计算触头弹簧圈的向心力方法

如图8-1所示，触头弹簧自由状态下的闭合圆直径为D₀，工作状态下的闭合圆直径为D₂（中心线直径），触片对弹簧的作用力为F₁，其反作用力（弹簧作用在每片触指的向心力为F_j=-F₁，触片数为n，弹簧自由长为l₀。

由能量平衡^[26]，得

式中 X——弹簧直径为D时对应的弹簧伸长量；

K——弹簧的刚度系数。

X=πD-l₀=π（D-D₀）

dX=dπ（D-D₀）=πdD=2πdR

将X、dX代入式（8-4）得

由F_j=4Kπ²ΔR/n可见，弹簧在径向的向心力是线性的，其径向刚度系数是直线方向刚度系数K的4π²倍。

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图8-1 梅花触头结构

当R=D₂/2时，弹簧处于工作状态，此时每条弹簧对每片触指的向心力为

F_j=2Kπ²（D₂-D₀）/n （8-5）

式中 F_j——每根弹簧的向心力（N）；

K——弹簧刚度（N/mm）；

D₂——装入触头后弹簧圈中心线直径（mm）；

n——触片数。

根据产品设计及试验的经验，通常将每个触点的接触压力F_k设定在20～30N。图8-1中，若每根弹簧的向心力为F_j，则每个接触点的接触压力为

F_k=4F_j/2=2F_j

对于铜—铝接触的触头，触片数n应取稍大一些，因为铝材的电导率和熔点比铜的低。