design for dropout fuse

34
1 Contents Introduction....................................................................................................................................... 3 Objectives of the Design.................................................................................................................. 4 Constraints of the Design ................................................................................................................ 4 Conceptual Design ........................................................................................................................... 4 1. Concept 1 ................................................................................................................................. 5 2. Concept 2 ................................................................................................................................. 6 3. Concept 3 ................................................................................................................................. 7 Selection of Design .......................................................................................................................... 7 Working Steps in Mechanism .......................................................................................................... 9 Drop out fuse Replacement Steps (ขั้นตอนการนาแท่งฟิวส์ออกจากขั้ว) ................................... 10 Mechanism Installation Steps ( ขั้นตอนการติดตั้งอุปกรณ์เริ่มแรก) ............................................. 11 Re Setup Steps (การติดตั้งระบบทางกลและใส่แท่งฟิวส์กลับเข้าที ่) ............................................. 12 Calculation for Design.................................................................................................................... 13 Force required to release the fuse ............................................................................................ 13 1. Impact force from the man ................................................................................................ 13 2. Impact force from Spring mechanism ............................................................................... 14 Estimate Calculation for designing a compression spring ........................................................ 15 Design a compression spring .................................................................................................... 16 Dimension of spring and housing .............................................................................................. 18 Pull-back system ........................................................................................................................ 19

Upload: matt-thew

Post on 16-Apr-2015

339 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

A physical system for cutting eletrical in 3 phase

TRANSCRIPT

Page 1: Design for dropout fuse

1

Contents Introduction ....................................................................................................................................... 3

Objectives of the Design.................................................................................................................. 4

Constraints of the Design ................................................................................................................ 4

Conceptual Design ........................................................................................................................... 4

1. Concept 1 ................................................................................................................................. 5

2. Concept 2 ................................................................................................................................. 6

3. Concept 3 ................................................................................................................................. 7

Selection of Design .......................................................................................................................... 7

Working Steps in Mechanism .......................................................................................................... 9

Drop out fuse Replacement Steps (ขนตอนการน าแทงฟวสออกจากขว)................................... 10

Mechanism Installation Steps (ขนตอนการตดตงอปกรณเรมแรก) ............................................. 11

Re Setup Steps (การตดตงระบบทางกลและใสแทงฟวสกลบเขาท) ............................................. 12

Calculation for Design .................................................................................................................... 13

Force required to release the fuse ............................................................................................ 13

1. Impact force from the man ................................................................................................ 13

2. Impact force from Spring mechanism ............................................................................... 14

Estimate Calculation for designing a compression spring ........................................................ 15

Design a compression spring .................................................................................................... 16

Dimension of spring and housing .............................................................................................. 18

Pull-back system ........................................................................................................................ 19

Page 2: Design for dropout fuse

2

Calculation for unlocking mechanism ........................................................................................ 20

Angular velocity before impact (ความเรวในการตกของแทงฟวสกอนชนแขนของโครงตวย) ... 20

Force at ‘Arm’ (แรงทกระท าตอแขนของโครงตวย) ................................................................ 21

Key Force (แรงท key กระท าตอเดอย) ................................................................................... 21

Unlocking system Material (วสดของชนสวนทท าหนาทลอคและปลดลอคกลไก) .................... 22

Stress Calculation (Finite Element Analysis by Solidworks) ........................................................ 23

Key .......................................................................................................................................... 23

Arm ......................................................................................................................................... 24

Gate ........................................................................................................................................ 25

สรปผล ..................................................................................................................................... 25

Working Drawing ............................................................................................................................ 26

Gate ............................................................................................................................................ 26

Key ( คย ) ................................................................................................................................... 27

Spring Base ( ฐานสปรง ) ........................................................................................................... 28

Base ( ฐานรวม ) ......................................................................................................................... 29

Arm ( โครงตวย ) ......................................................................................................................... 30

Connecting Rod (ชนสวนเชอมระหวางโครงตวย) ....................................................................... 31

Assembly .................................................................................................................................... 33

Summary of Design ....................................................................................................................... 34

Page 3: Design for dropout fuse

3

Introduction ระบบไฟฟา 3 เฟส ประกอบดวยระบบไฟฟาทมสายไฟฟาจ านวน 3 เสน และสายนวทรอล 1

เสน สายไฟฟาจ านวน 3 เสนนจะมฟวสแรงสง(drop out fuse) ซงเปนฟวสบรรจในหลอด ดงรปท 1

ตดตงอยเพอปองกนกระแสเกนพกดหรอลดวงจร โดยทวไปเมอฟวสตวใดตวหนงขาด แทงฟวสตวนน

จะตกหอยลงมาดวยแรงโนมถวงของโลก ไมสามารถตงอยในรปแบบปกต แตฟวสแรงสงของสายไฟ 2

เสนทเหลอยงคงท างานตอไดตามปกต ซงสงผลเสยตออปกรณทใชไฟฟา 3 เฟส จงเปนหนาทของชาง

ไฟฟาในการตดฟวสของสายไฟ 2 เสนทเหลอ โดยใชไมชกฟวสแรงสงเกยวหวงของแทงฟวสและออก

แรงดงจนแทงฟวสตกหอยลงมา ดงรปท 2 จะเหนไดวา การตดฟวสของเสาไฟฟาแรงสงนนเปนงานท

ยากและอนตราย ทางกลมจงไดออกแบบอปกรณทางกลชวยอ านวยความสะดวกในการตดฟวสของ

สายไฟฟาเสนทเหลอใหตดเองอตโนมตทนทหลงจากทฟวสตวแรกขาด

รปท 1 ฟวสไฟฟาแรงสงบนเสาไฟฟา

รปท 2 การดงแทงฟวสโดยไมชกฟวสแรงสง

Page 4: Design for dropout fuse

4

Objectives of the Design 1. เพอออกแบบอปกรณทางกลทสามารถท าใหแทงฟวสแทงทเหลอตกหอยลงมา เมอฟวสตว

หนงถกตด

2. เพอออกแบบอปกรณทางกลใหเหมาะสมกบการใชงานบนเสาไฟฟาทมกระแสไฟฟาไหลผาน

Constraints of the Design 1. ฟวสแรงสงแตละตวทตดตงบนเสาไฟฟามระยะหางกน 50 เซนตเมตร

2. อปกรณทางกลสามารถตดตงกลบสต าแหนงเรมตนไดเมอผตดตงอยดานลาง

3. การใสแทงฟวสสามารถกระท าไดตามวธปกต

Conceptual Design โดยทวไป ในการดงหลอดบรรจฟวสลง ตองใชไมชกฟวสแรงสงเกยวหวงของแทงฟวส และ

ออกแรงกระชาก(Fimpact) ประมาณ 20-30 kg เพอเพมโมเมนตรอบจด A ท าใหหลอดบรรจฟวสรวงลง

มาจากต าแหนงปกตได ดงรปท 3

ทางกลมจงมแนวคดในการออกแบบ ดงน

1. ออกแบบอปกรณทางกลทสามารถกระแทกแทง

ฟวสทเหลอตกได ชนสวนทางกลทสามารถกระแทกวตถ

ดวยแรงปรมาณขนาดหนงได คอ สปรง จงใชสปรงเปน

สวนประกอบหลกของอปกรณทางกลน

2. ออกแบบอปกรณทางกลทท าใหเมอแทงฟวสแทง

หนงตกหอยลงมา จะท าใหแทงฟวสอกสองแทงทเหลอตก

หอยตาม ชนสวนทางกลทเชอมตอแทงฟวสทงสามได เชน

เพลาพนดวยเชอก สายพาน เฟอง เปนตน

3. ออกแบบอปกรณทางกลทสามารถตดตงกลบส

ต าแหนงเรมตนไดเมอผตดตงอยดานลาง

Fimpact

รปท 3 ทศของแรงกระชากและจดทเกด

โมเมนต

A

Page 5: Design for dropout fuse

5

จากแนวคดขางตน ทางกลมออกแบบอปกรณทางกลเบองตน 3 แบบ ไดแก

1. Concept 1

ภาพรวมของอปกรณทออกแบบเปนดงรปท 4 รายละเอยดการท างานของอปกรณเปนดงน

1.1 ใชสปรงเปนชนสวนกระแทกแทงฟวสใหตก มแผนสเหลยมเปนตวกนสปรงในชวงทไมได

ใชอปกรณทางกลน และเปนตวอดสปรงใหมแรงสะสม ดงแสดงในรปท 5

1.2 ใชเพลาทพนดวยเชอก วางตวยาวบนเสาไฟฟา เพลานจะเชอมตดกบแผนสเหลยม สวน

เชอกจะผกกบแทงฟวสทงสาม เมอแทงฟวสแทงใดแทงหนงตก เพลาจะหมน ท าใหแผนสเหลยมเปด

ขน และสปรงจะดดตวมากระแทกแทงฟวสทเหลอ

รปท 5 สปรงและแผนกนสปรง

top view

drop out fuse

รปท 4 concept 1

Page 6: Design for dropout fuse

6

2. Concept 2

ภาพรวมของอปกรณทออกแบบเปนดงรปท 6 รายละเอยดการท างานของอปกรณเปนดงน

1.1 ใชสปรงเปนชนสวนกระแทกแทงฟวสใหตก มชดปลอยสปรงทมการท างานคลายการกด

ปากกา

1.2 ใชโครงสรางรปตวยเชอมตอกนสามชดดงรปท 6 โครงตวยนจะมประตดานหนาดงรปท 7

ซาย เมอใสแทงฟวสประตจะเอนเขาดงรปท 6ขวา ประตนจะมเชอกสลงเชอมตอทงสามชด แลว

เชอกสลงอกดานจะผกกบเพลา เพอใหเมอมฟวสตวหนงขาด แทงฟวสจะตกหอย ท าใหประตปดกลบ

เชอกสลงทผกประตทงสามจะรงเพลาทวางตวอยบนชดปลอยสปรงใหหนดานทมตวกดกดชดปลอย

สปรงทงสามชด ท าใหสปรงดดตวออกไปชนแทงฟวสทเหลอตกตาม

รปท 6 concept 2

.

top view

แทงฟวส ประต

รปท 7 ซาย โครงรปตวย ขวา โครงตวยขณะใสแทงฟวส

Page 7: Design for dropout fuse

7

3. Concept 3

ภาพรวมของอปกรณทออกแบบเปนดงรปท 8 รายละเอยดการท างานของอปกรณเปนดงน

1.1 ใชสปรงเปนชนสวนกระแทกแทงฟวสใหตก มชดปลอยสปรงทมการท างานคลายการกด

ปากกา

1.2 ใชโครงสรางรปตวยเชอมตอกนสามชดคลายกบ concept 2 แตโครงตวยนจะครอบฟวสแรง

สงทงหมด และมเพลาทมตวกดชดปลอยสปรงอยในตวเอง เมอแทงฟวสแทงใดทงหนงตกหอยลงมาจะ

กระแทกกบโครงตวย โครงตวยจะเอนลงมา ท าใหตวกดชดปลอยสปรงทเปนสวนหนงของโครงตวย

เอนลงมากดชดปลอยสปรงของทงสามชด ท าใหแทงฟวสทเหลอตกตาม

Selection of Design จากการออกแบบอปกรณทางกลเบองตน 3 แบบ ทางกลมไดคดเลอกแบบทเหมาะสมทจะ

น ามาออกแบบอยางละเอยดตอไป มเกณฑการใหคะแนน ดงตอไปน 5 = ดทสด 4 = ด 3 = ปานกลาง

2 = พอใช และ 1 = ควรปรบปรง

รปท 8 concept 3

Page 8: Design for dropout fuse

8

ตารางท 1 การใหคะแนนในหวขอตางๆเพอเลอกConceptual Design ทดทสด

Conceptual Design หวขอ

Concept 1 Concept 2 Concept 3

คะแนน เหตผล คะแนน เหตผล คะแนน เหตผล

1. ราคาในการผลต 3 ชนสวนนอย ไมซบซอน แตมชนสวนทตองสงผลต

2 ชนสวนคอนขางซบซอน และมบางชนสวนทตองสงผลต

2 ชนสวนคอนขางซบซอน และมบางชนสวนทตองสงผลต

2.ความงายในการผลต 3 ชนสวนนอยและไมตองการความละเอยดมาก

2 บางชนสวนตองการความละเอยด

2 บางชนสวนตองการความละเอยด

3.ความงายในการตดตงอปกรณทางกลครงแรก

4 สามารถท าไดงาย เพราะกลไกไมซบซอน

2 มการใชเชอกสลง การตดตงท าไดยาก

3 ตดตงท าไดไมยาก แตตองมผตดตงจ านวนหลายคน

4.สามารถใชงานไดจรง 2 คอนขางแมนย าในการควบคมทศทางการดดตวของสปรง แตอาจมแรงไมเพยงพอในการหมนเพลา

2 อาจเกดความไมแนนอนในการใชงาน เนองจากใชเชอกสลงเปนสวนประกอบ

3 มความแมนย า

5.ความงายในการตดตงอปกรณทางกลกลบสต าแหนงเดม

1 การดงสปรงกลบสต าแหนงเรมตนท าไดยาก

2 การควบคมเชอกสลงท าไดยาก 5 สะดวกในการดงสปรงกลบสต าแหนงเรมตน

6.ความคงทนแขงแรง 3 เปนโครงสรางแบบเปด 3 อาจมปญหาจากการใชเชอกสลง 4 เปนโครงสรางปด

7.ความปลอดภยตอผคนทอยบรเวณเสาไฟฟาทตดตงอปกรณทางกล

2 แผนกนรบแรกจากสปรงเพยงสวนเดยว อาจเกดการสกหรอพงลงมา

4 ชนสวนประกอบคอนขางรดกม 4 ชนสวนประกอบคอนขางรดกม

รวม 18 17 23

Page 9: Design for dropout fuse

9

จากตารางท 1 จะเหนไดวา concept 3 ไดคะแนนรวมสงทสด แสดงใหเหนวามความเหมาะสม

ในการ น ามาใชงานมากทสด ดงนน จงเลอกใช concept 3 มาเพอท าการออกแบบและค านวณละเอยด

ตอไป

จาก concept 3 อปกรณทางกลตดฟวสบนเสาไฟฟาททางกลมออกแบบประกอบดวย 2 สวน

หลก คอ ชดปลอยสปรง และโครงตวย ดงแสดงในรปท 9

รปท 9 แบบจ าลองอปกรณทางกลตดฟวสบนเสาไฟฟา

Working Steps in Mechanism ขนตอนการท างานเมอแทงฟวสแทงใดแทงหนงตก การน าฟวสออกจากขว การตดตงอปกรณ

เรมแรก และการตดตงอปกรณกลบสต าแหนงเดมของอปกรณทางกลตดฟวสบนเสาไฟฟา ดงแสดงใน

ตารางท 2,3,4 และ 5 ตามล าดบ

Main Working Steps (ขนตอนการท างานของอปกรณทางกลตดฟวสบนเสาไฟฟา) ตารางท 2 ขนตอนการท างานของอปกรณทางกลเมอฟวสตวหนงถกตด

ล าดบท ขนตอนการท างาน ภาพแสดงการท างาน 1 แทงฟวสแทงใดแทงหนงตกลงมา

และกระแทกโครงตวย

drop out fuse

key

โครงตวย

Page 10: Design for dropout fuse

10

ล าดบท ขนตอนการท างาน ภาพแสดงการท างาน

2 โครงตวยซงเชอมกนทงสามชดเอนลงมา

3 คยทย นออกจากโครงตวยกดลงท

รองของชดปลอยสปรงทงสามชด เปนการปลดลอคใหสปรงดดตวออก NOTE การท างานคลายการกดปากกากลบ

4 สปรงทตดอยชดปลอยสปรงดดตวออกมากระแทกแทงฟวสทเหลอใหหลดจากขว

Drop out fuse Replacement Steps (ขนตอนการน าแทงฟวสออกจากขว) ตารางท 3 ขนตอนการน าแทงฟวสออกจากขว

ล าดบท ขนตอนการท างาน ภาพแสดงการท างาน

1 ใชไมชกฟวสแรงสงดนประตของโครงตวยเขา แทงฟวสจะไปตามประตในตอนแรก

key

Page 11: Design for dropout fuse

11

ล าดบท ขนตอนการท างาน ภาพแสดงการท างาน

2 ดนประตไปถงจดทแทงฟวสมระยะตกลงมา

3 ใชไมชกฟวสแรงสงเกยวแทงฟวสออกตามปกต

Mechanism Installation Steps (ขนตอนการตดตงอปกรณเรมแรก) ตารางท 3 ขนตอนการตดตงอปกรณ

ล าดบท ขนตอนการท างาน ภาพแสดงการท างาน

1 ตดตงชดปลอยสปรงเขากบคานทตวถวยฉนวนเซรามกยดอยโดยท สวนเวาของชดปลอยสปรงจะสมผสกบสวนนนของทรงกระบอกของตวฉนวนดงรป

2 ตดตงโครงรปตวยเขาไป โดยใหคยทเพลาทรงกระบอกตรงกลางอยในรดานในของชดปลอยสปรง

และใชไมชกฟวสแรงสงเกยวหวงทบานประตใหอยในลกษณะเปดออก

3 ใชไมชกฟวสแรงสงเกยวหวงทตดกบเชอก ดงเชอกเพอดนใหสปรงหดไปในต าแหนงพรอมใชงาน

4 ตดตงแทงฟวสเขาทแลวปดประต

Page 12: Design for dropout fuse

12

Re Setup Steps (การตดตงระบบทางกลและใสแทงฟวสกลบเขาท) ตารางท 4 ขนตอนการตดตงระบบทางกลกลบสต าแหนงเดม

ล าดบท ขนตอนการท างาน ภาพแสดงการท างาน

1 ทดานลางชดปลอยสปรงจะมรส าหรบเชอกทผกแทงเพลา เชอกนจะผกกบรอกและมหวง ใชไมชกฟวสแรงสงเกยวหวงแลวดงลง แทงเพลาจะกลบเขาทเดม โดยปมทย นออกจากเพลาจะกลบเขารองดานในเพอยดชดปลอยสปรง

2 เนองจากบานประตจะยงคงอยต าแหนงเดม จงสามารถใสแทงฟวสตามปกต แลวใชไมเกยวแทงฟวสเกยวประตกลบเขาทเดม

3 ปฏบตตามขอ 1 และ 2 เพอตดตงตดตงระบบทางกลและใสแทงฟวสทเหลอกลบเขาท

Page 13: Design for dropout fuse

13

Calculation for Design

Force required to release the fuse

1. Impact force from the man

เมอใชคนออกแรงกระชาก

หา MA ; ( ) ( ) ( ๐)( ) ( ๐)( )

Angular Impulse รอบจด A เนองจากแรงกระชาก คอ ∫ ( )กระชาก

B

A

NB

Fimpact

Mg

20o

Fsin(20o)

Fcos(20o) 27

5 5.5

Page 14: Design for dropout fuse

14

2. Impact force from Spring mechanism

ออกแบบเพอหา FS ทท าใหเกด Moment = MA จากคนออกแรงกระชาก

( ) ( ) ( )

Angular impulse รอบจด A เนองจากแรงสปรง คอ ∫ ( )

จะท าใหหลดไดตองม impulse ทเกดขนเทากน ; ∫ ∫

( )กระชาก ( )

เนองจาก ( )กระชาก ( ) จงได

( ) ( ) ( ๐)( ) ( ๐)( )

( ) ( ) ( )

( ) ( ๐)( ) ( ) ( ๐)( ) ( )

คดคาเพมไปอก10% เพราะฉะนนจะใช

B

A

22.5

5

NB

Mg

Fs

Page 15: Design for dropout fuse

15

Estimate Calculation for designing a compression spring

คดท (ขณะชนFuse)

( ) ⁄

เมอกดสด

( )( )

เมอ spring อยในต าแหนงเกบเขาท มแรงกดคอ

Reference : 1.) Robert L.Mott. Mechine Elements in Mechanical Design 4th edition

Lf

Lo

Li

Page 16: Design for dropout fuse

16

Design a compression spring เนองจากสปรงจะถกใชงานในสภาวะแรงคงท จงคดวาเปนการใชงานแบบ เบา (light service)

เลอกวสดคอ Hard drawn wire :

จากการค านวณแรงทตองใชขางตน จะท าใหเราไดคา spring constant, k = 4.576 N/mm

การออกแบบตงใจใหมแรงในสปรงดงน

1.) ขณะสปรงยบตวสด (Lo) จะมแรง Fo = 320.3 N

2.) ขณะสปรงยบตวอยทระยะ Li จะมแรง Fi = 183.03 N (เพอใหสามารถดนแทงฟวสออกได)

วธการค านวณ

จากตาราง 10.1 ; hard drawn wire :

จากตาราง 10.3 ; light service :

จากสมการ 10.5 ;

เลอก C = 11 และให

จาก Wahl’s factor :

แทนในสมการ 10.5 ; จะได

( )( )( )

เมอใช F มากสด

จะได

จงเลอก spring ทมเสนผานศนยกลางเลก (wire diameter) = 4.5 mm ตามขนาดท

แนะน าใหใช โดยทวสดนมคา G = 80 kN/mm2 และ E = 200 kN/mm2

จากสมการท 10.9 ;

(

)( )

(

)( )

ขด

ใหปลายของสปรงเปนแบบตรงและเจยระไน (Squared and groud)

ซงจะม จ านวนขดทงหมด ขด

จงเลอกจ านวนขดทงหมดคอ ขด Solid length : ( )( ) ระยะสปรงยบตวสงสดเมอใชงาน :

ความเผอการกดตด ( )

Page 17: Design for dropout fuse

17

เพราะฉะนน ระยะ free length :

Check (

) ( )

แต

เนองจาก เพราะฉะนนจงใชงานได

Mean Diameter : ( )( )

สรป เลอกใชสปรง ทม D = 49.5 mm, d =4.5 mm ซงม free length Lf = 126.75 mm และมจ านวนขด

สปรงทงหมด nt = 9.5 ขด

อางอง : ศ.ดร.วรทธ องภากรณ, รศ.ชาญ ถนดงาน. การออกแบบเครองจกรกล เลม 1

Page 18: Design for dropout fuse

18

Dimension of spring and housing

จะยดขนาด free length และระยะยด-หดของสปรง ทไดจากการออกแบบสปรงทจะใชงานจรง

เปนหลก (การประมาณกอนการค านวณละเอยดเปนคาทใชเปนแนวทางในการออกแบบ)

Page 19: Design for dropout fuse

19

Pull-back system

กลไกการดงกลบสปรงเพอมาต าแหนงอดตวจะใชการดงหวงทตดอยกบเชอกซงตดอยกบเพลา

โดยทเชอกนนรอยผานทอทรงกระบอก ประโยชนของการใชทอทรงกระบอกน จะชวยปองกนไมใหหวง

หลดเขาไปในทอได เพราะหวงจะมขนาดใหญกวาแทงทอกระบอกอย

ในการดงสปรงกลบเพอ Set ระบบใหม จะตองใชแรงเพมมากขนเมอสปรงยบตวมากขน และท

ต าแหนงสปรงยบตวสด จะเกดแรงทมากสด Fo = 320.3 N ดงนนแรงมากสดทตองใชในการดงสปรง คอ

320.3 N

Page 20: Design for dropout fuse

20

Calculation for unlocking mechanism

Angular velocity before impact (ความเรวในการตกของแทงฟวสกอนชนแขนของโครงตวย)

ต าแหนงท 1 : กอนตก ต าแหนงท 2 : หลกตก

มวลของแทงฟวส, m = 1 kg, l = 0.18 m, เวลาทใชในการตก = 3 s

เนองจากโมเมนตทกระท าตอแทงฟวสเนองจากน าหนกของแทงฟวสมคาไมคงทระหวางมม 10o ถง 50o

เพอใหงายตอการวเคราะหจงหาคาทอรคเฉลยทกระท า จงสมมตใหแรงกระท าและความเรงมคาคงท

= 0.8298 Nm

( )( ) (

)

Page 21: Design for dropout fuse

21

Force at ‘Arm’ (แรงทกระท าตอแขนของโครงตวย)

Impulse-Momentum ; ∫

CW+ ; ( ) – ( ) ( )

Assume

( )(

)( ) – ( )

( )( ) (

)

Key Force (แรงท key กระท าตอเดอย)

∑ ( ) ( )

400 mm

160 mm

Fkey

400 mm

F

Page 22: Design for dropout fuse

22

Unlocking system Material (วสดของชนสวนทท าหนาทลอคและปลดลอคกลไก)

วสดทใชท าตว housing ของเพลา คอ Steel

วสดทใชเคลอบตวเดอยของเพลา คอ Teflon

เลอก Teflon จาก http://www.teflonthai.com ซงมคา อยประมาณ 0.15 (อางองจาก

www.engineeringtoolbox.com คา ประมาณ 0.05-0.2)

คาแรงทค านวณจากการตกของแทงฟวสสามารถกดเดอยจนปลดลอคสปรงไดหรอไม

50.15 ( )

เนองจากคา ระหวาง Teflon และ Steel มคานอยกวา 0.156 เพราะฉะนนจงใชได

f = μ𝑠

N = 322 N (จากการค านวณแรงกดของสปรงเมออยในต าแหนงกอนปลอย)

Page 23: Design for dropout fuse

23

Stress Calculation (Finite Element Analysis by Solidworks) ทกชนสวนทท ำกำรวเครำะหตอไปนจะใช material คอ ASTM A36 Steel

ซงมคำ E = 200x10^9 Pa, = 250,000,000 Pa อางองจาก Solidworks

Condition considered : พจารณาหลงจากทแทงฟวสหลนมาชนประต (Gate) ทตอกบแขน (Arm) และม

การสงแรงกดไปยงตวกด (key)

Key Apply : F = 100 N with Safety factor = 2 from bottom (purple arrows)

Fixed : inside surface of cylinder

Fkey = 100 N

Page 24: Design for dropout fuse

24

Arm Apply : F = 100 N with Safety factor = 2 at the middle of the key shaft (purple arrows)

F = 40 N with Safety factor = 2 at the shoulder of the far side arm

Fixed : at green pivots

Fkey = 100 N

Fgate = 40 N

Fixed

Page 25: Design for dropout fuse

25

Gate Apply : F = 40 N with Safety factor = 2 (purple arrows)

Hinge : left hand shaft

Fixed : right hand shoulder (orange arrows)

สรปผล

เนองจากชนสวน Key, Arm และ Gate มคา von Mises stress ไมเกน คา yield stress

ของวสด ASTM A36 Steel เพราะฉะนนจงใชงานได

F = 40 N Hinge

Fixed

Page 26: Design for dropout fuse

26

Working Drawing

Gate

Page 27: Design for dropout fuse

27

Key ( คย )

Page 28: Design for dropout fuse

28

Spring Base ( ฐานสปรง )

Page 29: Design for dropout fuse

29

Base ( ฐานรวม )

Page 30: Design for dropout fuse

30

Arm ( โครงตวย )

Page 31: Design for dropout fuse

31

Connecting Rod (ชนสวนเชอมระหวางโครงตวย)

เพอไมใหกระแสทงสามเฟสเชอมกนเวลาฝนตก ทางกลมสบคนขอมลเพอหาชนสวนเชอม

ระหวางโครงตวย ไดดงน

The SI Series of SALVAR® Insulators featuring a silicone formulation of our Super SALCOR®

weathershed material. Salisbury combined the excellent hydrophobic and electrical qualities of

silicone with an optimum weathershed design to produce a state of the art insulator which meets

or exceeds industry requirements. The insulators were tested in accordance with ANSI C29 and

IEC1109. End fittings are hot dipped galvanized ductile iron, providing a 15,000 pound ultimate

tensile strength. 100% proof testing ensures trouble-free installation.

Page 32: Design for dropout fuse

32

9501U-SI 9502U-SI 9503U-SI

Class DS-15 DS-28 DS-35, DS-46

No. of Weathersheds 5 9 13

Length - in. (m) 12.5 (.32) 16.5 (.42) 22 (.56)

Dia. of Weathersheds - in. (mm) 3 (76) 3 (76) 3 (76)

Leakage Distance - in. (m) 15 (.38) 26.5 (.67) 39 (1)

Electrical Critical Impulse 140 190 280

Ratings Dry, 60 Hz 90 130 180

kV Wet, 60 Hz 65 100 145

Radio Test-kV Ground 15 20 30

Influence Max RIV-1000kHz microvolt <10 <10 <10

Typ. Appl - kV, Phase to Phase 15 27 35, 46

Net Weight lbs. (kg) 2.6 (1.18) 3 (1.36) 3.9 (1.77)

จากขอมล Silicone Insulator ของบรษท Western Safety Products, Inc. ทางกลมผจดท าเลอก

Silicone Insulator รน 9502U-SI ในการใชงานเปนชนสวนส าหรบเชอมระหวางโครงตวยของแตละฟวส

แรงสง

อางอง : http://www.westernsafety.com/salisburyelectrical/salisburyelectricpg11.html

Page 33: Design for dropout fuse

33

Assembly

Page 34: Design for dropout fuse

34

Summary of Design อปกรณทางกลทออกแบบมาเพอท าการปลดฟวสบนเสาไฟฟาทสงตอไฟฟาสามเฟส จะเปนดง

แสดงในรปท 10

หลกการท างาน

เมอฟวสในแทงฟวสหนงขาด แทงฟวสจะตกลงมากระแทกกบโครงรปตวย(arm) โครงรปตวยท

เชอมตดดวยกนจะเคลอนทไปพรอมกน กลไกนจะอาศยแรงกระแทกจากแทงฟวสท าใหเกดแรงกระแทก

ขนทคย (key) คยจะกดลงเพอปลดลอคสปรงใหมการเคลอนทออกไปกระแทกกบแทงฟวสทเหลออย ท า

ใหแทงฟวสตกลงมาได

สวนประกอบ

สปรง : mean diameter, D = 49.5 mm (ใช hard-drawn wire)

wire diameter, d = 4.5 mm

free length, Lf = 126.75 mm

total coil, nt = 9.5 coils

ประต, คย, โครงรปตวย จะใชวสด ASTM A36 Steel เนองจากมความสามารถรบแรงเพยงพอใน

การใชงาน ในสวนของขนาด (dimension) จะแสดงไวใน drawing for fabrication