канала разряда. Именно RK(t) задает характер выделения энергии в канале разряда WK.

Приведенная в настоящей статье методика определения числа контактов двух шероховатых поверхностей позволяет найти фактическую площадь контакта. Величину этой площади необходимо знать для решения вопросов контактной прочности, теплопередачи, контактной коррозии и некоторых вопросов технологии машиностроения, а также для расчета переходного электрического сопротивления.

Уравнение (5-6) представлено в обобщенных переменных и является математической моделью переходного электрического процесса в токопроводящей среде с распределенной емкостью. В случае подобия двух электрических процессов, происходящих в электрических цепях из сопротивлений и емкостей, относительные напряжения U в одноименных точках цепи в сходственные моменты времени будут равны. Это обеспечивается тождеством обобщенных параметров Ка-

После подстановки значений коэффициентов 5ъ Й2, В3 и $4 в уравнения (7-38) — (7-41) получим математическую модель (форма 2) переходного электрического процесса в цепи, состоящей из сопротивлений и емкостей:

При рассмотрении электрического моделирования тепловых процессов используется математическая аналогия между дифференциальными уравнениями нестационарного теплового и переходного электрического процессов. При этом каждой обобщенной переменной и обобщенному параметру теплового процесса соответствует вполне определенная обобщенная переменная или обобщенный параметр электрического процесса. Это обеспечивается одинаковостью математических моделей в дифференциальной форме. Такую аналогию можно назвать прямой, так как она следует непосредственно из дифференциальной формы «математических моделей. Поскольку обобщенные уравнения нестационарного теплового и переходного электрического процессов математически описываются одинаковыми дифференциальными уравнениями, т. е. имеют одинаковые математические модели, то процесс, протекающий в электрической цепи при определенных условиях, будет описывать в соответствующем масштабе нестационарный тепловой процесс. Из сравнения математических моделей нестационарного теплового процесса (7-25) — (7-28) и переходного электрического процесса (7-56) — (7-59) можно установить, что времени теплового процесса t соответствует время электрического процесса ta, координате точки тела / соответствует координата узловой точки /э, температуре среды или тела в соответствует напряжение V, тепловой величине а=ав/аг соответствует электрическая величина

Время установления теплового процесса и переходного электрического процесса будем считать известным. Если время выхода на стационарный режим теплового и электрического процессов неизвестно, то желаемым масштабом времени &т можно задаться. В этом случае

Время переходного электрического процесса в модели найдем следующим образом. В .простейшей электрической цепи, содержащей одно сопротивление г и одну емкость сэ, соединенные последовательно или параллельно, время установления (постоянная времени) электрического процесса тэс равно произведению сопротивления на емкость:

Рассмотрим переходный процесс в электрической цепи, составленной из сопротивлений и емкостей. Если в электрической модели, представленной на рис. 7-3, постоянные сопротивления ячеек заменить переменными, то система уравнений переходного электрического процесса принимает вид:

Для электрического моделирования нестационарных тепловых процессов следует в первую очередь получить математические модели теплового и электрического процессов. С этой целью рассмотрим обобщенные зависимости для нестационарного теплового процесса в двухслойной плоской стенке и переходного электрического процесса в цепи, составленной из пассивных двухполюсников.

Интересная методика определения переходного (контактного) электросопротивления на границе между напыленным покрытием и основным металлом предложена В. И. Копыловым (рис. 5.2) [11„ 140]. Основной металл 1 с напыленным покрытием 2 зажимается,, между медными электродами 3 и оправками 4 винтовой струбцины,, сжимающее усилие от которой (постоянное во время измерения) передается через сферические поверхности. Токовые концы 5 крепятся посредством разъемных клеммных соединений, потенциальные концы 6 привариваются один к образцу, другой — к электроду. Пе-рехЪдное электросопротивление определяется двойным мостом сопротивления. При этом контролируется чистота поверхностей торца Электрода, покрытия и основного металла, величина контактной нагрузки, влияние наводок. Численные значения переходного кон-

Использование результатов измерения времени распространения УЗ колебаний, полученных до приложения нагрузки и при ее воздействии, позволяет компенсировать отсутствие информации о предыстории материала, остаточных напряжениях, влиянии переходного контактного слоя, значении утла ввода, некотором отклонении отражающих граней от плоскостности, параллельности и т.п. и считать справедливой для УЗ волны любой поляризации линейную зависимость

К числу требований, предъявляемых к разрывным контактам, относятся: низкое и стабильное значение переходного контактного сопротивления, высокие значения электропроводности, теплопроводности, устойчивость к электрической эрозии, вызывающей износ контактных поверхностей из-за плавления и испарения металла под действием электрической искры. Для надежной работы разрывного контакта необходимы также высокие антикоррози-

При этом значение и стабильность переходного контактного сопротивления Rm определяют способность скользящего контакта передавать электрическую энергию и сигналы измерительной информации без искажений и потерь, интенсивность изнашивания Ih характеризует долговечность контакта, коэффициент трения ftp определяет уровень механических потерь, интенсивность отказов А,от характеризует надежность коммутации, а уровень генерируемой ЭДС г, - помехи, создаваемые скользящим контактом.

При относительном перемещении контактных элементов величина площади реального электрического контактирования определяется вероятностно-статистическим характером взаимодействия ее отдельных участков, а общая величина А'г не постоянна. Следствием этого являются непрерывные во времени флуктуации переходного контактного сопротивления Rm скользящего контакта. Нестабильность значений Rm - одна из основных причин шума и искажений коммутируемых сигналов в слаботочных контактах устройств токосъема средств НК.

Еще одной причиной искажения сигналов измерительной информации в скользящих контактах являются протекающие в зоне трения процессы электрофизической и электрохимической природы, обусловленные разнородностью материалов контактирующих элементов (контактная электризация) - термоэлектрическими, гальваноэлектрическими и другими процессами. В результате скользящий контакт характеризуется не только значением переходного контактного сопротивления Rm, но и другими электрическими параметрами, прежде всего - генерируемой контактом ЭДС et, а в ряде случаев и электрической емкостью Ст.

ния и плотность тока, как правило, невысокие. Поэтому при отсутствии существенной электрической эрозии основной эксплуатационной характеристикой контакта является стабильность переходного контактного сопротивления. Этому требованию удовлетворяют благородные металлы и их сплавы (серебро, золото, металлы платиновой группы), которые обладают высокой электропроводностью и стойкостью к окислению. Ввиду высокой стоимости указанных металлов они часто используются в качестве покрытий на цветных металлах и сплавах (медь, бронза, латунь). Вместо серебра используют также палладий, а в некоторых специальных случаях применяют покрытия из рения. В табл. 4.2 представлены характеристики некоторых широко используемых в слаботочных контактах сплавов.

Требования к характеристикам токосъемника, в частности к значению переходного контактного сопротивления и к его стабильности, во многом определяются задачей контроля, выбранным контролируемым параметром и схемой его измерения. Наиболее высокие требования

Другим конструктивным приемом снижения значения и повышения стабильности переходного контактного сопротивления токосъемников является использование нескольких контактных элементов. Так, например, при реализации электрического контакта с вращающимися объектами рекомендуется использовать сразу несколько щеток, контактирующих с одним подвижным элементом и включенных электрически параллельно (см. рис. 4.3). С учетом возможного биения вращающейся детали щетки следует устанавливать диаметрально противоположно (две или четыре щетки). При использовании параллельно подключенных пщ щеток общее сопротивление токосъемника RTC снижает-

ничное трение сменяется жидкостным, что приводит к снижению коэффициента трения, интенсивности изнашивания рабочих поверхностей и, соответственно, к повышению механических и тепловых потерь в токосъемнике. Использование жидкости в качестве третьего тела (см. рис. 4.2), разделяющего рабочие поверхности твердых контактных элементов, позволяет также существенно снизить значение и повысить стабильность переходного контактного сопротивления - основной характеристики токосъемников измерительных цепей.

На рис. 4.14 представлена схема, поясняющая принцип построения устройства, выполняющего функцию токосъемника и источника постоянной ЭДС при высокой стабильности как переходного контактного сопротивления, так и значения ЭДС. Устройство включено в состав средства контроля подшипников качения методом электрического сопротивления.

гания электродов к поверхности ОК. В ряде кондуктометрических влагомеров электроды выполняются в виде густых проволочных щеток или электропроводящей резины. При использовании накладных (прилегающих) электродов необходимо обеспечить заданное усилие в контакте, значение которого должно создавать, с одной стороны, плотное (без воздушных прослоек) прилегание электрода к поверхности (Ж, а с другой стороны -стабильность переходного контактного сопротивления,