ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8424| Title: | Автоматизований пристрій для регулювання натягу ниток на ткацьких верстатах |
| Authors: | Тичков, Володимир Володимирович Косий, Олег Русланович |
| Keywords: | ткацький верстат;електронний основний регулятор;натяг ниток основи;автоматизація ткацтва |
| Issue Date: | 6-Jun-2025 |
| Abstract: | У тексті розглянуто електронний основний регулятор для ткацького верстата, який забезпечує автоматизований відпуск і стабілізацію натягу ниток основи з метою підвищення якості тканини та ефективності роботи верстата. The text discusses an electronic let-off regulator for a weaving machine that provides automated warp yarn release and tension stabilization in order to improve fabric quality and machine operating efficiency. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8424 |
| Appears in Collections: | 174 Автоматизація, комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка (Робототехнічні системи та автоматизація) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| dpl Косий О.pdf Restricted Access | КРБ Косий О. | 1.1 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
Зміст
Стор.
Вступ………………………………………………………………….………4
1 Критичний аналіз існуючих аналогів……………………………………. 5
2 Обґрунтування технічного завдання………………………………….…. 14
3 Розробка структурної схеми ………………………………………….…. 16
4 Розробка принципової електричної схеми………………………….…... 19
5 Розрахунок елементів схеми………………………………………….…. 28
6 Оцінка точності та надійності…………………………………………… 48
7 Спеціальний розділ………………………………………………….……50
7.1 Технологічний розділ……………………………………………..…… 50
7.2 Розділ охорони праці ………………………………………………..… 53
7.3 Економічний розділ………………………………………………..…... 65
Висновки ……………………………………………………………………..69
Література…………………………………………………………………... 71
Додаток А Відомість технічного проекту………………………………… 72
Додаток Б Специфікації, перелік елементів……………………………… 73
Додаток В Результати теплофізичного конструювання друкованої плати
блоку керування в середовищі TFK……………………………………………….. 76
Додаток Г Документація на технологічній процес складання друкованої
плати блоку керування……………………………………………………………. 83
СП21.017.803.001ПЗ
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата
Розроб. Косий О.Р. Автоматизований пристрій для Літ. Аркуш Аркушів
Перевір. Тичков В. В. регулювання натягу ниток на 3 149
ткацьких верстатах
Н. Контр. Тичков В. В. Пояснювальна записка ЧДТУ
3
Затв.
Вступ
Високі вимоги по виробничій здатності ткацьких верстатів, розширення їх
можливостей по виробництву тканин, по якості тканини і по підвищенню легкості
обслуговування ткацького верстату спонукає до більш широкого використання
електронно – управляючих вузлів в сучасних ткацьких верстатах.
Одним з вузлів, в якому електронний пристрій дозволив розширити
виробничу здатність ткацького верстату і кількість ткацьких верстатів, що
обслуговуються однією ткачихою, є ділянка контрольованого процесу відпуску
ниток основи, що потрапляють в процес ткацтва.
Електронний основний регулятор (ЕОР) являє собою пристрій, який,
завдяки приводу від однофазного асинхронного електродвигуна, що управляється
тиристором, забезпечує відпуск ниток основи від ткацького навою з таким
розрахунком, що швидкість подачі ниток основи в систему утворення тканини
буде відповідати як частоті обертання валу ткацького верстата, так і заданій
щільності тканини по вутку і вибраній величині натягу ниток основи. ЕОР, в
процесі відпуску ниток основи, забезпечує зберігання їх постійного натягу в
заданій величині, в процесі ходу ткацького верстату, в момент зупинки і пуску
ткацького верстату з таким розрахунком, щоб запобігти утворенню смуг на
тканині із-за зміни степені натягнення ниток основи. ЕОР дає можливість
збільшити натяг ниток основи в попередньо задану величину до пуску ткацького
верстату в роботу, що і являє собою покращення текстильно – технологічних умов
по зменшенню кількості смуг під час пуску ткацького верстату.
Для полегшення обслуговування ткацького верстату при заміні ткацького
навою і налаштуванні заданих параметрів натягу ниток основи, ЕОР дозволяє в
ручному режимі забезпечити електричний натяг і відпуск ниток основи за
допомогою елементів управління.
4
1 Критичний аналіз існуючих аналогів
1.1 Пристрій для регулювання натягу основних ниток на ткацькому
верстаті
Винахід відноситься до текстильного машинобудування і може бути
використаний у пристроях для регулювання натягу основних ниток на ткацькому
верстаті [1].
Мета винаходу – збільшення рівномірності натягу основних ниток.
На рисунку 1.1 показано пристрій [2].
Пристрій для регулювання натягу основних ниток на ткацькому верстаті
має навій 1, основні нитки 2 якого оминає скавло 3, що встановлене на плечі 4
трьох плечового важеля. Пружиною 5 підпружинено зубчасте плече 6. Плече 7
трьох плечового важеля через тягу 8 з’єднано з кулісою 9, профільна частина якої
зв’язана з нерухомим пальцем 10. Через важіль 11 куліса діє на гальмівний диск
12, що взаємодіє з диском 13 фрикційної муфти. Навій 1 зв’язаний з шестернею
14, що встановлена на одному валу з гвинтовою шестернею 15, яка входить в
зціплення з гвинтовим колесом 16, що жорстко встановлена на валу 17, на кінці
якого вмонтовано диск 13. Гальмівний диск 12 виконаний у вигляді зубчатого
вінця, що входить в щеплення з шестернею 18, зв’язаною з редуктором 19, що
з’єднаний з електродвигуном 20. На тумбі гальмівного диску встановлений
упорний підшипник 21 на який діє одне плече двох плечового важеля 22.
Друге плече важеля 22, що контактує з кулачком 23 жорстко встановленим
на осі 24 пускової рукоятки 25, також пов’язано з товкачем 26 кулачкового
механізму, що має ролик 27, контактуючий з кулачком 28, що встановлений на
наборному валу 29 ткацького верстату. Сила дії кулачка 28 на гальмівний диск 12
в момент заступу регулюється зміною зусилля пружини 30 з гайкою 31, а сила
натягу основних ниток регулюється пружиною 32 з гайкою 33.
Пристрій працює наступним чином.
При переміщенні пускової рукоятки 25 «на себе» виникає ввімкнення в
роботу електродвигуна 20 і ткацького верстату, при цьому головний вал не
5
обертається. Сумісно з рукояткою 25 повертається кулачок 23 діючи великим
радіусом на двох плечовий важіль 22, останній, повертаючись проти часової
стрілки іншим кінцем, завдяки упорному підшипнику 21 збільшує силу дії на
гальмівний диск 12 і збільшує момент опору у фрикційній муфті в період пуску,
що дозволяє гальмівному диску, що знаходиться в режимі проти обертання
відносно диска 13, повернути його на деякий кут. Оскільки диск 13 кінематично
зв’язаний з навоєм 1, то останній намотує певну довжину основних ниток,
компенсуючи їх натяг і переміщуючи опушку тканини на зустріч берду. При
переміщенні пускової рукоятки «від себе» приводиться в рух головний вал
ткацького верстату, при цьому кулачок 23 діє малим радіусом на двох плечовий
важіль 22зменшуючи силу дії на гальмівний диск 12. В режимі ткацького
верстату, що встановився, під дією натягу основних ниток в момент утворення
зеву і прибою ткацький навій 1 провертається в бік змотування ниток основи і
через систему зубчастих коліс повертає диск 13. При заступі кулачок 28, що
встановлений на наборному валу 29, діє більшим радіусом на ролик 27 і завдяки
товкачу 26 повертає двох плечовий важіль 22 проти часової стрілки. При цьому
другим плечем важіль 22 збільшує силу дії на гальмівний диск 12, а останній,
знаходячись в режимі проти обертання відносно дика 13, кінематично з’єднаного
з навоєм, провертає його на деякий кут, забезпечуючи цим стабілізацію натягу
основних ниток в момент заступу в кожному циклі роботи верстату.
Таким чином, додаткова дія на гальмівний диск фрикційної муфти в період
заступу забезпечує стабілізацію натягу основних ниток в кожному циклі роботи
ткацького верстату, тобто «гру навою».
6
Рисунок 1.1 – Пристрій для регулювання натягу основних ниток на
ткацькому верстаті
1.2 Регулятор натягу ниток основи на ткацькому верстаті
Винахід відноситься до текстильного машинобудування і може бути
використаний на ткацьких верстатах для регулювання натягу ниток основи і є
вдосконаленням винаходу по авт. св. № 121135 [3].
Мета винаходу – зменшення обривності основних ниток шляхом
збільшення рівномірності їх натягу в момент утворення зеву і прибою уточних
ниток.
На рисунку 1.2 показано регулятор натягу ниток основи з засобом
регулювання швидкості обертання навою, що виконаний у вигляді
одноступінчатої еліптичної зубчастої передачі [4].
Регулятор натягу ниток основи має навій 1, привід навою 2, засіб 3
регулювання швидкості обертання навою 1, що встановлений на наборному валу
4, блок 5 управління, рухоме скавло 6 або задатчик натягу ниток основи, датчик 7
натягу ниток основи, що виконаний у вигляді перетворювача переміщення
рухомого скала в електричний сигнал, додатковий датчик 8 натягу, що
встановлений перед калом 6. Привід 2 навою має черв’ячну передачу 9,
кінематично зв’язану через диференціал 10 і планетарну передачу 11 з
7
електродвигуном 12, що регулюється, і через наборний вал 4 з засобом 3
регулювання швидкості обертання навою 1.
Засіб 3 регулювання швидкості обертання навою 1 виконано у вигляді
еліптичної одноступінчатої зубчастої передачі 13 або включає кулачковий
механізм 14 і каноїдний варіатор 15, управляє мий диск 16 якого кінематично
зв’язаний з роликом 17 кулачкового механізму.
Регулятор працює наступним чином.
Рух від електродвигуна 12, що регулюється, через планетарну передачу 11
передається диференціалу 10, який складає змінну частоту електродвигуна 12 і
змінну частоту від засобу 3 регулювання швидкості обертання навою 1, що
встановлений на наборному валу 4. Сумарна частота обертання завдяки
черв’ячній передачі передається навою 1. Змінна частота обертання
електродвигуна 12, що регулюється, визначається блоком 5 управління в
залежності від зміни натягу ниток основи з урахуванням положення рухомого
скала 6 і зміни рівнодіючої додаткового скала в залежності від зміни радіусу
змотування. Швидкість обертання електродвигуна 12 визначає швидкість
обертання навою 1 і натяг ниток основи в залежності від положення рухомого
скала 6 і зміни радіусу навою 1.
Засіб 3 регулювання швидкості обертання навою 1 визначає швидкість
обертання навою 1 і натягування ниток основи в момент утворення зеву і прибою
уточних ниток. Блок 5 управління електродвигуном 12 забезпечує стабілізацію
швидкості і постійного моменту, що розвивається електродвигуном 12 в
установленому режимі.
Застосування швидкодіючого засобу регулювання швидкості обертання
навою забезпечує необхідну точність регулювання натягу ниток основи в момент
утворення зеву основних ниток і прибою уточних ниток.
8
Рисунок 1.2 – Регулятор натягу ниток основи на ткацькому верстаті
1.3 Пристрій для регулювання натягу ниток основи на ткацькому
верстаті
Винахід відноситься до засобів регулювання натягу і може бути
використаний на текстильних машинах, а в даному випадку на ткацькому верстаті
[5].
Мета винаходу – збільшення точності регулювання шляхом урахування
приросту натягу в момент утворення зеву і прибою.
На рисунку 1.3,а представлена структурна схема пристрою[6].
Пристрій має послідовно ввімкнений суматор 1, регулятор 2 натягу,
підсилювач 3 потужності і електродвигун 4, кінематично зв’язаний з навоєм 5, на
якому намотані нитки 6 основи. До складу пристрою входить також за датчик 7 і
датчик 8 натягу, спостерігач 9 натягу ниток основи, датчик 10 кута повороту
головного валу 11 і блок 12 вирахування приросту натягу. Входи спостерігача 9
стану натягу ниток основи підключені відповідно до датчика 8 натягу, виходу
блоку 12 вираховування приросту натягу, за датчику 7 натягу і виходу регулятора
2 натягу.
Датчик 8 натягу виконаний у вигляді пружного елемента 13 з
тензометричним чутливим елементом 14. Один кінець пружного елементу 13
закріплений на нерухомій основі 15, а на іншому кінці встановлений ролик
9
16, що взаємодіє з нитками 6 основи. Крім того, показані
основоспостережник 17, ремізки 18 і батан 19, тканина, що виробляється 20,
направляючі ролики 21, вальян 22, товарний валик 23 і рулон 24 тканини.
Спостерігач 9 стану натягу ниток основи являє собою динамічну систему зі
зворотнім зв’язком і призначений для отримання інформації про величину
похибки х1 по натягу і її похідної х2 у вигляді відповідних оцінок x1 і x2 на основі
інформації про задану величину натягу FZ, фактичному натягу F2, збудженні FВ –
прирості натягу, що зумовлений процесом утворення зеву і прибою, і
управляючій дії 15 Uy.
В динаміці спостерігач 9 стану натягу ниток основи вдовольняє система
лінійних рівнянь:
x1 x2 I1x1 x1 ;
x2 a1 x1 a2 x2 K0Uy f I 2 x1 x1 ; (1.1)
f I3 x1 x1 ,
де x1 і x2 - відповідно оцінки похибки х1 по натягу і її похідної х2:
x1 FZ F2 FZ F2 FB ;
FB F2B F2P ,
де F2B і F2P – вирахувані значення «швидких» збуджень збільшення
натягу, що викликані процесами утворення зеву і прибою;
FB –їх сума;
f – оцінка «повільних» збуджень.
Спостерігач 9 стану натягу ниток основи (рисунок 1.3,б) складається з
інтеграторів 25 – 27 і суматорів 28 – 31 з коефіцієнтами передачі I1, I2, I3, d1, d2, K0,
що відповідають системі рівнянь (1).
Регулятор 2 натягу виконаний релейним і задовольняє рівняння:
Uy = – U0 signS (1.2)
де U0 = const,
10
S C1 x1 x2 функція перемикання (вхідний сигнал регулятора 2 натягу);
С1 = const.
Суматор 1 призначений для формування функції перемикання S. Блок 12
вираховування приросту натягу призначений для формування сигналу FB ,
пропорційного FB, на основі інформації про положення головного валу 11
верстату, параметрах заправки верстату і циклорамах роботи батанного і
зевоутворюючого механізмів і складається з послідовно увімкнених лічильника
імпульсів, запам’ятовуючого пристрою, що програмується (ПЗУ) і цифро
аналогового перетворювача (ЦАП). Лічильник має лічильний і синхронізований
входи. Вхідний сигнал ЦАП використовують для коректування рівня сигналу FB .
В якості датчика 10 кутового положення використано фото імпульсний датчик
(120 імпульсів на один оберт).
Пристрій працює наступним чином.
В початковий момент часу батан 19 і ремізки 18 займають положення, при
якому F2B = 0, F2P = 0, а початкова похибка по натягу ниток 6 рівна:x10 = FZ– F2П0
(F2П0 – початкове значення натягу F2П. Тоді при увімкненні пристрою блок 9
формує сигнали x1 і x2 , які поступають на входи суматора. Суматор 1 формує
сигнал S – функцію перемикання, який потрапляє на вхід релейного регулятора 2
натягу. В залежності від знаку сигналу S вихідний сигнал Uy регулятора 2 натягу
приймає значення +U0 чи – U0 і після підсилення його підсилювачем 3 потужності
викликає приріст моменту електродвигуна 4, швидкості навою 5 і натягу ниток 6
основи.
При достатньо великій величині K0U0 в замкнутій системі виникає режим
ковзання, при якому регулятор натягу 2 працює в режимі високочастотних
перемикань, а сигнал S на його вході близький до нуля:
S = C1 x1 + x2 = 0. (1.3)
Оскільки відповідно до (1) x1 близький до х1, а x2 близьке до х2, то зміна
похибки по натягу виникає відповідно до рівняння
11
C1x1 x2 C1x1 x1 ,
c,t
тобто x1t x10 .
Таким чином, похибка х1 буде зменшуватись від початкового значення х10
1
по експоненті з постійним часом T незалежно від параметрів об’єкта. В
C1
усталеному режимі x1t 0 , де t , тобто F2П = FZ.
Під час пуску ткацького верстату головний вал 11, кальян 22, товарний
валик 23, батан 19, ремізки 18 і датчик 10 кута повороту приходять в рух завдяки
приводу і кінематичним передачам. В результаті цього нитки 6 основи,
змотуючись з навою 5, безперервно потрапляють в зону формування тканини 20,
де зазнають циклічних дій з боку ремізок 18 і батана 19, а потім сформована
тканина 20 завдяки вальяну 22 відводиться для намотки на товарний валик 23 в
рулон 24. при цьому у вихідному сигналі F2 датчика 8 натягу з’являються
додаткові складові натягу F2В + F2Р = FВ. Одночасно при обертанні головного валу
11 на виході датчика 10 кутового положення головного валу формується дві
послідовності імпульсів – рахувальних імпульсів і імпульсів синхронізації. Стан
виходу лічильника однозначно відповідає певному положенню головного валу
верстату і є адресним сигналом для ПЗУ. Наступний лічильний імпульс з датчика
10 збільшує показання лічильника на одиницю (що відповідає, наприклад,
360 0
повороту головного валу 11 на кут 3 ) і проводить вибірку значення F
120 2B
і F2P або їх суми з ПЗУ, що відповідають новому положенню головного вала 11.
Цифрові коди сигналів F2B і F2P завдяки ЦАП перетворюються в аналоговий
сигнал FB , який потрапляє на додатковий вхід спостерігача 9 стану натягу ниток
основи. Імпульси синхронізації приводять у відповідність показання лічильника
положенню головного валу 11 після закінчення циклу (3600).
За рахунок зміни напруги ЦАП встановлює такий рівень сигналів F2B , F2P ,
FB , при якому забезпечується компенсація відповідних складових у вихідному
12
сигналі F2 датчика 8 натягу. В результаті за рахунок введення блоку 12
забезпечується збільшення точності оцінки блоком обробки інформації змінних х1
і х2, а отже, і точність регулювання.
При використанні релейного регулятора 2 натягу забезпечується
підвищення якості регулювання за рахунок організації в замкнутій системі
режиму ковзання.
Зміна параметрів заправки верстату (виду основи, переплетення, кількості
ниток основи в заправці, форми зева та інше) призводить до відповідної зміни
складових напруги F2B, F2P, FB. Тому використання програмує мого блока 12
вираховування приросту натягу дозволяє оперативно змінювати програму
формування F2B , F2P , FB при зміні асортименту тканин, що виробляються.
Рисунок 1.3,а – Пристрій для регулювання натягу ниток основи на
ткацькому верстаті
Рисунок 1.3,б – Спостерігач стану натягу ниток основи
13
2 Обґрунтування технічного завдання
Зняття вхідних даних по ступеню натягу ниток основи здійснюється за
допомогою датчика натягу ниток основи.
Від датчика натягу ниток основи, електричний сигнал потрапляє в коробку
розподілення, де, після перетворення в цифрову форму, відбувається зіставлення
із заданою величиною натягу ниток основи.
Від тахогенератора, який розташований на валу приводного
електродвигуна, в коробку розподілення передається сигнал зворотного зв’язку,
що забезпечує зберігання заданих обертів електродвигуна
Привід зубчатого колеса ткацького навою здійснюється від приводного
електродвигуна через коробку передач с черв’ячною передачею.
Запобігання псуванню основи із-за надмірного збільшення натягу ниток
основи, наприклад, у випадку аварійної ситуації, забезпечується за допомогою
аварійного кінцевого вимикача.
Технічні данні:
Клас захисту від пилу та вологи електричної та механічної частин
електронного основного регулятора ІР44.
Електрична частина:
Електрична частина включає в себе:
1. Коробку розподілення.
2. Контролер EOR10
3. Датчик положення скала EOR1S
Напруга живлення – 220В + 10 %
Потужність споживання – 1500 Вт
Віддача, не більше – 450 Вт
Розміри, мм – 490Х520Х220
Маса, кг – 22
Точність регулювання натягу основи: не менше + 5 %
14
Для напруги мережі 415 В, 440 В, 500 В, 550 В і для напруги з частотою
мережі 60 Гц необхідно застосовувати вхідний трансформатор 1BAR40BA.
Вхідна напруга: 380 В, 415 В, 440 В, 500 В і 550 В.
Вихід: 220 В, 265 В, 900 Вт.
Вхідний трансформатор 1BAR40BA поставляється з кабелем для
приєднання до розподільчої коробки електронного основного регулятора
Механічна частина:
Механічна частина включає в себе:
1. Однофазний асинхронний електродвигун AZC90L – 4 з вбудованим
тахогенератором та вентилятором зі з’єднувальними кабелями.
2. Коробку передач черв’ячну, типу EORPJ1A .
Передаточне відношення – 220
Вихідні оберти – 0,057 – 6,2 об/хв
Мк хв.(Nm) – 63,2
Розміри – 730Х430Х380 мм
Маса – 75 кг
Умови роботи:
1. Температура навколишнього середовища від + 10 0С до + 40 0С.
2. Відносна вологість повітря до 80% при 30 0С.
3. Вогненебезпечне середовище (можливість спалахування пилу, пуху)
по стандарту НАПБ Б.03.002 – 2007.
4. Напруга живлення – мережа 220В з частотою 50 (60) Гц з
центральним провідником N або PEN для іншого виду напруги (дивитись технічні
данні).
5. Коливання напруги в електричній мережі живлення, не більше + 10%,
коливання частоти в мережі живлення + 2%.
6. Розміщення і підключення відповідає стандарту ДНАОП 0.00 – 1.21 –
98.
7. Висота над рівнем моря – до 2800м.
15
3 Розробка структурної схеми
Структурна схема електронного основного регулятора показана на рисунку
3.1.
БП Е38 Д
М Е39
ТГ
Рисунок 3.1 – Структурна схема ЕОР
Зняття вхідних даних по ступеню натягу ниток основи здійснюється за
допомогою датчика натягу ниток основи, який, на основі індукційного
безконтактного принципу, знімає положення заслінки (прапорця) з
феромагнітного матеріалу, який міцно зв’язаний зі скавлом з пружною посадкою.
Положення скала і, відповідно, електричний сигнал з датчика відповідають
підсумковій силі тяги всіх ниток основи.
Від датчика натягу ниток основи, електричний сигнал потрапляє в коробку
розподілення, де, після перетворення в цифрову форму, відбувається зіставлення
із заданою величиною натягу ниток основи. Відхилення, що утворилося під час
натягу ниток основи обробляється регулятором PID (прорційно-інтегрально-
диференційним регулятором), яким, через перетворювач з фазово-керованим
тиристором, керується швидкість приводу регулятора, тобто число обертів
асинхронного електродвигуна.
Від тахогенератора, який розташований на валу приводного
електродвигуна, в коробку розподілення передається сигнал зворотного зв’язку,
що забезпечує зберігання заданих обертів електродвигуна для забезпечення
16
необхідної швидкості відпуску ниток основи. Застосування пропорційно-
інтегральної регуляції натягу ниток основи забезпечує роботу регуляції с
нульовим відхиленням сигналу, що поступає від датчика натягу ниток основи з
урахуванням заданої величини і, тим самим, можливість досягти максимально
точної регуляції натягу ниток на протязі відпуску всього об’єму ткацького навою.
Привід зубчатого колеса ткацького навою здійснюється від приводного
електродвигуна через коробку передач с черв’ячною передачею.
Запобігання псуванню основи із-за надмірного збільшення натягу ниток
основи, наприклад, у випадку аварійної ситуації, забезпечується за допомогою
аварійного кінцевого вимикача, що розташовується знизу під скавлом. Завчасно
налаштоване положення кінцевого вимикача, у випадку понаднормового
збільшення натягу ниток основи, забезпечує вимкнення приводу електронного
основного регулятора без псування ниток основи.
Ролик кінцевого вимикача керується кулачком. Кулачок необхідно
налаштувати з таким розрахунком, щоб під час робочого натягу ниток основи
ролик знаходився у вільному стані, а під час надмірного натягу ниток основи він
розмикав би кінцевий вимикач.
Кінцевий вимикач є частиною ткацького верстату і його приєднання до
коробки розподілення електронного основного регулятора показане на
принциповій електричній схемі електронного основного регулятора.
Керування роботою електронного основного регулятора в процесі ткацтва
виконується за допомогою сигналів, що надходять від розподільного пристрою
ткацького верстату, коли в електронний основний регулятор надходить сигнал
про те, в якому стані знаходиться верстат в даний момент.
Напруга живлення для електронного основного регулятора надходить від
розподільчого пристрою верстата з місця розташованого після головного
вимикача ткацького верстату. Це дозволяє вимкнути живлення електронного
основного регулятора при вимкненні головного вимикача.
17
Після підключення асинхронного електродвигуна і кінцевого вимикача в
клемну зборку Х1 коробки розподілення електронного основного регулятора
підключають контролер EOR10 і дроти живлячої напруги.
Контролер EOR10 дає змогу керувати натягом і відпуском ниток основи в
ручному режимі під час налагодження верстату.
Конструкція датчика EOR1S натягу ниток основи дає змогу легко
змонтувати його на ткацький верстат. Під час монтажу на ткацький верстат
найважливішою умовою є виставити взаємно положення як самого датчика, так і
заслінки з феромагнітного матеріалу. Потрібно намагатись виставити такий рівень
закриття датчика заслінкою, щоб при правильному натягу ниток основи величина
напруги на платі управління Е38 в точці вимірювання ХJ5 була приблизно рівною
плюс 5В. Відстань між робочою частиною датчика EOR1S і заслінкою повинна
бути в межах від 0,5 до 1,5мм.
Під час монтажу датчика EOR1S натягу ниток основи важливою умовою є,
щоб при збільшенні натягу ниток основи заслінка перекривала датчик і навпаки,
при зменшенні натягу ниток основи заслінка датчик відкривала. При цьому,
відкриття датчика заслінкою відповідає меншій вихідній напрузі і навпаки,
закриття відповідає вихідній напрузі не меншій за плюс 10В.
18
4 Розробка принципової електричної схеми
Розподільча коробка електронного основного регулятора складається з
таких основних частин:
Плата керування, всередині якої відбувається обробка всіх сигналів
керування за допомогою мікропроцесора і також відхилення від регульованої
величини натягу ниток основи і, механічним шляхом виконується весь процес
пропорційно-інтегральної регуляції. На платі також розташовані всі точки
регулювання і вимірювання, контрольні світлодіоди, пам'ять програми, пам'ять
даних, батарейка для резерву пам'яті даних і всі вхідно-вихідні електронні схеми.
Плата перетворювача, яка виконує перетворення імпульсного сигналу
від плати керування в величину кількості обертів приводного асинхронного
електродвигуна. Для цієї мети слугує тиристор спільно з схемою для його
керування. На цій платі також виконується закриття зворотного зв’язку від
тахогенератора в асинхронний електродвигун.
Плата елементів захисту трансформатора, яка має всі електричні
схеми, що необхідні для захисту та індикації всіх необхідних видів напруг
живлення на вторинній обмотці трансформатора живлення.
Головний елемент захисту FA1 і FA2, який являє собою спарений
автоматичний вимикач.
Контактори окремого напрямку обертання асинхронного
електродвигуна КМ1 і КМ2 і контактор гальма КМ3.
Реле кінцевого вимикача КА1.
Конденсатори додаткового фазису електродвигуна С1 – С4.
Трансформатор живлення ТV1.
Фільтр завадозахисний ZB1.
Запобіжники первинної обмотки трансформатора живлення FU1, FU2.
Запобіжники вентилятора асинхронного електродвигуна FU10, FU11.
Значення точок приєднання на розподільчій коробці:
19
Х1 – клемна колодка для підключення напруги живлення, електродвигуні і
його сигнальних провідників, кінцевого вимикача скала і ручного контролера
EOR10 електронного основного регулятора.
ХР1 – роз’єм для підключення індукційного датчика положення скала.
ХР2 – роз’єм для підключення зовнішнього лічильника імпульсів для
сервісних, ремонтних та діагностичних цілей.
XS1 – роз’єм для передавання сигналів управління і контролю між
ткацьким верстатом і електронним основним регулятором.
Спосіб обслуговування електронного основного регулятора.
1. Ввімкнути головний вимикач на розподільній коробці ткацького
верстату.
2. Ручне керування здійснюється натисненням кнопки SА1, при завчасно
заданому напрямі руху валу електродвигуна електронного основного регулятора,
а саме, за допомогою перемикача SА2.
Вперед 0 з’йом і відпускання ниток основи.
Назад 0 натяг ниток основи.
Пристрій ручного управління регулятором можливо відрегулювати тільки
у випадку, коли ткацький верстат знаходиться у стані спокою.
3. Попередній натяг ниток основи здійснюється за допомогою
натиснення на кнопку START. За допомогою електронного основного регулятора
здійснюється попередній натяг ниток основи, привід зупиняється в вмикається
сигнальна лампа HL5 в контролері ЕОР 10. повторним натисненням кнопки
START або при неперервному утримуванні її затисненому стані ткацький верстат
приводиться в роботу.
4. У випадку, що підготовка системи забезпечена заздалегідь (горить
сигнальна лампа HL5 в контролері ЕОР 10), то електронний основний регулятор
знаходиться у стані очікування сигналу START і електронний основний регулятор
не буде реагувати на інші сигнали.
5. Зупинка ткацького верстату здійснюється за допомогою кнопки STOP.
20
6. Навіть під час режиму ТИП ткацького верстату електронний основний
регулятор весь час підтримує встановлений натяг ниток основи, тобто він
повертається.
7. У випадку, коли регулятор виходить з ладу (в результаті дефекту в
електричній мережі чи іншої серйозної несправності), про неполадку сигналізує
погашення світлодіоду W – D (HL12) на платі управління Е38електронного
основного регулятора і зупиняє ткацький верстат. В такому випадку необхідно
спробувати знову привести ткацький верстат в роботу шляхом вимкнення та
повторного увімкнення частини живлення, або натисненням кнопки «скид» (SА1)
на платі керування електронного основного регулятора. У випадку, коли ця
спроба буде невдалою, то необхідно прийняти всі заходи по усуненню дефектів,
що описані нижче.
У випадку несправності електронного основного регулятора насамперед
необхідно перевірити елементи захисту FA1, FA2, а також сигнальні світло діоди
на платі трансформатора ТV1. В тому випадку, коли деякі з світло діодів не
світять, необхідно перевірити відповідні запобіжники, згорілі запобіжники
замінити справними з такими величинами:
HL1 відповідають запобіжники FU3, FU4 з номіналом 2 А;
HL2 відповідають запобіжники FU5, FU6 з номіналом 1 А;
HL3 відповідають запобіжники FU7, FU8 з номіналом 0,5 А;
HL4 відповідає запобіжник FU9 з номіналом 2 А.
У випадку, коли виникає повторне перегорання запобіжників FU1, FU2 з
номіналом 2 А, первинної обмотки трансформатора ТV1, можливе коротке
замикання між витками обмотки чи замикання вхідних дротів живлення між
собою чи на корпус. Необхідно перевірити за допомогою омметра.
У випадку, коли виникає повторне перегорання запобіжників FU3, FU4
вторинної обмотки трансформатора ТV1, необхідно від’єднати блок управління
від роз’єму ХР1 і замінити запобіжник новим. Якщо виникає повторне
перегорання запобіжників, то можливе коротке замикання живлячих дротів до
21
блоку керування перед роз’ємом ХР1. Необхідно перевірити за допомогою
омметра.
Коли повторне перегорання запобіжників FU3, FU4 не виникає, необхідно
перевірити частину живлення для плюс 5 В в блоці керування, можливе коротке
замикання діода чи конденсатора.
У випадку, коли виникає повторне перегорання запобіжників FU5, FU6 або
FU7, FU8 вторинної обмотки трансформатора ТV1, необхідно від’єднати блок
керування від роз’єму ХР1 і замінити запобіжник новим.
Коли повторне перегорання запобіжників не виникає, необхідно
перевірити частину живлення в блоці керування для плюс 15 В для запобіжників
FU5, FU6 і для мінус 15 В для запобіжників FU7, FU8.
У випадку, коли виникає повторне перегорання запобіжника FU9
вторинної обмотки трансформатора ТV1, необхідно від’єднати блок керування від
роз’єму ХР1 і замінити запобіжник новим.
Коли повторне перегорання запобіжника не виникає, то в платі керування
коротке замикання, вигоріли деякі з груп тиристорів. Необхідно перевірити за
допомогою омметра.
Коли виникає повторне перегорання запобіжника, то можливе коротке
замикання живлячих дротів до блоку керування перед роз’ємом ХР1 або в
розподільчій частині до пускачів і тому подібне.
У випадку, коли не світять сигнальні світло діоди живлення на блоці
керування (HL1, HL2, HL3) необхідно насамперед перевірити правильність
підключення блоку керування в роз’єм ХР1. Коли підключення правильне,
необхідно вийняти роз’єм XS1 і перевірити наявність живлячої напруги за
допомогою вольтметра в гніздах контрольного роз’єму XS1, а саме для плюс 5 В
– а2, b2, для плюс 15 В – а3, b3, для мінус 15 В – а4, b4. У випадку невірної
величини живлячої напруги, чи її повної відсутності, можливе коротке замикання
або обрив з’єднання – перевірити омметром.
22
Коли світлодіоди засвітились після виймання роз’ємну XS1, необхідно
перевірити чи немає короткого замикання між входами живлячої напруги і
заземленням в роз’ємі XS1, тобто між контактами 1с, 2с, 3с, і 4с.
У випадку, що не світить світлодіод W – D (HL12) і світяться всі світло
діоди живлення необхідно перевірити правильність приєднання карти пам’яті і
процесора, а також правильність з’єднання роз’ємну XS1 та між з’єднання ХС21.
Натиснути кнопку «скид» (SА1) чи вимкнути і знову увімкнути частину
живлення. А у випадку, коли світлодіод HL18 та лампочка контролера ЕОР10
блимають при увімкненні живлення і натиснення на кнопку«скид» (SА1) не
допомагає, то необхідно замінити блок керування.
У випадку, коли після попередньої правильної роботи регулятора, є
випадки утворення смуг на тканині під час запуску ткацького верстату необхідно
перевірити елемент батарейки у блоці керування, напруга елемента при вимкненій
розподільній коробці, повинна бути, не меншою за 2,4В. У випадку, коли напруга
елемента є меншою за 2,4В, елемент необхідно замінити новим – тип СR2025 3В
VARTA (або еквівалент) і для полегшення процесу адаптації натиснути на
кнопку«скид» (SА1) та застосувати «швидку регуляцію» (перший сегмент
перемикача SА8).
Підготовка регулятора до роботи та налаштування основних функцій.
Відімкнення розподільчої коробки електронного основного регулятора до
електромережі після монтажу виконується при ткацькому навої знятому з гнізд
зачепів, щоб уникнути можливості провертання ткацького навію за допомогою
проводу електронного основного регулятора під час налаштувань. Елементи
налаштування та сигнальні світлодіоди приведені на рисунку 11.
Після увімкнення напруги від електромережі необхідно перевірити:
1. Електродвигун електронного основного регулятора повинен
знаходитись у стані спокою.
2. Повинні світитись усі сигнальні світлодіоди на трансформаторі ТС1, а
також світлодіоди плюс 5 В(HL1), плюс15 В (HL2),мінус 15 В (HL3), W – D
(HL12) на платі керування і діод на платі перетворювача.
23
3. Не повинні світитись сигнальні світлодіоди окремих входів,
світлодіод (синхронізація) HL7 може світитись, коли ткацький верстат займає
заднє положення, також може світитись світлодіод (ручний режим) HL4 у
випадку вже налаштованого напрямку обертання вперед.
4. З діодів сигналізації готовності до пуску повинен світитись тільки
HL16.
На платі управління Е38 шляхом провертання резисторів RP1 – RP4
необхідно налаштувати основне положення елементів керування:
1. За допомогою резистора «завдання напруги» (RP1) в точці виміру XJ1
виставити плюс 5 В (перевірити за допомогою вольтметра між точкою виміру та
корпусом).
2. За допомогою резистора «підготовка 1» (RP2) в точці виміру XJ2
виставити плюс 5 В.
3. За допомогою резистора «підготовка 2» (RP3) в точці виміру XJ3
виставити плюс 5 В.
4. За допомогою резистора «ручне керування» (RP4) в точці виміру XJ4
виставити плюс 3 В.
Значення сигнальних світлодіодів, підстроювальних резисторів та точок
вимірювання на платі керування (рисунок 4.1).
HL1 – стабілізована напруга плюс 5 В;
HL2 – стабілізована напруга плюс 15 В;
HL3 – стабілізована напруга мінус 15 В;
HL4 – стан вхідного сигналу ручного режиму;
HL5 – стан вхідного сигналу напрямку обертання;
HL6 – стан вхідного сигналу від кінцевого вимикача SQ6;
HL7 – стан вхідного сигналу синхронізації;
HL8 – стан вхідного сигналу СТАРТ;
HL9 – стан вхідного сигналу ТИП;
HL10 – стан вхідного сигналу ШНЕК;
HL11 – стан вхідного сигналу приготування;
24
HL12 – перевірка роботи процесора;
HL13 – увімкнення пускача КМ1;
HL14 – увімкнення пускача КМ2;
HL15 – увімкнення пускача КМ3;
HL16 – вихідний сигнал підготовки електронного основного регулятора;
HL17, HL18 – вихідні сигнали завершення підготовки;
RP1 – задана величина сили тяги по основі в процесі роботи верстату;
RP2 – величина сили тяги під час підготування в задньому положенні
верстату;
RP3 – величина сили тяги під час підготування в передньому положенні
верстату;
RP4 – швидкість обертання під час ручного режиму;
XJ1 – напруга від RP1;
XJ2 – напруга від RP2;
XJ3 – напруга від RP3;
XJ4 – напруга від RP4;
XJ5 – фактична величина напруги по ниткам основи від датчика ЕОР1S.
Перевірка увімкнення елементів між з’єднання.
Елементи від ХС1 до ХС20 призначені для вимірювання активного рівня
вхідних сигналів. В загальному випадку має силу, що під час непарного з’єднання
вхідний сигнал стане активним при рівні 0 В (не більше 3 В), а під час парного
з’єднання вхідний сигнал стане активним при рівні від 12 до 16 В.
ХС1 – ХС4 – вхідний сигнал синхронізації;
ХС5 – ХС8 – вхідний сигнал СТАРТ;
ХС9 – ХС12 – вхідний сигнал ТИП;
ХС13 – ХС16 – вхідний сигнал ШНЕК;
ХС17 – ХС20 – вхідний сигнал підготовки;
ХС21 – у випадку роз’єднання пам'ять програми перемикається з
зовнішніх схем у внутрішню пам'ять процесора;
25
ХС22 – слугує для увімкнення батарейного елементу для утворення запасу
даних в пам’яті.
Необхідно провести налаштування перемикачів DIL з таким розрахунком,
щоб крім перемикача спеціального призначення (SА7), величина 1 визначала
бінарну величину даної положенням перемикача в четвірці (вісімці) – вагою, при
цьому, справа знаходиться біт найменшого значення і величини підсумовуються.
Для четвірки ваги перемикачів будуть 8, 4, 2, 1, тобто можливо встановити
величини 0 – 15. Для вісімки ( тільки для SА2) ваги перемикачів будуть 128, 64,
32, 16, 8, 4, 2, 1, можливо встановити величини 0 – 255. У перемикача
спеціального призначення кожен біт має своє окреме значення.
Значення встановленого блоку різних перемикачів наступне:
1. Пропорційна постійна (SА2) – виражає прямо пропорційне підсилення
регулювання. Діапазон налаштування 0 – 255.
2. Інтегральна постійна (SА3) – виражає відношення 1/КІ, отже більше
число виражає низьку КІ. Діапазон налаштування 0 – 15.
3. Пуск зі сповільненням (SА4) – представляє сповільнення обертання
асинхронного електродвигуна під час пуску в кратних 80мс. Діапазон
налаштування 0 – 15.
4. Гальмування зі сповільненням (SА5) – представляє час дії
електричного гальма в кратних 40мс. Діапазон налаштування 0 – 15.
5. Час гальмування (SА6) – представляє час за який зупиняється
електродвигун електронного основного регулятора в мс. Діапазон налаштування 0
– 15.
6. Резерв (SА7) – представляє час за який вмикається в роботу
електродвигун електронного основного регулятора в мс. Діапазон налаштування 0
– 15.
Під час натиснення кнопки SА1 на контролері ЕОР10, коли перемикач SА2
перемкнутий в положення «вперед», то привідна частина електронного основного
регулятора приводиться в рух в напрямку по відпусканню ниток основи. За
допомогою резистора RP4 можливо змінити швидкість руху від нуля до
26
максимуму. При положенні «назад» під час натиснення кнопки SА1 необхідно
перевірити, чи обертається привідна частина в напрямку по натягуванню ниток
основи. У випадку неправильного напрямку обертання необхідно взаємно
поміняти провідники на клемах Х1: 4 і Х1: 5.
Перевірка роботи кінцевого вимикача SQ6 здійснюється під час руху
«назад», тобто в напрямку натягування ниток основи. При безперервному
натисненні кнопки SА1 відбувається натиснення на чутливий елемент кінцевого
вимикача SQ6 розташований внизу скала і привід електронного основного
регулятора повинен зупинитись. При ввімкненні кінцевого вимикача SQ6
ткацьким навоєм можливо обертати тільки у напрямку відпускання основи. Після
його вимкнення навій можна знову обертати в обох напрямках.
Контроль спрацювання датчика натягу ниток основи ЕОР1S виконують
декількома рухами заслінки (діафрагми) спереду датчика і під час цього
перевірити, чи буде змінюватись величина напруги в точці вимірювання XJ5, що
повинна змінюватись в межах від 0,5 до 10 В.
Коли ткацький верстат готовий до роботи, необхідно накрутити нитки
основи назад на навій за допомогою натиснення та утримування кнопки «назад» і
тим самим досягти необхідного натягу ниток основи. При даному ступеню натягу
ниток основи необхідно відрегулювати положення датчика натягу ниток основи
ЕОР1S з таким розрахунком, щоб величина напруги в точці вимірювання XJ5
дорівнювала плюс 5 В. Цю величину необхідно перевіряти у випадку зміни
пружини скавла і у випадку значної зміни необхідного натягу. Відстань датчика
від осі обертання необхідно відрегулювати таким чином, щоб максимальна
амплітуда вихідної напруги від датчика в процесі роботи ткацького верстату була
в межах 5 + 2 В.
27
5 Розрахунок елементів схеми
5.1 Розрахунок вхідних випрямлячів
Для живлення сучасних електронних пристроїв малої потужності
найчастіше застосовують однофазні випрямлячі змінного струму, зазвичай
двопівперіодні.
Вихідні данні: середнє значення випрямленої напруги Ud = 11 В; струм
навантаження Id = 0,3 A; коефіцієнт пульсації випрямленої напруги Кn = 2,5
%;напруга в мережі живлення Uм = 220 В; частота мережі живлення fм = 50 Гц.
Необхідно визначити: типі параметри діодів; значення струмів в елементах
та напруги на них; к.к.д випрямляча; ємність та тип конденсатора фільтра.
Визначимо орієнтовані значення параметрів діодів та габаритну
потужність трансформатора.
Для цього необхідно задати значення допоміжних коефіцієнтів B, D і F.
Для мостової схеми їх вибирають в інтервалах В = 0,95…1,1; D = 2,1 … 2,2; F =
6,8 … 7,2.
Нехай: В = 1; D = 2,15; F = 7.
Тоді амплітуда зворотної напруги на діоді становитиме:
Uвм = 1,5Ud (5.1)
Uвм = 1,5 11 = 16,5 В
Середнє та амплітудне значення струму через діод відповідно:
I d
Ia = ; (5.2)
2
Іam = I d 0,5F . (5.3)
0,3
Отже, Ia = = 0,15 А;
2
Iam = 0,3 0,5 7 = 1,05 A
Визначаємо габаритну потужність трансформатора:
ST = Ud Id 0,707 BD; (5.4)
28
ST =110,3 0,707 12,15 = 5,02 Вт.
За визначеним значенням габаритної потужності знаходимо максимальне
значення індукції Вm для сталі марки Е360, забезпечуючи виконання умови ST >
5,02 Вт.
Вm = 1,47 Тл для ST = 40 Вт.
Вибираємо тип діодів. При цьому необхідно забезпечити виконання умов:
Uвм max > Uвм; (5.5)
Ia max > Ia; (5.6)
Iam max = Ia > Iam. (5.7)
Вибираємо кремнієві діоди типу 1N320, що мають наступні параметри:
Uвм max= 100В >16,5 В;
Ia max = 0,5А > 0,15 А;
Iam max = 0,5 = 1,57А > 1,05 А;
Uпр = 1 В.
Знаходимо опір діода у провідному стані:
U пр
rпр ; (5.8)
I a max
1
rпр = 2 Ом.
0,5
Знайдемо величину активного опору обмоток трансформатора:
krU d SfmB
r m
4
T , (5.9)
Id fmBm U d Id
де kr – коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення; для мостової схеми
kr = 3,5;
Вm – амплітуда магнітної індукції в магнітопроводі трансформатора, Тл;
S – число стержнів трансформатора, на яких розміщено обмотки; для
броньового трансформатора з Ш – подібними пластинами магніто –проводу S =
1.
29
3,5 11 150 1,47
r 4
T = 3,79 Ом.
0,3 50 1,47 11 0,3
Знаходимо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора:
U d 1
LS kLS
I d fmBm Sf B , (5.10)
m m
4
U d Id
де kL – коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення; для мостової
5 10 3
схеми kL = .
L 3
S 5 10 11 1
1 3
0,3 50 1,47 150 1,47 = 1,15 10 Гн
4
11 0,3
Визначаємо кут , що характеризує співвідношення між індуктивним і
активним опорами випрямляча:
2f L
arctg m S
, (5.11)
r
де r – активний опір випрямляча.
У загальному випадку
r rT nqrпр , (5.12)
де nq – кількість послідовно увімкнених та одночасно працюючих діодів,
для мостової схеми nq = 2.
r = 3,79 2 2 = 7,79 Ом;
2 3,14 50 1,15 103
arctg = 3 0.
7,79
Знаходимо величину основного розрахункового коефіцієнта:
I
A d r
0 , (5.13)
mU d
де m – число фаз випрямляча; для мостової схеми m = 2.
0,3 7,79
A0 = 0,11.
2 11
30
За знайденими значеннями А0 і кута , знаходимо величини допоміжних
коефіцієнтів
3
В = 1; D = 2,25; F = 6,9; Н = 5,5 10 .
Знаючи величини коефіцієнтів В, D, F і Н, можна знайти уточнені
параметри трансформатора і діода, за якими перевіримо правильність їх вибору.
Діюче значення напруги вторинної обмотки трансформатора становить:
U2 = BUd; (5.14)
U2 = 111 = 11 В.
Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора:
І2 = 0,707DId; (5.15)
І2 = 0,707 2,25 0,3 = 0,48 А.
Повна потужність вторинної обмотки трансформатора:
S2 = 0,707DBIdUd; (5.16)
S2 =0,707 2,25 10,311 = 5,25 Вт.
Діюче значення струму первинної обмотки трансформатора:
І1 = І2n, (5.17)
де n = U2 / U1 – коефіцієнт трансформації трансформатора.
U 11
n 2 0,05
U1 220
І1 = 0,48 0,05 0,024 А.
Повна потужність первинної обмотки трансформатора:
S1 = 0,707BDIdUd = U1I1 (5.18)
S1 = 220 0,024 5,28 Bт.
Уточнимо повну (габаритну) потужність трансформатора:
S S
S 1 2
T ; (5.19)
2
5,25 5,28
ST 5,265 < 40 Вт.
2
Уточнимо значення параметрів діода:
31
Uвм = 1,41BUd; (5.20)
Uвм = 1,41111 15,51В < 100 В;
I d
Іа = ; (5.21)
2
0,3
Іа = 0,15А < 0,5 А;
2
Iam = 0,5FId; (5.22)
Іаm = 0,5 6,9 0,3 1,035 < 1,57 А.
Отже тип діода вибрано правильно.
Знаходимо величину ємності конденсатора фільтра:
100 H
C > ; (5.23)
rK n fm
100 5,5 103
С1 = 563,7 мкФ.
7,79 2,5 50
Вибираємо конденсатор типу Hitano EXR з ємністю 560мкФ на напругу
U = 25 B > 2U2 1,4111 = 16 B.
Знаходимо значення напруги холостого ходу випрямляча:
Ud x.x. = U2m = 2U 2 ; (5.24)
Ud x.x. 1,4111= 16 B.
Величина струму короткого замикання становить:
2U
I 2
d K .З. ; (5.25)
r
1,41 11
I d K .З. = 1,05 A.
7,79
Величина внутрішнього опору випрямляча складає:
U d x.x. U d
r0 ; (5.26)
I d
16 11
r0 = 16,7 Ом.
0,3
32
Знаходимо величину к.к.д. випрямляча:
U d I d
, (5.27)
U d I d PT PB
де РТ – втрати потужності в трансформаторі з к.к.д. 0,86 ;
РВ – втрати потужності в одночасно працюючих діодах: nq = 2 (дивитись
формулу 5.12).
Витрати потужності в трансформаторі
PT = ST (1 –T ); (5.28)
PT = 5,265 1 0,86 = 0,74 Вт.
Витрати потужності в діодах
PB = Iа Unp nq; (5.29)
PB = 0,15 12= 0,3 Вт
Тоді
11 0,3
= 0,76.
11 0,3 0,74 0,3
Вихідні данні: середнє значення випрямленої напруги Ud = 18В; струм
навантаження Id = 0,5 A; коефіцієнт пульсації випрямленої напруги Кn = 2,5%;
напруга в мережі живлення Uм = 220 В; частота мережі живлення fм = 50 Гц.
Необхідно визначити: типі параметри діодів; значення струмів в елементах
та напруги на них; к.к.д випрямлячів.
Визначимо орієнтовані значення параметрів діодів та габаритну
потужність трансформатора.
Для цього необхідно задати значення допоміжних коефіцієнтів B, D і F.
Для мостової схеми їх вибирають в інтервалах В = 0,95…1,1; D = 2,1 … 2,2; F =
6,8 … 7,2.
Нехай: В = 1; D = 2,15; F = 7.
Тоді амплітуда зворотної напруги на діоді становитиме (дивитись формулу
5.1):
Uвм = 1,5Ud = 1,5 18 = 27 В
33
Середнє та амплітудне значення струму через діод відповідно (дивитись
формулу 5.2 та 5.3):
0,5
Ia = = 0,25 А;
2
Iam = 0,5 0,5 7 = 1,75 A
Визначаємо габаритну потужність трансформатора (дивитись формулу
5.4):
ST = 18 0,5 0,707 12,15 = 13,68 Вт.
За визначеним значенням габаритної потужності знаходимо максимальне
значення індукції Вm для сталі марки Е360, забезпечуючи виконання умови ST >
13,68 Вт.
Вm = 1,47 Тл дляST = 40 Вт.
Вибираємо тип діодів. При цьому необхідно забезпечити виконання
умов(дивитись формули 5.5 – 5.7):
Вибираємо кремнієві діоди типу 1N320, що мають наступні параметри:
Uвм max= 100В >27 В;
Ia max = 0,7А > 0,25 А;
Iam max = 0,7 = 2,2А > 1,75 А;
Uпр = 1 В.
Знаходимо опір діода у провідному стані (дивитись формулу 5.8):
1
rпр = 1,43 Ом.
0,7
Знайдемо величину активного опору обмоток трансформатора (дивитись
формулу 5.9):
3,5 18 150 1,47
r 4
T = 2,9 Ом.
0,5 50 1,47 18 0,5
Знаходимо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора (дивитись
формулу 5.10):
34
18 1
LS 5 103 1 3
0,5 50 1,47 10
150 1,47 = 1,45 Гн
4
18 0,5
Визначаємо кут , що характеризує співвідношення між індуктивним і
активним опорами випрямляча (дивитись формулу 5.11):
У загальному випадку (дивитись формулу 5.12):
r = 2,9 2 1,43 = 5,76 Ом;
2 3,14 50 1,45 103
arctg = 4,5 0.
5,76
Знаходимо величину основного розрахункового коефіцієнта (дивитись
формулу 5.13):
0,5 5,76
A0 = 0,08.
2 18
За знайденими значеннями А0 і кута , знаходимо величини допоміжних
коефіцієнтів
В = 1,1; D = 2,47; F = 7,2; Н = 6,8 103.
Знаючи величини коефіцієнтів В, D, F і Н, можна знайти уточнені
параметри трансформатора і діода, за якими перевіримо правильність їх вибору.
Діюче значення напруги вторинної обмотки трансформатора становить
(дивитись формулу 5.14):
U2 = 1,118 = 19,8 В.
Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора (дивитись
формулу 5.15):
І2 = 0,707 2,47 0,5 = 0,87 А.
Повна потужність вторинної обмотки трансформатора (дивитись формулу
5.16):
S2 =0,707 2,47 1,10,5 18 = 17,29 Вт.
Діюче значення струму первинної обмотки трансформатора (дивитись
формулу 5.17):
35
U 2 18
n 0,08
U1 220
І1 = 0,87 0,08 0,07 А.
Повна потужність первинної обмотки трансформатора (дивитись формулу
5.18):
S1 = 220 0,07 15,4 Bт.
Уточнимо повну (габаритну) потужність трансформатора (дивитись
формулу 1.19):
15,417,29
ST 16,345 < 40 Вт.
2
Уточнимо значення параметрів діода (дивитись формули 5.20 – 5.22):
Uвм = 1,411,118 27,9В < 100 В;
0,5
Іа = 0,25А < 0,7 А;
2
Іаm = 0,5 7,2 0,5 1,8 < 2,2 А.
Отже тип діода вибрано правильно.
Знаходимо величину ємності конденсатора фільтра (дивитись формулу
5.23):
100 6,8 103
С3 = С5 = 944,4 мкФ.
5,76 2,5 50
Вибираємо конденсатор типу TK Jamicon з ємністю 1000 мкФ на напругу
U = 50 B > 2U2 1,4118 = 25,4 B.
Знаходимо значення напруги холостого ходу випрямляча (дивитись
формулу 5.24):
Ud x.x. 1,4118= 25,4 B.
Величина струму короткого замикання становить (дивитись формулу 5.25):
1,41 18
I d K .З. = 4,41 A.
5,76
36
Величина внутрішнього опору випрямляча складає (дивитись формулу
5.26):
25,4 18
r0 = 14,8 Ом.
0,5
Знаходимо величину к.к.д. випрямляча (дивитись формулу 5.27)
Витрати потужності в трансформаторі (дивитись формулу 5.28)
PT = 16,345 1 0,86 = 2,29Вт.
Витрати потужності в діодах (дивитись формулу 5.29)
PB = 0,25 12= 0,5 Вт
Тоді
18 0,5
= 0,76.
18 0,5 2,29 0,5
5.2 Розрахунок вхідних стабілізаторів напруги
Вихідні данні: напруга на виході Uвих = 5 В; Вхідна напруга Uвх = 11 В;
потужність навантаження Рн = 1,5 Вт.
При побудові стабілізатора напруги на основі ІМС, необхідно вибрати
відповідні ІМС і перевірити її на можливість застосування за напругою та на не
перевищення допустимого значення росіюваної потужності в заданих умовах.
Вибираємо стабілізатор напруги L7805 з параметрами: номінальна вихідна
напруга Uвих ном. = 5 В; вхідна напруга Uвх = 7,5 … 15 В; мінімальне падіння
напруги UІМС min = 2,5 В; потужність розсіювана без тепловідводу –1 Вт;
потужність розсіювана з тепловідводом –10 Вт.
За напругою необхідно забезпечити виконання умов
Uвх max < Uвх max доп , (5.29)
де Uвх max доп – максимальна допустима вхідна напруга ІМС;
Uвх min –Uвих > UІМС min. (5.30)
Оскільки:
Uвх max = 11В < 15 В = Uвх max доп,
37
11 – 5 = 6В > 2,5 В = UІМС min,
то за напругою дана ІМС відповідає умовам роботи схеми.
Перевіримо можливість застосування стабілізатора напруги L7805 за
потужністю, якщо її струм навантаження становить:
PH
Ін = . (5.31)
U в их
1,5
Ін = = 0,3 А,
5
а максимальне падіння напруги на ній дорівнює:
U Uвх min –Uвих (5.32)
U 11 –5 = 6 В
Тоді:
РІМС = U I H (5.33)
РІМС = 6 0,3 = 1,8 Вт.
Оскільки РІМС = 1,8 Вт > 1 Вт,
то стабілізатор напруги L7805 потрібно застосовувати з тепловідводом.
Ємність конденсатора С2 має бути не нижче 10 мкФ, тому беремо
конденсатор з ємністю 10 мкФ на напругу 10 В.
Вихідні данні: напруга на виході Uвих = 15 В; Вхідна напруга Uвх = 18 В;
потужність навантаження Рн = 7,5 Вт.
При побудові стабілізатора напруги на основі ІМС, необхідно вибрати
відповідні ІМС і перевірити її на можливість застосування за напругою та на не
перевищення допустимого значення росіюваної потужності в заданих умовах.
Вибираємо стабілізатор напруги L7815CV з параметрами: номінальна
вихідна напруга Uвих ном. = 15 В; вхідна напруга Uвх = 17,5 … 35 В; мінімальне
падіння напруги UІМС min = 2,5 В; потужність розсіювана без тепловідводу – 1 Вт;
потужність розсіювана з тепловідводом – 9 Вт.
За напругою необхідно забезпечити виконання умов (дивитись формули
5.29, 5.30):
38
Uвх max = 18 В < 35 В = Uвх max доп,
18 – 15 = 3 В > 2,5 В = UІМС min,
то за напругою дана ІМС відповідає умовам роботи схеми.
Перевіримо можливість застосування стабілізатора напруги L7815CV за
потужністю, якщо її струм навантаження становить (дивитись формулу 5.31):
7,5
Ін = = 0,5 А,
15
а максимальне падіння напруги на ній дорівнює (дивитись формулу 5.32):
U 18 – 15 = 3 В
Тоді (дивитись формулу 5.33):
РІМС = 30,5 = 1,5 Вт.
Оскільки РІМС = 1,5 Вт > 1 Вт, то стабілізатор напруги L7815CV потрібно
застосовувати з тепловідводом.
Ємність конденсаторів С4 і С6 має бути не нижче 100 мкФ, тому беремо
конденсатор з ємністю 470 мкФ на напругу 40 В.
5.3 Розрахунок операційного підсилювача
Вихідні данні: Uвх = 0,3 В; Uвих = 1 В; R6 = 10 кОм.
Необхідно визначити: коефіцієнт підсилення операційного підсилювача
Кu; опір резистора R5; струми на резисторах та типи та потужності резисторів.
В якості операційного підсилювача вибираємо ОП ΜA709 (DIP-8).
Коефіцієнт підсилення операційного підсилювача:
U в их
Кu = , (5.34)
U в х
1
Кu = = 3,33.
0,3
Тоді R5 = R6 Ku , (5.35)
3
R5 =10 10 3,33 = 33,3 кОм.
Приймаємо опір резистора R5 рівним 33 кОм.
39
Оскільки потенціал інвертую чого входу ОП дорівнює нулю, маємо:
U в х
І1 = , (5.36)
R5
0,3
І1 = 3 = 0,009 мА.
33 10
За першим законом Кіргофа:
І2 = І1 = 0,009 мА.
Потужність, що виділяється на резисторах підсилювача становить:
PR = RI2. (5.37)
Отже,
P 3 3 2
R5 33 10 0,009 10 0,27 105
Вт;
2
PR6 10 103 0,009 103 0,81106
Вт.
Вибираємо резистори тип МЛТ з номінальною потужністю 0,125 Вт.
Інші навісні елементи забезпечують роботу операційного підсилювача, їх
номінали приймають рівними R4 = R5 = 33 кОм; С7 = С8 = 1 мкФ.
5.4 Розрахунок підсилювального каскаду
Вихідні данні: напруга на виході каскаду – Uвих.m = 7,5 В; напруга джерела
живлення Ек = 3 В; допустиме значення коефіцієнта викривлень Мн = 2,15.
Необхідно визначити: типи транзисторів схеми; режими роботи
транзисторів; опори резисторів R7, R10 та R8, R11; опори резисторів
колекторного навантаження R62 та R6; гарантовані значення коефіцієнтів
підсилення за струмом КІ, напругою КU та потужністю Кр.
Вибираємо тип транзисторів, що мають відповідати таким умовам:
1) допустима напруга між колектором та емітером повинна перевищувати
напругу джерела живлення
UK max > EK; (5.38)
40
2) величина допустимого струму колектора повинна перевищувати
максимальне значення струму у колекторному колі транзистора
IK max > I0K + IKm, (5.39)
де I0K – струм спокою в колі колектора;
ІKm – амплітуда змінної складової струму у колектора;
ІKm = Uвих.m / Rн~ (5.40)
R6 RH
де Rн~ = – еквівалентний опір навантаження каскаду за змінним
R6 RH
струмом. При цьому R6 є навантаженням за постійним струмом.
Маємо:
R6 = Rн, (5.41)
Беремо R6 = 1000 Ом, тобто Rн = 1000 Ом.
Тоді:
1000 1000
Rн~ = = 500 Ом;
1000 1000
7,5
ІKm = = 15 мА.
500
Для забезпечення економічності каскаду за мінімальних нелінійних
викривлень обирають
І0К = (1,05 … 1,1)ІKm = 1,115 = 16,5 мА.
На підставі (5.38) та (5.39) вибираємо транзистор, який би забезпечував:
UK max > 3 В;
IK max > 16,5 + 15 = 31,5 мА.
Вибираємо тип транзистора, що відповідає заданим вимогам. Таким
вимогам відповідає транзистор 2SC2755-R, у якого UK max = 15 В; IK max = 100 мА;
h21Е = 50 … 350; PK max = 150 мВт.
Знаходимо напругу між колектором та емітером транзистора в режимі
спокою
U0К = Uвих m + Uост, (5.42)
41
де Uост – напруга між колектором та емітером, нижче якої при роботі
каскаду виникають значні нелінійні викривлення через те, що у робочу зону
проникають ділянки характеристик транзистора зі значною кривизною.
Для малопотужних транзисторів як правило задають Uост = 1 В. Тоді
U0К = 7,5 + 1 = 8,5 В.
Знаходимо потужність, що виділяється на колекторі транзистора:
РК = І0К U0К . (5.43)
При цьому необхідно забезпечити виконання умови:
PK < PK max;
PK = 16,5 8,5 = 140,25 < 150 мВт
Таким чином, вибраний тип транзистора відповідає вимогам за
потужністю.
Знаходимо потужність, що розсіюється на резисторі R6:
I 2
Р = R (5.44)
Отже
2
РR6 = I0K R6 = 2
16,5 103 1000 = 0,273 Вт
Вибираємо резистор потужністю 0,5 Вт з опором 1000 Ом.
Знаходимо величину струму спокою бази транзистора
І0Б = І0К / h21Е min, (5.45)
16,5
І0Б = = 0,33 мА.
50
Оскільки у відкритому стані транзистора напруга між його базою та
емітером становить близько 0,6В то напруга спокою бази
U0Б = 0,6В (5.46)
І можна знайти орієнтоване значення вхідного опору транзистора
Rвх= U0Б / І0Б, (5.47)
0,6
Rвх = = 1818 Ом.
0,33 103
Знаходимо величини опорів дільника резисторів R7, R10 та R8, R11.
42
Дільник підімкнено до напруги
UД = ЕК = 3 В. (5.48)
Величина струму в дільнику вибирається в межах
ІД = (2…5)І0Б, (5.49)
що забезпечує незалежність завдання режиму спокою транзистора при
зміні його параметрів під впливом температури, заміні іншим і т.п.
ІД = 5 0,33 = 1,65 мА.
Тоді
U Д U 0Б
R7 = ; (5.50)
I 0Б I Д
U 0Б
R10 = ; (5.51)
I Д
Отже,
3 0,6
R7 = = 1212 Ом;
0,33 1,65103
0,6
R10 = = 364 Ом
1,65 10 3
Вибираємо номінали резисторів рівними R7 = R8 = 1,3 кОм; R10 = R11 =
360 Ом.
Знаходимо потужність що виділяється на резисторах R7, R8 та R10, R11:
2РR7 = I 0Б I Д R7 ; (5.52)
2
РR10 = I Д R10 ; ( 5.53)
3 2 3
РR7, R8 = 0,33 1,6510 1,3 10 = 0,005 Вт
3 2
РR10, R11 = 1,65 10 360 = 0,001 Вт
Вибираємо резистори потужністю 0,125 Вт.
Знаходимо амплітудні значення струму і напруги на вході каскаду:
I Km
Iвх m = , (5.54)
h21E min
43
де h21E min – мінімальне значення коефіцієнту передачі струму в схемі з СЕ
для обраного транзистора.
15
Iвх m = = 0,3 мА.
50
Uвх m = Iвх mRвх. (5.55)
3
Uвх m = 0,310 1818 = 0,5454 В.
Необхідна потужність вхідного сигналу
I в х mU в хm
Рвх = , (5.56)
2
0,3 103 0,5454
5
Рвх = = 8,19 10 Вт.
2
Знаходимо розрахункові коефіцієнти підсилення каскаду за струмом,
напругою та потужністю:
RH ~ 500
КІ = h21E min = 50 = 25; (5.57)
R6 1000
RH ~ 500
KU = h21E min = 50 = 13,8; (5.58)
Rв х 1818
KP = КІ КU = 25 13,8 = 345; (5.59)
KP дб = 10lgKP = 10lg 345 = 23,9 дБ.
5.5 Розрахунок блоку перетворення
Мікросхема TDA1085А – універсальний контролер швидкості
асинхронного електродвигуна. Мікросхема має п'ятнадцять входів і один вихід з
вбудованого генератора імпульсів для управління відкриттям тиристора.
Струм в схемі равний I = 45 мА.
Розрахуємо опір резистора R1:
В загальному випадку:
U
R = . (5.60)
I
44
Отже,
U
R1 =
I
206,5
R1 = = 4589 Ом
0,045
Приймаємо опір R1 рівним 4,7 кОм.
Розрахуємо потужність резистора R1:
В загальному випадку:
2
Р = I R . (5.61)
2
РR1 = I R1
3 3
PR1 = 45 10 4,7 10 = 9,5 Вт
Беремо резистор TR151 потужністю 10 Вт.
Розрахуємо опір резистора R2:
U 17,5
R2 = = = 1750 Ом
I д 0,01
де I д – струм діода.
Приймаємо опір R2 рівним 1,8 кОм
Розрахуємо опір резистора R3:
U 15
R3 = = 3 = 333 Ом
I 45 10
Приймаємо опір R3 рівним 330 Ом.
Опори резисторів R4, R6 і R7 вибирають в межах 2,5 кОм « R4, R6, R7 «
4,7 кОм. Приймаємо значення опорів равними 3,3 кОм.
Опір резистора R5 = 120 кОм. Розрахуємо ємність конденсатора С3.
Період рівний 0,04 с.
Т = 1,36 RС, звідси
С = Т/ 1,36R. (5.62)
0,04
С3 = 3 = 245 нФ
1,36 120 10
45
Приймаємо ємність С3 рівною 240 нФ.
Опорирезисторів R8 = R9 = 22 кОм.
Струм в мікросхемі рівний Iмикр = 0,06 мА. Розрахуємо опір резистора R10.
U 15
R10 = = = 250 кОм
I 3
м икр 0,06 10
Приймаємо опір резистора R10 рівним 240 кОм.
Опір резистора R12 повинен бути вдвічі більшим за опір R10. Звідси:
R12 = 2R10. (5.63)
R12 = 240 2 = 480 кОм
Опір R11 вибирають в межах 1 кОм « R11 « 2 кОм.
Приймаємо опір резистора R11 рівним 1 кОм.
Розрахуємо опір резистора R13
U 14
R13 = = 3 = 311 Ом
I 45 10
Приймаємо опір резистора R13 рівним 330 Ом.
Резистори R14, R15 і RР підбираються з умовою, щоб їх сумарний опір був
приблизно рівний 500 кОм.
Приймаємо такі значення опорів резисторів: R14 = 15 кОм; R15 = 390 кОм
і RР – змінний резистор 100 кОм.
Розрахуємо опір резистора R16
U 15
R16= =
I 0,06 103 = 250 кОм
м икр
Приймаємо опір резистора R16 рівним 240 кОм.
Опір резистора R17 = 39 кОм. Розрахуємо ємність конденсатора С6. Період
рівний 0,04 с.
Т = 1,36 RС, звідси
0,04
С6 = 3 = 751 нФ
1,36 39 10
Приймаємо ємність С6 рівною 750 нФ.
46
Розрахуємо опір резисторів R18 і R19
U
R18 +R19 = (5.64)
2 I м икр
220
R18 +R19 = = 1833333 кОм
2 0,06 10 3
Приймаємо опір резисторів R18 = R19 рівним 910 кОм.
Інші резистори мають такі опори: R20 = 33 кОм; R21 = 1 кОм; R22 – R26 =
100 Ом.
Конденсатори С1 і С2 мають ємності 100 мкФ, а конденсатори С13 – С15
ємність 100 нФ.
47
6 Оцінка точності та надійності
6.1 Оцінка точності
При виробленні тканині з основи зовнішньої і качка на ткацькому верстаті
здійснюються такі технологічні операції:
створюється натяг основи, сходить з ткацького навою, і виробляється
відпустку її за мері напрацювання тканини;
утворюється зів з допомогою поділу основи на частини і переміщення їх і
вертикальному напрямі;
в зів прокладається уточна нитку;
виробляється прибій уточної нитки до узліссі тканини і складається певна
щільність тканини по качку;
напрацьована тканину відводиться від узлісся і тільки що з механізмом
натягу основи забезпечується поздовжнє переміщення основи та тканини.
Усі технологічні операції виконують механізми ткацького верстата кожний
оборот головного валу. Усі механізми поділяються на головні допоміжні і
спеціальні.
Головними механізмами є: основний гальмо чи регулятор, який би натяг і
відпустка основи; товарний регулятор, емісар напрацьовану тканину від опушки;
зевоутворюючий механізм, створює зів; батальний механізм, прибиваючий нитку
качка до узліссі тканини; бойової механізм, який би прокладання уточної нитки в
зове; механізм приводу, який повідомляє рух механізмам ткацького верстата, і
механізм гальма, заторможуючий їх рух при вимиканні верстата.
Допоміжні і запобіжні механізми виконують допоміжні операції,
попереджають поява пороків на тканини і забезпечують безпеку роботи з
ткацькому верстаті. До них належать шпарунки, уточна вилочка, замковий
механізм, осново наглядач.
Спеціальні механізми забезпечують вироблення тканин деяких видів,
наприклад оксамиту, плюшу, килимів. До них належать також механізми,
автоматизовані окремі операції.
48
Вплив багато циклових розтягів на обривність ниток в комплексі зі
стиранням визначено особливості процесу стирання ниток основи в процесі
ткацтва:
– багаторазові розтяги на ткацькому верстаті не можуть знижувати
середню міцність ниток основи внаслідок малої циклічної деформації;
– багаторазові розтяги з циклічною деформацією нижче межі витривалості
не знижують міцності пряжі, але суттєво зменшують її стійкість до стирання;
– багаторазові розтяги з циклічною деформацією нижче межі витривалості
прискорюють зниження міцності пряжі під дією стирання, при цьому при
зростанні циклічної деформації зниження міцності прискорюється;
– зниження стійкості до стирання прискорює зниження міцності під дією
стирання; особливо значний вплив цього фактора при малих деформаціях (0,4–0,8
%), тобто в області деформацій основи та ткацькому верстаті;
– стійкість до стирання слабкого на розрив відрізка пряжі знижується вже
тому, що при розтягуванні затиснуті в ньому волокна отримують відносно більші
напруження.
При застосуванні модернізованого регулятора за рахунок зменшення
різниці між максимальним і середнім значеннями натягу ниток від 4,9 сН до 0,5
сН при заступі від 20,2 сН до 10,8 сН при прибої, у процесі виготовлення тканини
“Лазуріт” арт. Н–2847 обривність ниток основи зменшено на 12,5 %.
6.2 Розрахунок надійності
Показники безвідмовності - імовірність безвідмовної роботи P(t),
інтенсивність відмовлень (t), середній наробіток до відмовлення, - відсотковий
наробіток до відмовлення, середній наробіток до відмовлення, параметр потоку
відмовлень.
Вихідні дані і результати розрахунків друкованої плати блоку управління
приведені в додатку Г.
49
7 Спеціальний розділ
7.1 Технологічний розділ
Технологічність конструкції друкованих плат (ДП) - пристосованість
конструкції ДП до обмеженої витрати трудових, матеріальних і енергетичних
ресурсів на підготовку виробництва і промисловий випуск у заданій кількості по
вищій категорії якості (виробнича технологічність) і при технологічному
обслуговуванні і ремонті (експлуатаційна технологічність). Виробнича
технологічність ДП визначається трудомісткістю виготовлення. Експлуатаційна
технологічність ДП оцінюється контролездатністю і взаемозамінністю.
Плата блока управління, всередині якої відбувається обробка всіх сигналів
керування за допомогою мікропроцесора і також відхилення від регульованої
величини натягу ниток основи і, механічним шляхом виконується весь процес
пропорційно-інтегральної регуляції. На платі також розташовані всі точки
регулювання і вимірювання, контрольні світлодіоди, пам'ять програми, пам'ять
даних, батарейка для резерву пам'яті даних і всі вхідно-вихідні електронні схеми.
Відповідно до схеми електричної принципової плати друкованої блока
управління [РСА13.025.012.001Е3] у якості елементної бази використовуються
такі вироби електронної техніки:
Резистори постійні З2-33Н із різноманітним номінальним опором, але з
однаковим допустимим відхиленням опору від номінального 10 %, що дає
можливість поліпшити роботу устрою при різноманітних режимах роботи;
Конденсатор постійної ємності вакуумний із допустимим відхиленням
ємності від номінальної 20 %;
Мікросхеми інтегральні, що мають прямокутний пластмасовий корпус
типу 201. 14-1 з однаковою напругою харчування 15 В.
Всі вироби електронної техніки (ВЕТ) працюють в однаковому тепловому
експлуатаційному режимі від -60 до +70 С при номінальному електричному
навантаженні і від -60 до + 125 С при зниженні електричного навантаження до
50
0,1 РН. Мінімальний наробіток на відмову всіх ВЕТ 25000 часів. Термін зберігання
15 років.
Елементи при закріпленні їхніх виводів повинні бути по можливості
розташовані так, щоб напис їхнього номіналу і маркірування були добре видні з
однієї сторони та були зручні для читання.
Проводи не повинні мати ушкоджень при монтажі (підпалів, надрізів і
т.п.), що знижують їх механічну або електричну тривкість.
Проводи перетином 0.35 мм і менше варто кріпити з виконанням повного
обороту навколо контактного пелюстка, проводи перетином понад 0.35 мм - не
менше обороту.
Всі закріплені на пелюстках кінці монтажних проводів повинні бути
щільно обжаті.
При кріпленні проводів до контактних пелюстків необхідно ввести жилу в
отвір пелюстка і загнути її по радіусі з утворенням гачка.
Розрахунок норм штучного часу на операцію (хв.) визначається по
формулі:
ТШТ = ТОП(1+К/100) (7.1)
де ТШТ - норма штучного часу, хв.;
ТОП - оперативний час, хв.;
К - час на організаційно-технологічне обслуговування робочого місця,
відпочинок і власні потреби у відсотках від оперативного часу, по таблиці 4 [8]
маємо 14 %.
Відповідно до складального креслення ДП перетворювача
[РСА13.025.012.001СК] монтаж виробів електронної техніки на ДП має такі
наступні переходи, що приведені в таблиці 7.1.
51
Таблиця 7.1 - Оперативний час на виконання операцій по монтажу ДП
№ Назва роботи Кількість Оп.час, t хв.
п/п елементів, ТОП, хв.
шт.
1 Лудження резисторів 52 0,179 9,17
2 Лудження конденсаторів 20 0,179 2,5
3 Лудження мікросхем 20 0,839 6,7
4 Вирівнювання виводів виробів 224 0,105 13,23
електронної техніки
5 Зачищення виводів виробів 224 0,155 19,53
електронної техніки
6 Обрізання виводів виробів 224 0,074 9,32
електронної техніки
7 Установлення резисторів 52 0,168 8,23
8 Установлення конденсаторів 20 0,138 2,33
9 Установлення інтегральних 20 0,336 2,35
мікросхем
10 Пайка кінців виводів виробів 224 0,164 37,13
електронної техніки
Всього 110,6
Tшт Tоп К (7.2)
Підставляємо вихідні дані у формулу й одержимо:
ТШТ= 110,06(1+14/100) = 125,46 хв.
В додатку Д наведений комплект документів на технологічний процес
складання виробів електронної техніки на ДП блока управління.
52
7.2 Розділ охорони праці
7.2.1 Аналіз шкідливих та небезпечних факторів, які можуть впливати
на працівника експериментальної лабораторії
В даному розділі кваліфікаційної роботи розглядаються можливі шкідливі
фактори які можуть впливати на проектувальника, що знаходиться в
експериментальній лабораторії і працює з комп’ютером. В роботі розробляється
проект автоматизованого пристрою для регулювання натягу ниток на ткацьких
верстатах за допомогою комп’ютерних засобів моделювання. Тому, виникає
потреба у застосуванні персонального комп’ютера, як невід’ємної складової для
обрахунку і аналізу складних формул і алгоритмів в даній роботі.
Робота з комп’ютером призводить до необхідності тривалого споглядання
за даними на моніторі, оскільки потрібно моделювати поставлені задачі,
сприймати отримані результати і правильно виконувати роботу. З цих причин
виникає гостра потреба в гігієнічній, раціональній та безпечній організації праці
інженера-проектувальника під час роботи з комп’ютерною технікою. І для того
щоб запобігти негативному впливові на працівника потрібно звернути особливу
увагу на фактори виробничого середовища, які безпосередньо та побічно
впливають на працюючого.
За рівнем фізичних навантажень робота за комп’ютером класифікується як
легка фізична робота (категорія І) – робота з витратою 120 – 150 ккал/год. –
категорія І а.
В лабораторії розташовані три робочих місця обладнані для розташування
на них комп’ютерів. Перед працівниками розміщені 22″ рідинно-кристалічні
монітори, відстань від очей до монітора становить близько 70 см, кут зору 30˚ у
вертикальній та горизонтальній площині.
Розміри лабораторного приміщення становлять: довжина 6 м, ширина 4 м,
висота від підлоги до стелі 3 метри, загальна площа аудиторії 24 м2, площа, яка
припадає на одну людину становить 8 м2. Об’єм приміщення складає: 72 м3, об’єм
53
який припадає на одну людину становить 24 м3. Розміри приміщення
відповідають вимогам ДБН В.2.2.28-2010.
Серед багатьох чинників зовнішнього середовища, що впливають на
організм людини під час праці, світло займає одне з перших місць. Світло має
властивість не лише впливати на органи зору, а й на організм в цілому, тому при
діяльності втомлюваність очей залежить в основному від характеристик зорової
праці. При роботі з комп’ютером використовувалося приміщення з однобічним
природним освітленням, з південно-східною орієнтацією віконного отвору. Розмір
вікна приміщення становить 2×1,5 м. Робочі столи працівників розміщені так, що
природне світло освітлює їх з лівої сторони. Вікно завішене шторками, які
запобігають виникненню відблисків, затемнених плям на моніторах при
попаданні прямого світла.
Важливе значення мають параметри мікроклімату в приміщенні, оскільки
безпосередньо впливають на роботу та здоров’я співробітника. Згідно ДСН
3.3.6.042–99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень» нормативні
значення основних факторів мікроклімату наступні:
1) Температура повітря:
- в теплий період року 22-28 ˚С допустима (оптимальна 23-25 ˚С);
- в холодний період року 21-25 ˚С допустима (оптимальна 22-24 ˚С);
2) Вологість повітря:
- в теплий період року 40-60 %;
- в холодний період року 40-60 %;
3) Швидкість руху:
- в теплий період року – 0,1 м/с (допустима – 0,1-0,2 м/с);
- в холодний період року – 0,1 м/с (допустима – менше 0,1 м/с).
Фактичні значення даних параметрів становлять відповідно:
1) Температура повітря:
- в теплий період року 31-32 ˚С;
- в холодний період року 23-25 ˚С;
2) Вологість повітря:
54
- в теплий період року 50-52 %;
- в холодний період року 48-50 %;
3) Швидкість руху повітря:
- в теплий період року – 0,1-0,3 м/с;
- в холодний період року – 0,1-0,2 м/с.
З вище наведених факторів мікроклімату можна зробити висновок, що
швидкість і вологість повітря знаходяться в нормі згідно ДСН 3.3.6.042-99, крім
температури повітря в теплий період року. Тому рекомендовано встановити
систему кондиціювання повітря для підтримання температури повітря в теплий
період року в межах норми.
Також важливе значення має вплив на працюючих шуму, який випромінює
обладнання лабораторії. Персональні комп’ютери, які встановлені на робочих
місцях, створюють на робочих місцях працюючих шум, рівень якого досягає 40-
50 дБА. Згідно ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми виробничого шуму,
ультразвуку та інфразвуку» цей рівень повністю відповідає нормативному рівню
який становить 50 дБА. Тому, фактичне значення шуму не перевищує допустиме,
а отже негативно не впливає на працівників.
Основними джерелами електромагнітного поля на робочих місцях є
монітори комп’ютерів, а також системні блоки. Найбільше впливає
електромагнітне поле на органи зі слабкою терморегуляцією, що мають
недостатню кількість кровоносних судин або слабкий кровообіг. До таких органів
відносяться: головний мозок, око (кришталик), шлунок, сечовий міхур.
Функціональні зміни виявляються в передчасній стомленості, млявості,
головному болі. При систематичному опроміненні спостерігається зміна
кров'яного тиску (гіпертонія, гіпотонія), уповільнення пульсу, трофічні явища
(випадіння волосся, ламкість нігтів, лущення шкірного покриву). Величина
напруженості, що живить комп’ютерне обладнання 220 В, і споживана потужність
менше ніж 3,5 кВт, що не перевищує нормативне значення, визначене в ДСН 239-
96 «Державні санітарні норми і правила захисту населення від впливу
електромагнітних випромінювань».
55
Під час роботи працівник в більшості випадків працює з даними, які
виводяться програмним забезпеченням, з результатами розрахунків на екрані
монітора. Тому недостатня освітленість буде негативно впливати не тільки на
сам процес роботи, а й на організм працівника в цілому. Найменша
розрізненість об’єкту (в даному випадку об’єктом розрізнення і фоном є: текст
на моніторі та власне фон монітора, текст на аркуші паперу та аркуш, букви на
клавіатурі і клавіатура) складає від 0,15 до 0,3 мм, це відповідає високій
точності зорової праці. Розряд зорової праці – ІІ, підрозряд – Г. Контраст
відмінності об’єкту з фоном - великий.
Згідно з нормами освітлення ДБН В.2.5.28-2018 «Природне і штучне
освітлення» коефіцієнт природного освітлення (КПО) для даного типу зорової
праці дорівнює 1,5%. Робоче місце розташоване на відстані 1м від вікна і в цій
точці значення КПО становить 28-35 %. Отже, рівень природного освітлення є
достатнім.
Для темного і світлого часу доби в приміщені передбачене штучне
освітлення. Нормативне значення штучного загального освітлення (лк)
вибирається в залежності від характеристик зорової праці з урахуванням
найменшого розміру об’єкту розрізнення, фону, контрасту об’єкта.
Кімната обладнана трьома світильниками, кожний з яких має дві
люмінесцентні лампи денного світла типу 1x36 Вт TL/TLD. Для даного типу
зорової праці нормативне значення штучного загального освітлення складає
300 лк. Фактичне значення даного параметра складає 408-415 лк. Отже, рівень
штучного освітлення на робочому місці є достатнім відповідно ДБН В.2.5.28-
2018 «Норми проектування. Природне і штучне освітлення».
Електропроводка мережі змінного струму в даному приміщенні
прихованого типу, що забезпечує захист працюючих в аудиторії від доторкання
до оголених проводів. Приміщення лабораторії відноситься до приміщень без
підвищеної небезпеки ураження працівників електричним струмом. Обладнання
встановлене в приміщенні живиться напругою 220В і споживає потужність менше
ніж 3,5 кВт. Деяке обладнання, зокрема системний блок персонального
56
комп’ютера, має металевий корпус, тому згідно з ДСТУ Б В.2.5-82:2016 в
лабораторії передбачена система захисного заземлення.
Інструктаж з техніки електробезпеки складений згідно НАОП 1.1.10-4.09-87
«Програми навчання безпеки праці робітників, до професій яких пред'являються
підвищені вимоги з техніки безпеки». Вступний інструктаж проводиться з усіма
працівниками, які щойно прийняті на роботу (постійну або тимчасову) незалежно
від їх освіти, стажу роботи за цією професією або посади. Первинний інструктаж
проводиться на робочому місці до початку роботи на робочому місці. Інструктаж
проводить інженер по техніці безпеки, відповідно до НПАОП 0.00-4.12-05
«Типове положення про порядок проведення навчання і перевірки знань з питань
охорони праці».
Лабораторія за вибухопожежонебезпекою відноситься до приміщень типу
В, згідно з ДСТУ Б В.1.1-36:2016. В даній лабораторії забезпечуються необхідні
заходи щодо протидії виникнення пожежнонебезпечних ситуацій згідно з НАПБ
А.01.001-2014 «Правила пожежної безпеки України»:
- будівельні конструкції необхідного ступеня вогнестійкості. Стіни
виготовлені з цегли, оштукатурені та пофарбовані водоемульсійною фарбою.
Стеля виготовлена методом перекриття приміщення залізобетонними плитами, а
підлога з кахельної плитки. Всі матеріали застосовані для будівництва та
оздоблення лабораторії пройшли перевірку і були дозволенні органами
державного санітарно-епідеміологічного нагляду;
- приміщення обладнане порошковим вогнегасником ВП-5, який
знаходиться на стіні біля дверей з вільним доступом до нього;
- план евакуації розміщений на стіні з вільним доступом до неї (ДБН
В.1.1.7-2016). Для попередження пожежі в лабораторії використовується
електрична пожежна сигналізація «Орион» променевого типу та теплові датчики
типу (ИП-105) у кількості 4 шт (ДБН В.2.5.56-2014).
Інструкції на випадок пожежі складенні відповідно до НАПБ А.01.001-2014
«Правила пожежної безпеки України».
57
Отже, після проведення детального аналізу та опису виробничого
приміщення і робочого місця, можу зробити висновок, що всі фактори
лабораторії, окрім температури повітря в теплий період року, що перевищує
норми відповідно до ДСН 3.3.6.042-99, відповідають своїм нормативним
значенням. Тому пропонується встановити в приміщенні систему
кондиціонування повітря.
7.2.2 Розробка системи кондиціювання повітря лабораторії
Сучасні кондиціонери стали невід’ємною частиною нашого повсякденного
життя, забезпечуючи комфортне та затишне перебування всередині приміщень.
Вони здатні створити оптимальний мікроклімат, підтримуючи приємну
температуру та рівень вологості у повітрі. Існує безліч видів кондиціонерів, кожен
з яких має свої особливості, переваги та обмеження.
В даний час не існує загальноприйнятої у всіх країнах класифікації видів та
типів кондиціонерів. Це викликано насамперед різноманітністю кліматичних
умов, вимогами до енергоефективності та обмеженнями пов’язаними з монтажем
та встановленням кондиціонерів. Тим не менш, можна умовно розділити системи
кондиціювання на види та типи, за декількома ознаками, наведеними в таблиці.
Критерій класифікації Вид кондиціонера
моноблок, спліт-система, мульти-
Тип кондиціонера спліт система, мультизональна
система
Тип компресора неінверторний, інверторний
настінний, підлоговий, касетний,
Тип внутрішнього блоку
канальний, консольний
Режим роботи на обігрів стандартний, тепловий насос
58
Спліт-системи є одним із найбільш популярних та поширених типів
кондиціонерів. Вони складаються з двох основних блоків – внутрішнього та
зовнішнього.
Внутрішній блок встановлюється всередині приміщення, зазвичай на стіну
або стелю, та відповідає за охолодження чи обігрів повітря. Зовнішній блок, у
свою чергу, встановлюється зовні будівлі та містить компресор, який відповідає
за циркуляцію холодоагенту та його обробку.
Спліт-системи працюють за принципом циклічного процесу охолодження та
обігріву. Холодоагент, що знаходиться всередині системи, циркулює по
замкнутому контуру, змінюючи свій стан від рідкого до газоподібного і назад.
Компресор у зовнішньому блоці стискає газоподібний холодоагент, підвищуючи
його тиск та температуру. Потім гарячий газоподібний холодоагент надходить у
внутрішній блок, де відбувається передача тепла з повітря в приміщенні до
холодоагенту, в результаті повітря охолоджується. Під час обігріву відбувається
зворотний процес.
За рахунок циркуляції холодоагенту між внутрішнім і зовнішнім блоками, а
також за рахунок переходу його з одного агрегатного стану в інший і назад
здійснюється перенос тепла між блоками і приміщення охолоджується.
Таким чином, електроенергія витрачається тільки на стискання та
переміщення холодоагенту, за рахунок чого досягається суттєва економія коштів.
Переваги спліт-систем:
- функціональність: спліт-системи пропонують користувачеві широкий
набір базових та додаткових функцій;
- простота установки: у більшості випадків монтаж спліт-систем займає
близько 3-х годин і може бути виконаний за готовим ремонтом;
- ефективне охолодження та обігрів: спліт-системи забезпечують швидке та
ефективне охолодження у спекотні дні, а також надійне обігрів у холодні періоди;
- індивідуальне регулювання: кожен внутрішній блок спліт-систем дозволяє
індивідуально налаштовувати температуру в різних приміщеннях, забезпечуючи
комфорт для кожного користувача.
59
- тиха робота: сучасні спліт-системи мають технології, які роблять їх роботу
більш тихою, що особливо важливо для використання в спальнях та інших
приміщеннях, де потрібен мінімальний рівень шуму;
- простота установки: установка спліт-системи не потребує складних
будівельних робіт, і вона займає менше місця, ніж деякі інші типи кондиціонерів;
- естетичний вигляд: внутрішні блоки спліт-систем можуть мати
компактний та стильний дизайн, що добре поєднується з інтер’єром приміщення;
- економія енергії: сучасні спліт-системи оснащені енергоефективни-ми
технологіями, що дає змогу знизити витрати на електроенергію в порівнянні з
іншими системами кондиціювання;
- можливість фільтрації повітря: деякі моделі спліт-систем оснащені
фільтрами, які вловлюють пил, бактерії та алергени, що сприяє створенню
здоровішої атмосфери в приміщенні;
- віддалене керування: багато спліт-систем мають функцію віддаленого
керування, яка дозволяє контролювати роботу кондиціонера за допомогою
смартфона або пульта дистанційного керування;
- довгий термін служби: при правильній експлуатації та регулярному
технічному обслуговуванні спліт-системи можуть служити тривалий час без
зниження ефективності роботи;
- універсальне застосування: спліт-системи підходять для використання в
житлових будинках, офісах, магазинах, ресторанах та інших приміщеннях, де
потрібен комфортний клімат повітря;
- доступне обслуговування: обслуговування спліт-систем простіше, ніж у
інших типів систем кондиціювання і тому коштує дешевше
Спліт-системи є універсальними та багатофункціональними
кондиціонерами, які можуть бути використані у різних приміщеннях та сферах
діяльності.
Моноблочний кондиціонер - це тип кондиціонера, що складається з одного
блоку, в якому знаходяться одночасно всі основні елементи холодильного
контуру: компресор, випарник, конденсатор і вентилятори.
60
Такі системи можуть відрізнятися за розмірами та потужністю
охолодження, залежно від задачі, яку вони покликані вирішувати.
Види моноблочних кондиціонерів:
- віконні кондиціонери: призначені для маленьких приміщень та
встановлюються стаціонарно у стіну або на вікно;
- мобільні кондиціонери: встановлюються на підлозі та можуть бути
переміщені з приміщення до приміщення;
- дахові кондиціонери: моноблочні системи, призначені для приміщень
великого обсягу, торгових залів, виставкових павільйонів тощо.
Канальні кондиціонери є прихованими системами кондиціонування повітря,
які встановлюються в стельовий простір або в проміжки між стелею і
перекриттям. Ці системи забезпечують рівномірний розподіл охолодженого
повітря по всьому приміщенню та ідеально підходять для великих комерційних та
офісних приміщень.
Канальні кондиціонери складаються з основного блоку, який
встановлюється в технічне приміщення або на даху будівлі, та канальних
повітроводів, які розходяться від основного блоку та проходять по стельовому
простору. Повітропроводи мають ряд отворів, через які охолоджене повітря
надходить у приміщення. Управління такою системою здійснюється за
допомогою пульта дистанційного керування.
Касетні кондиціонери – це тип кондиціонерів, який встановлюється в
стельовий простір приміщення і здатний рівномірно розподіляти охолоджене
повітря. Вони широко використовуються в комерційних та офісних приміщеннях,
де потрібне ефективне охолодження за мінімальної видимості самого
кондиціонера.
Мобільні кондиціонери – це переносні та компактні пристрої, призначені
для охолодження повітря в невеликих приміщеннях або в тих місцях, де
встановлення інших типів кондиціонерів не є можливим або практичним. Вони
забезпечують зручність та гнучкість використання, оскільки не вимагають
постійної установки та можуть бути переміщені з одного приміщення до іншого.
61
Мобільні кондиціонери працюють за тим же принципом циклічного
охолодження повітря, що інші типи кондиціонерів. Вони мають вбудований
компресор та випарник, що дозволяє стискати та переводити холодоагент з
газоподібного стану в рідкий, а потім назад. Охолоджене повітря виходить із
пристрою і прямує до приміщення, а гарячий газовий холодоагент виводиться
назовні через спеціальний шланг або трубку.
Віконні кондиціонери є компактними та зручними пристроями для
кондиціювання повітря, які встановлюються безпосередньо на вікно або у
спеціальний отвір у стіні. Вони призначені для охолодження невеликих
приміщень і широко використовуються в будинках, квартирах, офісах та інших
місцях, де потрібне швидке та ефективне охолодження повітря.
Неінверторні кондиціонери, також відомі як on-off або звичайні
кондиціонери, це класичний тип кондиціонерів, який має постійну потужність
компресора і не регулює його швидкість в залежності від температури повітря.
На відміну від інверторних кондиціонерів, у яких регулюється швидкість
компресора, неінверторні працюють у двох режимах: включені на повну
потужність або вимкнені.
Інверторні кондиціонери є більш прогресивним типом кондиціонерів, який
відрізняється від неінверторних моделей тим, що використовує технологію
інверторного керування для регулювання роботи компресора та іноді
вентиляторів внутрішнього та зовнішнього блоків. Замість постійної роботи на
повній потужності кондиціонери з інверторним керуванням можуть змінювати
швидкість компресора, що дозволяє їм ефективніше адаптуватися під
навантаження і точніше підтримувати цільову температуру в приміщенні.
Інверторна технологія дозволяє реалізувати суттєву економію
електроенергії та досягти високих класів енергоефективності.
Розрахунок проводиться для теплого періоду року на охолодження.
Розрахунок необхідно провести для приміщення з розмірами: довжина 6 м,
ширина 4 м, висота 3 м, і наступними кліматичними умовами: температура
повітря в середині приміщення 31 ºС, вологість повітря 50%, кількість працюючих
62
- 3 особи, категорія робіт - легка, швидкість руху повітря не більше 0,1 м/с.
Максимальна температура зовнішнього повітря 35 ºС.
Теплонадходження в приміщення
Теплонадходження від сонячної радіації через вікно:
Q1 SВ QВ , (7.1)
де SВ 2 1,5 3,0 - площа вікна, м2,
QВ - теплонадходження через вікно (південно-східна орієнтація) - 440 Вт/м2,
Q1 SВ QВ 2 1,5 440 1320 Вт.
Теплонадходження через зовнішню стіну:
Q2 S SВ QC ,
(7.2)
Q2 4 3 2 1,558 522 Вт.
де S - площа конструкції (зовнішньої стіни), м2,
SВ - площа вікна, м2,
Qc - теплонадходження від стіни (південно-східна орієнтація) - 58 Вт/м2.
Теплонадходження від штучного освітлення:
N n P
Q3 ,
k (7.3)
де k - коефіцієнт для люмінесцентних ламп,
N - кількість світильників,
n - кількість ламп,
P - потужність лампи,
3 2 36 216
Q3 186 Вт.
1,16 1,16
Так як теплонадходження від штучного освітлення нижчі за
теплонадходження від сонячної радіації, то ми їх не враховуємо.
Теплоємність повітря:
Q4 V VМ k, (7.4)
де V - об’єм приміщення, м3,
63
V - об’єм, який займають меблі, м3
м ,
k - на 1 м3 - 6 Вт,
Q4 6 4 3 6 13 6 324 Вт.
Теплонадходження від людей:
Q5 130 3 390 Вт.
Теплонадходження від техніки:
Комп’ютери (3 шт) - Q6 3400 1200 Вт,
Лазерний принтер (2 шт) - Q7 2350 700 Вт.
Загальне теплонадходження:
Qзаг Q1 Q2 Q4 Q5 Q6 Q7 1320 522 324 390 1200 700 4456
Вт (7.5)
Для підтримки оптимальної температури необхідний кондиціонер
потужністю не менше 4,5 кВт. Згідно отриманих за розрахунками даних обираємо
кондиціонер MITSUBISHI ELECTRIC MSZ-EF50VE3S/MUZ-EF50VE.
Рисунок 7.1 - Кондиціонер MITSUBISHI ELECTRIC MSZ-EF50VE3S/MUZ-
EF50VE
Загальні характеристики кондиціонеру MITSUBISHI ELECTRIC MSZ-
EF50VE3S/MUZ-EF50VE
1. Тип - настінна спліт-система;
2. Робоча площа – до 50 м2;
64
3. Максимальна довжина комунікацій -15 м;
4. Основні режими: охолодження / обігрів;
5. Максимальний повітряний потік – 10,5 куб. м/хв.;
6. Потужність в режимі охолодження - 5000 Вт;
7. Потужність в режимі обігріву - 5800 Вт;
8. Електрична потужність при обігріві - 1580 Вт;
9. Електрична потужність при охолодженні - 1560 Вт.
Керування
1. Пульт дистанційного керування;
2. Таймер включення/вимкнення.
Габарити
1. Габаритні розміри внутрішнього блоку (ШхВхГ): 89,5x29,9x19,5 см;
2. Габаритні розміри зовнішнього блоку (ШхВхГ): 88x84x33 см.
Загальне
1. Рівень шуму внутрішнього блока (хв/макс) - 30 дБ / 52 дБ;
2. Тип холодоагенту - R 410А;
3. Фаза – однофазний;
4. Фільтри тонкого очищення повітря (бактерицидний з іонами срібла);
5. Регулювання швидкості повертання вентилятора, кількість швидкостей –
3.
7.3 Економічний розділ
В даному дипломному проекті розробляється електронний регулятор
контролю натягу нитки. Замовником таких регуляторів є підприємства легкої
промисловості на яких відбувається виробництво тканин з натуральних та
штучних волокон на ткацьких верстатах типу PN.
Регулятор виготовляється на мілкосерійному виробництві під конкретні
замовлення підприємств та під конкретне обладнання. Електронний регулятор є
пристроєм вузького профілю і використовується тільки на швидкісних ткацьких
верстатах.
65
Всього потреба в цьому пристрої в обраному секторі ринку на даний час
складає 1680 регуляторів.
Середньомісячний випуск пристроїв складає 140 регуляторів.
Вихідні дані:
Таблиця 7.1 - Норми витрат матеріалів
Одиниця
Матеріали Значення
виміру
Матеріали основні
1. Текстоліт двосторонній Шт. 1680
2. Текстоліт односторонній Шт. 1680
Всього матеріали основні Шт. 3360
Матеріали допоміжні
1. Хлорне залізо Кг 1,2
2. Припій Кг 504
Всього матеріали допоміжні Кг 505,2
Таблиця 7.2 - Застосування покупних виробів
Одиниця
Назва виробів Кількість
виміру
1. Електродвигун Шт. 1680
2. Редуктор черв’ячний Шт. 1680
3. Пускач магнітний Шт. 5040
4. Реле проміжне Шт. 1680
5. Трансформатор Шт. 1680
6. Автоматичний вимикач Шт. 1680
7. Конденсатори пускові Шт. 6720
8. Корпус Шт. 1680
9. З’єднувальні кабелі м 6720
66
10. З’єднувальні дроти м 5040
11. Гвинти для кріплення Тис. шт. 42
12. Комплект радіоелементів Шт. 1680
Таблиця 7.3 - Дані про трудомісткість робіт
Норми трудомісткості,
Види робіт Середній розряд
нормогодин
1. Травлення плат 3 1
2. Пайка плат 3 1,52
3. Збирання регулятора 4 1,2
4. Контроль 4 1,2
Таблиця7.4- Дані про спеціальне оснащення
Вид оснащення Кількість одиниц (Чо)
1. Трафарети для плати Е38 2
2. Трафарет для плати Е39 1
Розрахунки прямих матеріальних витрат
Hopми витрат і ціни придбання прямих матеріальних витрат ведуть за
формою таблиці 7.5.
Таблиця 7.5 - Розрахунок прямих матеріальних витрат
Найменування матеріалу Одиниця Ціна Норма Витрати,
виміру одиниці, витрат гри/виріб
грн.
1 2 3 4 5
1. Матеріали основні (Мо)
1.Текстоліт двосторонній Шт. 25 1 25
2.Текстоліт односторонній Шт. 10 1 10
Разом 35 2 35
2. Матеріали допоміжні технологічні (Мдт)
1. Хлорне залізо Кг. 50 0,01 0,5
67
2. Припій Кг. 35 0,1 3,5
Разом 85 4
3. Покупні вироби (Пв)
1. Електродвигун Шт. 230 1 230
2. Редуктор черв’ячний Шт. 100 1 100
3. Пускач магнітний Шт. 20 3 60
4. Реле проміжне Шт. 7 1 7
5. Трансформатор Шт. 30 1 30
6. Автоматичний вимикач Шт. 17 1 17
7. Конденсатори пускові Шт. 10 4 40
8. Корпус Шт. 60 1 60
9. З’єднувальні кабелі М 3 4 12
10. З’єднувальні дроти М 0,6 3 1,8
11. Гвинти для кріплення тис. шт. 10 0,02 0,2
12. Комплект радіоелементів Шт. 180 1 180
Разом 667,6 738
Всього (Мо+Мдт+Пв) 787,6 777
Вартість відходів:
Вп = (Мо + Мдт)5% (7.1)
Одже:
Вп = (35 + 4) 5 = 195 грн.
При розрахунках собівартості продукції величина Вп віднімається від
загальної суми витрат.
68
Висновки
Як вже було сказано раніше, однією з найбільших проблем в процесі
виготовлення тканин на ткацьких верстатах, є проблема утворення смуг на
тканині в момент пуску ткацького верстата в роботу. Це викликано надмірним чи
недостатнім натягом ниток основи в момент пуску. Застосування електронного
регулятора контролю натягу ниток дає змогу більш точного натягу ниток основи в
момент пуску ткацького верстата в роботу та під час роботи верстату.
Виготовлення електронного регулятора контролю натягу нитки не
потребує значних витрат оскільки він виготовляється зі стандартних частин та
радіоелементів.
Регулятор має просту конструкцію та легкий в монтажі та під час
експлуатації. Під час монтажу коробку розподілення електронного регулятора
контролю натягу нитки кріплять до підлоги за допомогою спеціальних болтів –
саморізів, а асинхронний електродвигун з черв’ячним редуктором безпосередньо
до бокової частини ткацького верстату.
Експлуатація електронного регулятора контролю натягу нитки також не
потребує значних зусиль. Всі елементи настройки регулятора знаходяться на платі
керування, що дозволяє легко налаштовувати та переналаштовувати електронний
регулятор під час експлуатації.
Електронний регулятор контролю натягу нитки простий в ремонті,
оскільки, як уже було сказано вище, всі деталі стандартні та можуть бути легко
замінені на аналогічні інших фірм-виробників чи на подібні.
З економічної точки зору застосування електронного регулятора контролю
натягу нитки також дає значну користь, оскільки, як уже було сказано вище,
нерівномірність подачі основи на ткацькому верстаті викликає появу браку під
час ткацтва.
Застосування індукційного датчика, що кріпиться на скавло ткацького
верстату дозволяє контролювати найменше відхилення натягу ниток основи від
69
заданого значення, а отже зменшити чи навіть повністю усунути появу смуг на
тканині.
Сигнал від індукційного датчика підсилюється операційним підсилювачем
та йде до схеми порівняння із заданим значенням напруги. При сигналі, що
більший чи менший від заданого, блок керування через блок перетворювача
відповідно зменшує або збільшує частоту обертів валу асинхронного
електродвигуна.
Також використання електронного регулятора контролю натягу нитки дає
можливість забезпечити оптимальне значення натягу ниток основи під час пуску
та підготовки ткацького верстату до роботи.
Отже електронний регулятор контролю натягу нитки має значну користь
під час його практичного застосування на ткацьких верстатах. Він дозволяє
зменшити кількість браку під час роботи ткацького верстату та підготовки його до
пуску, а також збільшити швидкість виготовлення тканин з натуральних та
штучних волокон.
70