123910 (592874), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Мощность трансформатора с выпрямителем получится в виде:
Коэффициент «3» взят с учётом потерь в ограничительном резисторе и не идеальности формирования импульсов.
Таким образом для расчёта трансформатора получаются следующие исходные данные:
Тогда
Площадь поперечного сечения сердечника определятся выражением:
Сечение провода определяется из плотности тока 
Проверяем заполнение медью
Коэффициент 1.7 учитывает реальное заполнение и изоляцию. В данном случае имеется большой запас сечения окна по меди, и можно в принципе уменьшить сечение, и это означает, что данные параметры трансформатора вполне реализуемы.
В качестве выпрямительного моста используем мост КЦ 402 В, с параметрами:
Как видно, имеются достаточные запасы по обратному напряжению и выпрямляющему току.
2.8 Расчёт накопительного конденсатора
Расчёт проводится из основания обеспечения выходного импульса тока с параметрами:
Электромагнитные параметры:
Длительность импульса составляет 
.
Чтобы работа электромагнита была эффективной, переходный процесс должен закончиться в течении времени
Д
ля этого индуктивность
должна быть
Для разряда ёмкости на электромагнит необходимо будет выполнить следующие соотношения:
П
ринимая
получим
или 
Тогда ёмкость конденсатора должна быть не менее
Таким образом необходима ёмкость
Этому требованию удовлетворяет ёмкость К50 – 18 
.
Ограничительный резистор выбран исходя из возможностей выпрямляющего мостика 
.
Примем 
Тогда постоянная времени заряда накопительного конденсатора будет равна:
Тогда постоянная, обеспечивающая заданную частоту следования импульсов
Мощность ограничивающего резистора 
определяется соотношением через энергию заряда 
2.9 Расчёт прерывателя – формирователя импульсов
Для реализации данной схемы можно применить схему генератора одиночных импульсов на микросхеме 561 ЛН 1, управляющим терристорным ключом К 4202 Н. Для согласования мощности микросхемы и мощности терристором, используется усилитель на транзисторах КТ 315 В, КТ 817 Г.
Питание микросхемы и усилителя осуществляется от стабилизатора – эмитерного повторителя на транзисторе КТ 817 А.
Светодиод АЛ 307 Б сигнализирует о включении питания. Диод КД 202 А служит для защиты терристора от обратных импульсов с электромагнита при выключении (по окончании времени 
).
Резистор 1.1 к (
) устанавливает ток управления терристором (25 мм).
Требуемая длительность импульсов обеспечивается подбором ёмкостей в цепи управляющей кромки 
(в диапазоне до 10 мкф.) и резисторов в зарядно – резисторной цепочке (
) регулировкой 10к потенциометр.
Постоянная времени в данном случае оценивается как 
, то есть сравнима с .
Т.О. Параметры элементов схемы обеспечивают требуемые параметры импульса на электромагнитный привод.
2.10 Расчет надежности и долговечности ЛЭМД
1) расчет надежности возвратной пружины
Материал пружины проволока 60С2 ГОСТ 9389–75.
σв=1275·106 Па – напряжение при однократном нагружении.
σ1=σв, σN=300000000 Па – действующее значение напряжения.
Принимаем показатель усталости t=8.
Средняя частота циклов:
ω=1,5 Гц.
Для найденных значений принимаем:
F1=0,99999969; F2=0,99999971
Вероятность безотказной работы:
Проверка
2) Расчет надежности распорной пружины
Материал пружины проволока 60С2 ГОСТ 9389–75.
σв=1275·106 Па – напряжение при однократном нагружении.
σ1=σв, σN=350000000 Па – действующее значение напряжения.
Принимаем показатель усталости t=8.
Средняя частота циклов:
ω=1,5 Гц.
Для найденных значений принимаем:
F1=0,9999996652; F2=0,9999997134
Вероятность безотказной работы:
3) Расчет надежности амортизирующей пружины
Материал пружины проволока 60С2 ГОСТ 9389–75.
σв=1275·106 Па – напряжение при однократном нагружении.
σ1=σв, σN=318750000 Па – действующее значение напряжения.
Принимаем показатель усталости t=8.
Средняя частота циклов:
ω=1,5 Гц.
Для найденных значений принимаем:
F1=0,99999968; F2=0,99999971
Вероятность безотказной работы:
4) Расчет надежности ударной пары боек-наковальня
Материал бойка сталь40ХН
σв=2400·106 Па – напряжение при однократном нагружении.
σ1=σв, – действующее значение напряжения.
σN=1,1474·109 Па
Принимаем показатель усталости t=8.
Средняя частота циклов:
ω=1,5 Гц.
Для найденных значений принимаем:
F1=0,9884; F2=0,99999971
Вероятность безотказной работы:
5) Расчет надежности подшипников скольжения направляющих бойка
hдоп=0,2·10-3 м – допустимый зазор
v=2 м/с – средняя скорость скольжения
Jn=10-9 – интенсивность изнашивания бронзы Брж80
Для найденных значений принимаем:
F1=0,99999969; F2=0,99999971
Вероятность безотказной работы:
– вероятность безотказной работы двух подшипников.
6) Расчет надежности подшипников скольжения направляющих наковальни
hдоп=0,5·10-3 м – допустимый зазор
v=2 м/с – средняя скорость скольжения
Jn=10-9 – интенсивность изнашивания бронзы Брж80
Для найденных значений принимаем:
F1=0,9999996821; F2=0,9999997134
Вероятность безотказной работы:
– вероятность безотказной работы двух подшипников.
Проверка
Суммарная вероятность безотказной работы является произведение вероятностей ее отдельных узлов Р(t)мех=0,988442, при этом самым слабым звеном является ударная пара «боек-наковальня».
Расчет надежности устройства обработки костной ткани можно разделить на две части: расчет надежности механической и электрической части. Расчет механической части на данном этапе проектирования произвести не возможно, так как величины интенсивности отказов элементов γi, входящих в изделие известны не для каждого элемента.
Расчет электрической части трепанатора возможно произвести по методике, изложенной в []
Вероятность безотказной работы определим по формуле: 
.
Средняя наработка до первого отказа: 
где λc – интенсивность отказа системы,
,
где Ni – число элементов i-ого типа;
γ – число типов элементов;
t – время;
λi – интенсивность отказа элементов системы.
Значение λi берем из таблицы § 3 [8].
Cоставим таблицу для определения λс.
Номинальная интенсивность отказов элементов электронной части трепанатора
| Наименование и тип элементов Обозначение на схеме | Количество элементов Ni, шт. | Интенсивность отказов λi, 10 –6 1/час | Произведение λi и Ni, 10 –6 1/час |
| Резисторы: МЛТ – 0,125 R1…R4, Rц МЛТ –0.5 Rн, R5 Конденсаторы: К53 –14В С1…С3 К10 – 7В – М750 Сн КМ – 56 – Н90 Сф Диоды: КД105 (109) Б VD1…VD9 КД202А VD10 Транзисторы: КТ315В VT1 КТ817А VT2 КТ817 Г. VT3 Микросхемы К561 ЛН1 DD1 | 5 2 3 1 1 9 1 1 1 1 1 1 | 0,4 0,7 1,4 1.4 2,4 2,0 2 3,0 4,6 5,0 3,0 3.0 | 2 1.4 4.2 1.4 2.4 18 2 3 4.6 5 3 3 |
| Итого: | 27 | 28.9 | 50 |
λс=
50*10 –6 1/час Рс 
(1000)=0,856
Тср=
20000
Вероятность безотказной работы всего прибора равна:
P(1000)=Pм(t) Pэ(t)=0.846
3. Технологическая часть
3.1 Описание электрической схемы пульта проверки короткозамкнутых витков катушки
Электрическая схема пульта состоит: из блока питания, включающего в себя понижающий трансформатор – ТР-1 и выпрямитель на диодах Д4 – Д7; фильтра из конденсаторов исключающих взаимное влияние напряжений транзисторов; стабилизатора напряжения Д 8 – Д11; генератора звуковой частоты, выполненного на лампах Л1 и Л2 (или полевых транзисторах Т1 – Т2); выходного транзистора ТР 2; мостовой схемы с измерителем ИП – 1 и измерительной катушки индуктивности l1 с сердечником, на который надевается проверяемая катушка.
Мостовая схема реагирует на изменения индуктивности в цепях измерительной катушки l1, вызываемые наличием в проверяемой катуше К3В.
Настроечная цепь питается через трансформатор ТР 2 и сопротивление R18. При измерениях сравнивается два напряжения:
1) выпрямленное диодом Д2 напряжение, пропорциональное напряжению настроечной цепи;
2) напряжение в цепи выходного трансформатора ТР 2, которое по величине равно выпрямленному напряжению с Д1, пропорционального напряжению питания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
