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1、塑壳断路器四连杆机构力的计算塑壳断路器四连杆机构的计算用图解法计算下列的内容。并附机构动作示意图。一、 计算操作机构的主弹簧钢度手柄处于合闸位置，动触头刚刚接触静触头表面而无超程，触头压力为初压力。取初压力P1=3.9N，合闸的动作示意图见图1。假设=16，=26。图1GB操作机构主弹簧 BC操作机构上连杆AB操作机构下连杆 O 触头与转轴定位转动中心OS沿下连杆的作用力对于O点的力臂OS=10mmOK触头接触点与O点的距离OK=35mm三相触头对于O点的反力矩MfMf=3P1OK=33.935=412.9Nmm取主弹簧GB对O点的合闸力矩Mn为触头反力矩Mf的1.4倍，即Mn/Mf=1.4以
2、保证断路器可靠的合闸性能。则：Mn=1.4Mf=1.4412.9=578 Nmm从Mn值得出主弹簧拉力在下连杆AB上的分力FAB应为FAB=57.8N故主弹簧GB的拉力F拉为：F拉=FAB =57.8=92N断路器机构设计为两根主弹簧，则每只弹簧的拉力为：F拉/2=92/2=46N按动作示意图测量断路器的合闸时，主弹簧被拉长5mm，则弹簧的刚度：C= =9.2N/mm主弹簧计算略。二、 计算手柄再扣力断路器在再扣位置时见动作示意图2。假设=19，=125。图2GB主弹簧(被拉长9mm)Gf作用在手柄的再扣力至杠杆旋转中心f的力臂为52mmid作用在杠杆与跳扣着力点的作用力至跳扣旋转中心d的力臂
3、为15.5mmif作用在杠杆与跳扣着力点的作用力至旋转中心f的力臂为23.5mmds沿上连杆CB的作用力至d点的力臂为14mm主弹簧GB在再扣力的拉力FGB为FGB=CG=9.29=82.8FGB在上连杆的CB的分力为：FCB=FGB=82.8=32.91N手柄再扣过程中，手柄Gf带动跳扣绕d点转动，因此在再扣过程中主要克服FCB对d点的转动力矩。二只主弹簧GB在再扣过程中对d点的力矩：Md=2FCBds=232.9114=921.48 Nmm所以手柄再扣力为：F再=26.87N三、 计算手柄合闸力手柄在合闸时的位置，即主弹簧GB的作用线与上连杆CB重合，此时主弹簧力全部作用在CB杆上，无分力
4、。操作机构处于临界状态，手柄再向前转动，断路器即合闸。合闸动作示意图如图3所示。GB主弹簧(被拉长11.5mm)Gf作用在手柄个闸力点至杠杆转动中心f的力臂为52mmfs上连杆上分力FCB至手柄转动中心的力臂为8mm主弹簧再合闸临界时的力FGBFGB=C11.5=9.211.5=105.8N图3二只主弹簧GB对f点的力矩MfMf=2 FGBfs=2105.88=1692.8 Nmm所以手柄的合闸力F合F合=32.55N四、 计算脱扣力（双金属片上的调节螺钉推动牵引杆的推力）触头完全合闸时，三相触头K的反力和主弹簧GB的作用力都使跳扣产生一个方向的推理，通过锁扣的牵引杆有一个正压力，要完成脱扣动
5、作，则脱扣力对牵引杆转动中心的力矩，必须大于正压力引起的摩擦力对于牵引杆中心的力矩。断路器完全合闸动作示意图见图4。图4GB主弹簧(被拉长11.5mm)OS沿下连杆上的作用力至触头支架转轴中心的力臂10.7mmd 跳扣转动中心ds沿上连杆的作用力至装动中心的力臂为7.5 mmdH作用在跳扣和钩住点的向上推力对于d点的力臂为24.5mmM 锁扣转动中心HM作用在跳扣和锁扣钩住点的向上对力M点的力臂为3.45mmMY作用在锁扣和牵引杆接触点上的正压力，对于M点的力臂为20mmN 牵引杆转动中心，摩擦力对N点的力臂EN=7.5mmQ 双金属片推动牵引杆的作用点，脱扣力对N点的力臂NQ=9.5mm触头
6、完全合闸时，主弹簧GB的拉力为FGBFGB=C7.5=9.27.5=69N二只主弹簧在上连杆BC上的分力为FBCFBC=2FGCos2=2690.939=129.58N触头完全合闸时，设每相终压力为4.9N三相触头对转动中心的反作用力矩OK=35mmMo=34.935=514.5 Nmm此力归算到下连杆AB上的力FABFAB=48.08N断路器完全合闸时，上下连杆近似一直线，连杆上所承受的力FF= FAB +FBC=48.08+129.58=177.66NF对d点的力矩Md=Fds=177.667.5=1332.45mm作用在跳扣与锁扣钩住点的向上推力FHFH=54.39N此推力FH对锁扣转动
7、中心M的力矩MMMM= FHHM=54.39 3.5=190.36 Nmm所以牵引杆承受的正压力FrFr=9.52N设材料的摩擦系数为f作用在锁扣与牵引杆的触点的摩擦力Frf=9.52 f N此摩擦力对牵引杆转动中心的力矩MN=Fr fEN=9.52 f7.5=71.39 f Nmm所以Q点的脱扣力FQFQ=7.5Fn铜对铜的摩擦系数0.20.5,取0.2则脱扣力FQ=7.50.2=1.5N五、 计算自由脱扣时主弹簧力产生的提拉力矩断路器在自由脱扣状态，按跳扣定位，计算主弹簧力在触头支架产生的力矩。此时触头支架承受一定的向上提拉力，以保证触头开距和加装附件的需要。自由脱扣动作示意图见图5GB主
8、弹簧在机构的自由脱扣状态时的位置（被拉长3mm）eB是当机构自由脱扣状态，即手柄掀至合闸位置时，主弹簧的位置（被拉长4mm）图5OS沿下连杆上作用力至触头支架旋转中心的臂力为14mm自由脱扣时，主弹簧的力FGBFGB=CGB=9.23=27.6NFGB在下连杆上的分力FAB= FGB=27.6=12.22N所以自由脱扣时，机构主弹簧力在触头支架产生的提拉力矩为M提= FABOS=12.2214=171.08 Nmm手柄掀至合闸位置时，主弹簧力FeBFeB=CEb=9.24=36.8NFEb在下连杆上的分力FABFAB= FeB =36.8 =8.36N所以手柄掀至合闸位置，机构主弹簧在触头支架产生的提拉力矩M提M提= FABOS=8.3614=117.04 Nmm
