Быстрый поиск

Дипломная работа: Проектирование трепанатора

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

0,4

0,7

1,4

1.4

2,4

2,0

3,0

4,6

5,0

3,0

3.0

1.4

4.2

1.4

2.4

4.6

Итого:

28.9

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.

Поэтому любое изменение напряжения, вызванного наличием КЗВ проверяемой катушки, вызывает отклонение стрелки микрометра ИП 1.

Напряжение настроечной цепи практически не зависит от емкостной составляющей полного сопротивления проверяемой катушки из-за низкой частоты (около 400 Гц).

Предварительная настройка схемы осуществляется резисторами R 10, R 16, R7, R 17; окончательная балансировка моста осуществляется потенциометром R20. Контроль работы схемы осуществляется кнопкой КН 1.

Исходя из предложенной схемы на лицевую панель пульта необходимо вынести: сердечник измерительной катушки L 1, измерительный прибор ИП 1, кнопку КН 1, ручку потенциометра R 20, выключатель сети В 1 и сигнальную лампу Л 3.

3.2 Описание конструкции пульта

Пульт представляет собой коробчатую конструкцию. На передней панели (поз. 1) располагается измерительный прибор – микроамперметр, выключатель питания, ручка регулятора подстречного резистора R 20 (см. электрическую схему), кнопка проверки чувствительности прибора КН 1 и сигнальная лампочка, сигнализирующая отключение пульта. На переднюю панель выведен также измерительный стержень катушки индуктивности (поз. 4).

Передняя панель соединяется с задней стенкой (поз. 6) двумя основаниями (поз. 5); в нижнем основании прикреплены четыре ножки (поз. 7). На внутренних сторонах панели (поз. 1) и стенки (поз. 6) закрепляется плита (поз. 2), на которой смонтирован блок питания пульта, фильтр, генератор и измерительный мост согласно электрической схемы.

На задней стенке закрепляется разъем (поз. 14); сверху и сбоку пульт закрыт кожухом (поз. 3).

3.3 Методика испытаний на коротко замкнутость витков катушки

1. Включить пульт в сеть ~ 220 В и прогреть в течение трёх минут.

2. Откорректировать ручкой потенциометра R 20 цепь измерительного моста, установив стрелку миллиамперметра на ноль.

3. Нажать и отпустить кнопку КН 1 для проверки чувствительности пульта: при этом стрелка миллиамперметра должна отклоняться на восемь делений, не менее.

4. Медленно одеть проверяемую катушку на измерительный стержень, следя за показаниями миллиамперметра.

5. При резком броске стрелки прибора передвигать катушку по измерительному стержню не следует, т. к. это свидетельствует о большом количестве коротко замкнутых витков в проверяемой катушке.

6. При работе с пультом рекомендуется сравнивать качество испытуемых катушек с эталонной.

3.4 Описание конструкции литьевой формы

Форма литьевая предназначена для изготовления каркаса и щеки катушки на литьевой машине для переработки пластмасс. Форма литьевая позволяет изготавливать одновременно два каркаса и две щеки.

В состав формы входят следующие основные детали:

– плита крепежная (поз. 12), которая центрируется фланцем (поз. 1) и кольцом (поз. 11) к неподвижной части литьевой машины и крепится на ней с помощью прихватов;

- плита крепежная (поз. 18), которая центрируется фланцем (поз. 2) и кольцом (поз. 11) к подвижной части литьевой машины;

К плите (поз. 18) винтами (поз. 37) закрепляется форма-плита (поз. 17) с четырьмя матрицами (поз. 21), формообразующими знаками (поз. 20, 28) и литниковой втулкой (поз. 23); здесь же крепится четыре направляющих колонки (поз. 4 и 5).

Плита (поз. 12) через два бруса (поз. 3) и колонок (поз. 8) винтами (поз. 38) соединяется с промежуточной плитой (поз. 15). По колонкам (поз. 8) через направляющие втулки (поз. 9) могут перемещаться соединенные между собой винтами (поз. 36) плита (поз. 13) и плита выталкивателей (поз. 14) с четырьмя толкателями (поз. 25) вместе с толкателями (поз. 29) для выталкивания готовых изделий. В центральной части плиты (поз. 13) ввёрнут хвостовик (поз. 10) и толкатель (поз. 24), которыми и осуществляется перемещение плит (поз. 13, 14) в осевом направлении.

Плита (поз. 15) соединена со знакодержателем (поз. 16), несущим знаки (поз. 19,27).

Внутри плит (поз. 16, 17) размещены трубки (поз. 26) для охлаждения готовых изделий.

Работа литьевой формы происходит следующим образом: в момент времени, когда половины литьевой формы сомкнуты, через литниковое отверстие втулки (поз. 23) и литниковые пазы матрицы (поз. 21) формообразующие полости заливается расплавленная пластмасса. После выдержки под давлением включается охлаждение вода, текущая по трубкам (поз. 26) и пластмасса затвердевает.

Далее происходит разъем формы и извлечение готовых изделий. Для этого подвижная плита (поз. 18) вместе с форма – плитой (поз. 17) перемещаются колонками (поз. 4, 5) по втулкам (поз. 6, 7) вправо, обнажая готовые изделия.

Затем с помощью хвостовика (поз. 10) и толкателя (поз. 24) начинает перемещаться плита (поз. 14) с толкателями (поз. 25, 29), которые выталкивают готовое изделие.