Автоматичний пристрій контролю наповненості газових балонів при їх заряджанні

Бабак, Богдан Віталійович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8448

Title:	Автоматичний пристрій контролю наповненості газових балонів при їх заряджанні
Authors:	Бондаренко, Максим Олексійович Бабак, Богдан Віталійович
Keywords:	газове зварювання;кисневі балони;контроль наповненості;автоматичний пристрій
Issue Date:	6-Jun-2025
Abstract:	У тексті обґрунтовано актуальність розробки автоматичного пристрою контролю наповненості кисневих балонів для підвищення точності, безпеки та ефективності процесу їх заряджання. The text substantiates the relevance of developing an automatic filling control device for oxygen cylinders in order to improve the accuracy, safety, and efficiency of the charging process.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8448
Appears in Collections:	152 Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка (Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Диплом бакалавр_Бабак Б.pdf Restricted Access	КРБ Бабак Б.	3.74 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ,
АВТОТРАНСПОРТУ ТА МАШИНОБУДУВАННЯ
КАФЕДРА ПРИЛАДОБУДУВАННЯ, МЕХАТРОНІКИ ТА
КОМП‘ЮТЕРИЗОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Допущено до захисту
Завідувач кафедри ПМКТ
_______ Максим БОНДАРЕНКО
«___» ___________ 2025 р.

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
ДО КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ БАКАЛАВРА

на тему «Автоматичний пристрій контролю
наповненості газових балонів при їх заряджанні»

Виконав: здобувач освітнього рівня
«бакалавр» 4 курсу, групи М–14
спеціальності: 152 – Метрологія та
інформаційно-вимірювальна техніка
освітньої програми: Метрологія та
інформаційно-вимірювальна техніка
Богдан БАБАК
Керівник Максим БОНДАРЕНКО
Рецензент Віктор АНТОНЮК

Кваліфікаційна робота бакалавра містить результати власних здобутків автора.
Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне
джерело
підпис

Черкаси – 2025

Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра приладобудування, мехатроніки та комп’ютеризованих технологій

Освітній рівень: бакалавр
Спеціальність: 152 – Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка
Освітня програма: Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка

«ЗАТВЕРДЖУЮ»
Завідувач кафедри ПМКТ

___________ Максим БОНДАРЕНКО
«_____» _______________ 2025 р.

ЗАВДАННЯ
НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ БАКАЛАВРА

Бабака Богдана Віталійовича
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема роботи: Автоматичний пристрій контролю наповненості
газових балонів при їх заряджанні

керівник роботи Бондаренко Максим Олексійович, д-р техн. наук, професор
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
затверджені наказом закладу вищої освіти від “ 05 ” березня 2025 року № 63/03-03.
2. Строк подання здобувачем освіти КРБ на кафедру: “ 09 ” червня 2025 року
3. Вихідні дані до роботи: Живлення від мережі змінного струму (50±0,5) Гц з номінальною
наругою 220 В ±10%. Вихідна потужність пристрою – 30 Вт – 75 Вт. Пристрій
призначений для роботи у закритих стаціонарних приміщеннях при температурі
оточуючого середовища в межах від -5 до +45 ºС. Середній термін служби – не менше
5 років. Вірогідність безвідмовної роботи пристрою за 45 тис.годин – 0,95. Клас
пожежної безпеки – С; категорія пожежної безпеки будівлі, де працює прилад – А.
Габаритні розміри 200×200×40 мм. Ступінь захисту корпусу – IP44
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
М14.02625.001 ЗВ Інтерфейс пристрою контролю наповненості. Креслення загального
вигляду. (А1) М14.02625.001 Е1 Пристрій контролю наповненості. Схема електрична
структурна. (А1) М14.02625.001 Е3 Пристрій контролю наповненості. Схема електрична
принципова. (А1) М14.02625.001.01 Плата пристрою контролю наповненості. Плата
друкована (А1) М14.02625.001 СК1 (А1)

6. Консультанти розділів роботи
Підпис, дата
Прізвище, ініціали та посада
Розділ завдання завдання
консультанта
видав прийняв
Кожемякін О.С.,
старший викладач кафедри геодезії,
Охорони праці
землеустрою, будівельних конструкцій
та безпеки життєдіяльності

Тичков В.В., канд. техн. наук,
Нормоконтроль
доцент кафедри ПМКТ

7. Дата видачі завдання: “ 05 ” березня 2025 року

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
Крайній строк
№ виконання
Назва етапів кваліфікаційної роботи Прим.
з/п етапів роботи,
дата / місяць
1 Огляд літературних джерел по існуючим аналогам 12.24 вик
2 Патентний пошук 12.24 вик
3 Розробка структурної схеми 02.25 вик
4 Розробка принципової електричної схеми 02 - 03.25 вик
5 Розрахунок основних вузлів пристрою 03 - 04.25 вик
6 Технологічний розділ 04 - 05.25 вик
7 Охорона праці 04 – 05.25 вик
8 Висновки, додатки 05.25 вик
9 Оформлення креслень 03 – 05.25 вик

Здобувач освіти _____________ Богдан БАБАК

Керівник роботи _____________ Максим БОНДАРЕНКО

ЗМІСТ

стор.
Вcтуп ………………………………………………………………………… 6
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного
аналізу літературних джерел ……………...……………...…..……….... 7
1.1 Загальні відомості про балони, що використовуються для
стиснутих газів ………………………………………………………….8
1.2. Методи контролю балонів в процесі їх виготовлення. Техніка
безпеки при поводженні з тарою для стиснутих газів ……………….1 6
2 Обґрунтування технічного завдання ………………………..….………...2. 0
3 Розробка структурної схеми …………….………………..…………….…2 1
4 Розробка електричної принципової схеми ……………………….………2 2
5 Розрахунок основних елементів схеми……………..…………………….2 5
5.1. Вибір одноопераційного тиристора управління іонізатором ……. 25
5.2. Розрахунок силового трансформатора …………………………….. 28
5.3. Розрахунок резонансної схеми нагрівального індуктора ………… 31
6 Технологічний розділ …………………………………………………….. 36
6.1. Технологія виготовлення друкованих плат …………………….…. 36
6.2. Автоматизація виготовлення друкованих плат …………………… 39
6.3. Технологія монтажу SMD елементів ………………………………. 41
6.4. Особливості контролю та ремонту виробів з поверхневим
монтажем …………………………………………………….……… 44
7 Охорона праці ……………………………………………………………..4 6
7.1. Аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають в процесі
заряджання та експлуатації кисневих балонів та трубопроводів …4 6
7.2. Загальні вимоги безпеки при експлуатації кисневих балонів
та трубопроводів ………....................................................................... 48

М14.02625.001 ПЗ

Змн Лист № докум. Підпис Дата

Розроб Бабак Б.В. Літ. Арк. Аркушів

Перевір Бондаренко М.О. 4 7 9
Пояснювальна
Т. контр. Бондаренко М.О.
Н. Контр. Тичков В.В. записка ЧДТУ, М–14
Затв. Бондаренко М.О.

стор.
7.3. Безпека при зберіганні кисневих балонів і в процесі подачі кисню 5 5
7.4. Безпека під час транспортування і переміщення кисневих балонів 57
Висновки …………………………………………………………………….. 59
Список використаних джерел ………………………………………….….. 60
Додатки ………………………………………………………………….….. 63
Додаток А Перелік нормативних документів ...............................................6 3
Додаток Б Комплект документів на технологічний процес складання
друкованої плати ..............................................................................................6 5
Додаток В Відомість технічного проекту .................................................... 69
Додаток Г Специфікація і перелік елементів електричної схеми ............. 70
Арк.
М14.02625.001 ЗП
5
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Вступ

Спосіб газового (кисневого) зварювання був розроблений в кінці
минулого століття, коли починалося промислове виробництво кисню, водню і
ацетилену. У той період газове зварювання було основним способом
зварювання металів і забезпечувала отримання найбільш міцних зварних
з'єднань. Надалі зі створенням і впровадженням високоякісних електродів для
дугового зварювання, автоматичного і напівавтоматичного дугового
зварювання під флюсом і в середовищі захисних газів (аргону, гелію і
вуглекислого газу та ін.), Газове зварювання була поступово витіснена з
багатьох виробництв цими способами електричного зварювання. Проте, і до
теперішнього часу газове зварювання металів поряд з іншими способами
зварювання широко застосовується в народному господарстві.
У даній кваліфікаційній роботі розглядається невід'ємний елементи
даного виду зварювання - балони для зрідженого кисню. Аналізуються три
основні видами балонів, їх призначення, а також заходи безпеки при роботі з
ними і їх транспортуванні. За для цього, в процесі наповнення балонів для
забезпечення їх оптимальної наповненості (недозаповнений балон зменшує
тиск в системі подачі газу, тим самим зменшуючи її ККД; перезаповнений
балон спонукає до зайвого витіку газу і навіть вибуху балону) необхідно
використовувати спеціалізоване обладнання та спеціально розроблені для
цього завдання пристрої.
Таким чином, розробка автоматичного пристрій контролю наповненості
газових балонів при їх заряджанні, що дозволяє швидко, точно та ефективно
керувати процесом наповнення кисневих балонів є завданням важливим,
актуальним, вирішенню якого присвячена дана кваліфікаційна робота.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
6
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

1. Обґрунтування необхідності проектування
на основі критичного аналізу літературних джерел

В результаті підготовки до патентного пошуку аналогів з досліджуваної
тематики було визначено, що патентний пошук слід здійснювати за МКИ F17C
1/16 [2], де:
Розділ F – Машиностроение; освітлення; опалення; зброя та боєприпаси;
вибухові роботи
F17 Зберігання або розподіл газів або рідин
F17C Судини для приміщення або зберігання газів в стислому,
зрідженому або твердому стані; газгольдери постійної ємності; наповнення
судин газами в стислому, зрідженому або твердому стані або випуск їх з судин
F17C 1/00 Судини високого тиску, наприклад газові балони,
резервуари для газу, замінні патрони або балончики
F17C 1/16 ... виготовлені з пластмас
Вивчення літературних джерел слід виконувати за УДК [3], зокрема
досліджувана тематика відноситься до УДК 66.076.5, де:
66 Хімічна технологія. Хімічна промисловість. Харчова
промисловість. Металургія. споріднені галузі.
66.07 Хімічна технологія газів
66.076 Збір, накопичення і зберігання газів. Ємності для зберігання
газів. Газгольдери
66.076.5 Циліндри, бутлі і їм подібні судини (контейнери) для газів.
газові балони

В результаті здійсненого пошуку та аналізу інформаційних джерел
особливий інтерес викликали прилади, про які мова йтиме далі.
По-перше розглянемо основні відомості про наповнення балонів
стисненими газами, а також про приладі та способи їх наповнення.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
7
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

1.1. Загальні відомості про балони для стиснутих газів
Для зберігання і транспортування стиснутих, зріджених і розчинених
газів, що знаходяться під тиском, застосовують сталеві балони. Балони мають
різну місткість - від 0,4 до 55 дм3.
Балони представляють собою сталеві циліндричні судини, в горловині
яких є конусний отвір з різьбленням, куди ввертається запірний вентиль. Для
кожного газу розроблені свої конструкції вентилів, що виключає установку
кисневих вентилів на ацетиленовий балон, і навпаки. На горловину щільно
насаджується кільце із зовнішнім різьбленням, що служить для накручення
запобіжного ковпака, який служить для запобігання вентиля балонів від
можливих ударів при транспортуванні.
Балони для стиснених, зріджених і розчинених газів виготовляють
згідно ДСТУ ГОСТ 949-73 з безшовних труб вуглецевої і легованої сталі. Для
зріджених газів при робочому тиску не більше 30 кгс/см2 допускається
застосування зварних балонів. Вимоги до балонів регламентуються правилами
Держтехнагляду.
Залежно від роду газу, що знаходиться в балоні, балони фарбують зовні
в умовні кольори, а також відповідної кожному газу фарбою наносять
найменування газу. Наприклад, кисневі балони фарбують у блакитний колір,
а напис роблять чорною фарбою, ацетиленовий - в білий і червоною фарбою,
водневі - в темно-зелений і червоною фарбою, пропан - в червоний і білою
фарбою. Частина верхній сферичній частині балона не фарбується і вибивають
на ній паспортні дані балона: тип і заводський номер балона, товарний знак
заводу-виготовлювача, маса порожнього балона, місткість, робочий і
випробувальний тиск, дата виготовлення, клеймо ОТК і клеймо інспекції
Держгіртехнагляду, дата наступного випробування. Балони періодично через
кожні п'ять років піддають огляду та випробуванню.
Кисневі балони Кисневий балон являє собою сталевий циліндр з
сферичним днищем і горловиною для кріплення запірного вентиля. На нижню
Арк.
М14.02625.001 ЗП
8
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

частину балона насаджується башмак, що дозволяє ставити балон
вертикально. На горловині є кільце з різьбленням для накручення захисного
ковпака. Середня рідинна місткість балона 40 дм3. При тиску 15 МПа він
вміщує ~ 6000 дм3 кисню.
Ацетиленові балони. Ацетиленові балони фарбують у білий колір і
роблять на них напис червоною фарбою «Ацетилен». Їх конструкція
аналогічна конструкції кисневих балонів. Тиск ацетилену в балоні 1,5 МПа. У
балоні знаходиться пориста маса (активізований вугілля) і ацетон. Розчинення
ацетилену в ацетоні дозволяє помістити в малому обсязі велика кількість
ацетилену. Розчинений в ацетоні ацетилен просочує пористу масу і стає
безпечним.
Ацетиленовий балон заповнюється пористою масою з розрахунку ок.
320 г на 1 л ємності балона, тобто близько 13 кг маси пористої.
Ацетон заправляють з розрахунку 250-300 г на 1 л ємності балона.
Перебуваючи в порах розчиненим в ацетоні, ацетилен стає вибухобезпечним
від тиску до 30 кгс/см2, але тиск 19 кгс/см2 встановлено по ГОСТ 5457-60.
Коли відкривають вентиль, ацетилен виділяється з ацетону і у вигляді
газу виходить через редуктор в шланг до пальника.
Для визначення кількості ацетилену в балоні останній зважують до і
після наповнення або часткового витрачання. Якщо вага повного балона 89 кг,
порожнього - 83 кг, то кількість ацетилену в балоні одно: за вагою 89 кг - 83
кг = 6 кг, за обсягом: 6: 1,09 = 5,5 м3, так як при 20 С щільність 1 м3 ацетилену
(вага) = 1,09 кг. Вага порожнього, але готового до заправки балона вибивається
на сферичній частині балона.
При відборі ацетилену з балона несеться до 150 г ацетону після
вироблення однієї заправки.
Ацетиленові балони мають ті ж розміри, що і кисневі.
У вентилів ацетиленових балонів немає приєднувальних різьби, тому
редуктори для них кріпляться спеціальним хомутом, наявними на редукторі.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
9
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Балони для пропан-бутану. За конструкцією ці балони є зварними з
листової сталі товщиною 3 мм з поздовжнім і двома кільцевими швами по
днищ. До верхнього днища приварена горловина, до нижнього - черевик
(переривчастим швом).
Розрахунковий тиск газу для балона дорівнює 16 кгс/см2. Балони
заповнюють не більше 85% обсягу з розрахунку 0,425 кг зрідженого газу на 1
л його місткості.
Найбільшого поширення в промисловості мають балони ємністю 50 л
(на 21, 2 кг сжижаемого газу). Вага порожнього балона 23 кг без ковпака.
Кількість пропан-бутанової суміші в балоні можна визначити тільки
зважуванням і зіставленням результату з вагою порожнього балона, так як газ
в балоні знаходиться в зрідженому стані і тиск усередині балона залежить від
температури зрідженій фракції. Наприклад, при прогріванні рідкої фракції до
40 С тиск досягає 16 кгс/см2, а при мінус 41,5 є навіть в повному балоні тиску
не буде і не буде випаровування. Боковий штуцер вентиля балона має ліву
трубну різьбу діаметром 21,8 мм, 14 ниток на 1 дюйм, до якої приєднується
редуктор для пропану.
Забарвлення балона червона, напис - біла.
Запірні вентилі для балонів. Вентилі для ацетилену виготовляються зі
сталі і розраховані на робочий тиск 25 кг / см2.
У хвостовій частині вентиля, вкручувати в балон, поміщаються
повстяний фільтр і сталеві сітки з розміром осередків 1,4 мм, здатні служити
для захисту від частинок пористої маси, які можуть потрапити з ацетиленових
балонів в ущільнювач вентиля і приєднується до вентиля редуктор. Вентиль
не має маховика, так як останній завадив би надіти приєднувальний хомут з
натяжним гвинтом. Відкриття та закриття проводиться спеціальним ключем,
що надягають на квадрат шпинделя. На сідлі в корпусі вентиля розташовується
ебонітовий ущільнювач (п'ятачок), що відкриває і закриває вихід ацетилену з
балона.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
10
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Ущільнення між шпинделем і корпусом досягається за допомогою
шкіряних сальникових кілець, що спираються на металеве кільце і
стискаються сальниковой гайкою через шайбу. Оскільки ущільнювач виходу
ацетилену з балона зроблений з ебоніту, то не слід застосовувати великих
зусиль при закритті балона.
Пропанових вентилі мають сталевий корпус і по конструкції
відрізняються від інших тим, що в якості запірного пристрою
використовується мембрана з пружинного стали, або ущільнювач з
неметалічного матеріалу, але з ущільненням всієї шпиндельной системи
вентиля спеціальним гумовим панчохою - ніпелем.
Кисневі вентилі мають латунний корпус, так як латунь не горить в кисні.
Герметичність вентиля в зоні проходу шпинделя забезпечується сальником, а
також фібрової прокладкою, а останнім часом - капронової прокладкою, щоб
уникнути загоряння фібри.Для кріплення редуктора вентиль має різьблення
3/4 "тр.
Зберігання та транспортування балонів. Транспортування балонів
дозволяється тільки на ресорних транспортних засобах, а також на
спеціальних ручних візках або носилках. При бесконтейнерной
транспортуванні балонів необхідно дотримуватися таких вимог:
- на всіх балонах повинні бути до відмови навернені запобіжні ковпаки;
- кисневі балони повинні укладатися в дерев'яні гнізда; дозволяється
застосовувати металеві підкладки з гніздами, обклеєними гумою або іншими
м'якими матеріалами;
- кисневі балони повинні укладатися тільки поперек кузова машини так, щоб
запобіжні ковпаки були в одному боці; укладати балони допускається в межах
висоти бортів;
- навантаження і вивантаження балонів має здійснюватися робітниками, які
пройшли спеціальний інструктаж.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
11
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

При перевезенні в вертикальному положенні кисневих і ацетиленових
балонів допускається застосування тільки спеціальних контейнерів. Спільна
транспортування кисневих і ацетиленових балонів на всіх видах транспорту
забороняється, за винятком транспортування двох балонів на спеціальному
візку до робочого місця. У літню пору балони повинні бути захищені від
сонячних променів брезентом або іншими покриттями.
Переміщення балонів в межах робочого місця дозволяється виробляти
кантуванням в похилому положенні. Переміщення балонів з одного
приміщення в інше проводиться на спеціальні візках або носилках. На робочих
місцях балони повинні бути міцно закріплені у вертикальному положенні.
Балони з киснем, ацетиленом і іншими горючими газами, що
застосовуються для газового зварювання й наплавлення і різання металів,
необхідно зберігати в спеціальних приміщеннях (складах) або на відкритому
повітрі під навісом, що захищає від впливу сонячних променів і опадів. Щоб
уникнути утворення вибухових сумішей зберігання кисневих балонів з
горючими газами в одному приміщенні забороняється. Для зберігання балонів
у вертикальному положенні склад обладнується спеціальними підставками,
касетами і стелажами. Порожні балони з-під горючих газів і заповнені кисневі
балони, які не мають башмаків, зберігаються в горизонтальному положенні на
спеціальних стелажах. Балони, що зберігаються у вертикальному положенні,
повинні бути надійно захищені від падіння, для чег Балони для пропан-бутану
За конструкцією ці балони є зварними з листової сталі товщиною 3 мм з
поздовжнім і двома кільцевими швами по днищ. До верхнього днища
приварена горловина, до нижнього - черевик (переривчастим швом).
Розрахунковий тиск газу для балона дорівнює 16 кгс/см2. Балони
заповнюють не більше 85% обсягу з розрахунку 0,425 кг зрідженого газу на 1
л його місткості.
Найбільшого поширення в промисловості мають балони ємністю 50 л
(на 21, 2 кг сжижаемого газу). Вага порожнього балона 23 кг без ковпака.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
12
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Кількість пропан-бутанової суміші в балоні можна визначити тільки
зважуванням і зіставленням результату з вагою порожнього балона, так як газ
в балоні знаходиться в зрідженому стані і тиск усередині балона залежить від
температури зрідженій фракції. Наприклад, при прогріванні рідкої фракції до
40єС тиск досягає 16 кгс/см2, а при мінус 41,5 є навіть в повному балоні тиску
не буде і не буде випаровування. Боковий штуцер вентиля балона має ліву
трубну різьбу діаметром 21,8 мм, 14 ниток на 1 дюйм, до якої приєднується
редуктор для пропану.
Забарвлення балона червона, напис - біла.
Запірні вентилі для балонів. Вентилі для ацетилену виготовляються зі
сталі і розраховані на робочий тиск 25 кгс/см2.
У хвостовій частині вентиля, вкручувати в балон, поміщаються
повстяний фільтр і сталеві сітки з розміром осередків 1,4 мм, здатні служити
для захисту від частинок пористої маси, які можуть потрапити з ацетиленових
балонів в ущільнювач вентиля і приєднується до вентиля редуктор. Вентиль
не має маховика, так як останній завадив би надіти приєднувальний хомут з
натяжним гвинтом. Відкриття та закриття проводиться спеціальним ключем,
що надягають на квадрат шпинделя. На сідлі в корпусі вентиля розташовується
ебонітовий ущільнювач (п'ятачок), що відкриває і закриває вихід ацетилену з
балона.
Ущільнення між шпинделем і корпусом досягається за допомогою
шкіряних сальникових кілець, що спираються на металеве кільце і
стискаються сальниковой гайкою через шайбу. Оскільки ущільнювач виходу
ацетилену з балона зроблений з ебоніту, то не слід застосовувати великих
зусиль при закритті балона.
Пропанових вентилі мають сталевий корпус і по конструкції
відрізняються від інших тим, що в якості запірного пристрою
використовується мембрана з пружинного стали, або ущільнювач з
Арк.
М14.02625.001 ЗП
13
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

неметалічного матеріалу, але з ущільненням всієї шпиндельной системи
вентиля спеціальним гумовим панчохою - ніпелем.
Кисневі вентилі мають латунний корпус, так як латунь не горить в кисні.
Герметичність вентиля в зоні проходу шпинделя забезпечується сальником, а
також фібрової прокладкою, а останнім часом - капронової прокладкою, щоб
уникнути загоряння фібри. Для кріплення редуктора вентиль має різьблення
3/4 "тр.
Зберігання та транспортування балонів. Транспортування балонів
дозволяється тільки на ресорних транспортних засобах, а також на
спеціальних ручних візках або носилках. При бесконтейнерной
транспортуванні балонів необхідно дотримуватися таких вимог:
- на всіх балонах повинні бути до відмови навернені запобіжні ковпаки;
- кисневі балони повинні укладатися в дерев'яні гнізда; дозволяється
застосовувати металеві підкладки з гніздами, обклеєними гумою або іншими
м'якими матеріалами;
- кисневі балони повинні укладатися тільки поперек кузова машини так, щоб
запобіжні ковпаки були в одному боці; укладати балони допускається в межах
висоти бортів;
- навантаження і вивантаження балонів має здійснюватися робітниками, які
пройшли спеціальний інструктаж.
При перевезенні в вертикальному положенні кисневих і ацетиленових
балонів допускається застосування тільки спеціальних контейнерів. Спільна
транспортування кисневих і ацетиленових балонів на всіх видах транспорту
забороняється, за винятком транспортування двох балонів на спеціальному
візку до робочого місця. У літню пору балони повинні бути захищені від
сонячних променів брезентом або іншими покриттями.
Переміщення балонів в межах робочого місця дозволяється виробляти
кантуванням в похилому положенні. Переміщення балонів з одного
Арк.
М14.02625.001 ЗП
14
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

приміщення в інше проводиться на спеціальні візках або носилках. На робочих
місцях балони повинні бути міцно закріплені у вертикальному положенні.
Балони з киснем, ацетиленом і іншими горючими газами, що
застосовуються для газового зварювання й наплавлення і різання металів,
необхідно зберігати в спеціальних приміщеннях (складах) або на відкритому
повітрі під навісом, що захищає від впливу сонячних променів і опадів. Щоб
уникнути утворення вибухових сумішей зберігання кисневих балонів з
горючими газами в одному приміщенні забороняється. Для зберігання балонів
у вертикальному положенні склад обладнується спеціальними підставками,
касетами і стелажами, табл.1.1.
Порожні балони з-під горючих газів і заповнені кисневі балони, які не
мають башмаків, зберігаються в горизонтальному положенні на спеціальних
стелажах. Балони, що зберігаються у вертикальному положенні, повинні бути
надійно захищені від падіння, для чого їх зміцнюють спеціальними хомутами,
ланцюжками, ременями або встановлюють в спеціальні підставки.

Таблиця 1.1 – Порівняння основних типів балонів

Арк.
М14.02625.001 ЗП
15
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

1.2. Методи контролю балонів в процесі їх виготовлення. Техніка
безпеки при поводженні з тарою для стиснутих газів
Попадя в обмежений простір, іншими словами в посудину або ємність,
газ заповнює його рівномірно. Це обумовлено тим, що його молекули
знаходяться в постійному русі. Тому тиск рівномірно розподіляється в
посудині. Хаотичний рух молекул створюють силу давить на стінки посудини.
Не вдаючись в подробиці, визначимо, що тиск газу розраховується за
формулою на основі закону Ньютона.
Зазвичай тиск в газовому балоні побутового призначення становить
близько 1,6 МПа і може змінюватися в залежності від різних умов -
температури навколишнього середовища, складу газу в балоні, ступеня його
наповненості. Для різних видів газових балонів встановлені свої нормативи
тиску.
Газовий балон являє собою досить складне високотехнологічне
пристрій, головною частиною якого є ємність для зберігання, переміщення і
використання міститься в ньому газу. Різні гази використовуються у
виробництві, на транспорті, в побуті. Зараз подібне обладнання є практично
кожному і широко поширене. Приватними особами стиснений газ в балонах
використовується здебільшого в двох напрямках.
1. У побуті - для опалення і приготування їжі в будинках, де відсутня
підключення до магістрального газопостачання. В цьому випадку
використовуються балони зі зрідженим газом.
2. На дрібному і середньому виробництві - для зварювання та різання
металів при виконанні різних монтажних, будівельних і інших видів робіт. Тут
застосовуються балони зі стисненим повітрям, аргоном, киснем, вуглекислим
газом і інші.
3. Крім того, все більшого поширення набуває використання газового
обладнання в транспорті, оскільки це дозволяє значно економити на паливі в
порівнянні з бензином.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
16
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Як визначити, який тиск в газовому балоні?
Нормативний тиск газу в повному балоні - максимальне - обов'язково
вказується на бирці серед інших показників. Така бирка кріпиться на балон
після кожної періодичної перевірки. Також на етикетці вказується мінімальне
залишкове тиск, при якому балон вважається порожнім і не придатним до
безпосередньої експлуатації. Однак нерідко потрібно знати, який тиск в
газовому балоні в конкретний поточний момент. Точне знання цієї величини
дозволяє розрахувати кількість газу в балоні і на підставі цього знання
планувати свої подальші витрати та інші дії. Залишковий тиск газу в
неповному балоні вимірюють манометром, який встановлюється на газовий
балон. Манометр - це чутливий стрілочний прилад, який виходить з ладу при
перевищенні тиску, під яке розрахований. Тому для різних видів балонів
існують манометри відповідних типів. Якщо манометр показує нульове
залишкове тиск - це вірна ознака витоку газу, таким балоном користуватися не
можна, він прийшов в непридатність.
Фактори, що впливають на зміну тиску газу
1. Стиснення газів. Стиснення газів вважається основним показником,
що впливає на тиск. Чим більше кількість молекул в ємності, тим більше тиск.
2. Температура газу або газової суміші. Тиск змінюється, якщо на неї діє
два фактори - температура і об'єм газу. Рівномірний тиск досягається при
рівномірному впливі температури і кількості газової суміші в посудині.
Змінюючи один з факторів, відбувається зміна тиску газової суміші.
Температура газу нагрівається - тиск збільшується і навпаки. Кількість газу
зменшується - тиск зменшується і навпаки.
Залежно від типу ємності, застосовують різні інструменти і способи
вимірювання тиску.
До таких приладів відносяться: барометр; термометр; ваги; манометр.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
17
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Для вимірювання тиску в закритих ємностях застосовують манометр.
Якщо немає можливості виміряти тиск манометром або іншим інструментом,
то застосовують формулу розрахунку тиску.
Газовий балон - це не просто посудину, а пристрій для зберігання і
транспортування газу. У ньому підтримується тиск 1,6 МПа або
7 атмосфер.
У конструкцію балона входять;
- механізми, що контролюють тиск у газовому балоні;
- механізми, що стабілізують подачу газу споживачу;
- механізми безпеки.
Пропановий балон повинен проходити перевірку на придатність
використання. Регулярність перевірки вказується в тих. паспорті балона. У
паспорті вказуються особливі відмітки і дата проходження перевірки.
Крім перевірки, газові балони проходять тех. обслуговування
На тех. обслуговуванні перевіряють: герметичність шва; змінюють
вентиль; фарбують в червоний колір і наносять білий напис «ПРОПОНУЄ»;
- на металевій бирці вибивають контрольну дату тех. огляду.
У балонах застосовують пропан-бутанової газову суміш, яка при
нагріванні розширюється, тому пропанові балони заправляються на 85%.
Балон, заправлений більш ніж на 85%, стає вибухонебезпечним, тому що при
нагріванні більше 30 градусів Цельсія газ істотно розширюється і збільшує
тиск в ємності. Надмірний тиск газу впливає на шов балона, який може не
витримати граничного навантаження і вибухнути.
Заправляючи балон на газозаправної станції, звертайте увагу на
фактичний обсяг заправленого газу. Недобросовісні заправки заправляють на
85%, а грошей беруть як за 100%.
Як зберігаються балони, щоб підтримувати стабільний тиск в
пропановому балоні.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
18
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Як згадувалося вище, температура є основним фактором, що впливає на
тиск в пропановому балоні. При нагріванні балона збільшується тиск газової
суміші, газ починає подаватися швидше, при охолодженні, швидкість подачі
газу зменшується аж до загасання полум'я в пальники.
Такі перепади тиску призводять до дострокового зносу механізмів
балона. Для забезпечення стабільної температури споруджують приміщення
для зберігання балонів. Які обладнані безпечним теплоносієм з термореле. При
зміні температури повітря, спрацьовує термореле, яке включає або відключає
теплоносій.
Рекомендована температура навколишнього повітря 15 гр. Цельсія.
Стабільна температура забезпечує повне згорання газів і продовжує термін
служби механізмів в балонах.
Тиск в пропановому балоні як параметр безпеки
Однією з важливих заходів безпеки при роботі з газовими балонами є
контроль за тиском в ємності. У звичайних умовах тиск пропану в балоні
становить приблизно 5 атмосфер. Саме завдяки тиску газ зріджується і
позбавляється своєї високої вибухонебезпечності, що робить його придатним
для використання в промислових і побутових цілях.
При експлуатації і транспортуванні газових балонів слід ретельно
стежити за дотриманням всіх заходів безпеки - забезпечити їх надійну
фіксацію і оберегти від ударів як сам балон, так і додаткове обладнання -
манометр, редуктор, не тремтіла і не перегрівати. Тільки ретельно
дотримуючись техніки безпеки і контролюючи тиск в газовому балоні можна
використовувати всі досягнення прогресу.
Тому, в кваліфікаційній роботі необхідно провести розробку пристрою,
що забезпечить контроль наповненості кисневих балонів в процесі їх
заряджання, що дозволяє швидко, точно та ефективно керувати процесом
наповнення кисневих балонів і є задачею актуальною.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
19
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

2. Обґрунтування технічного завдання

Автоматичний пристрій контролю наповненості газових балонів при їх
заряджанні використовується для контролю якості та щільності заповнення
киснем балонів в процесі їх заряджання на установці закачування киснем.
Пристрій складається із двох блоків:
- силового блоку (іонізаційного) – основне призначення якого – забезпечити
високу якість закачуваного газу (кисню) шляхом іонізації середовища балону
в результаті якого іонізовані молекули кисню перетікають з балону в
іонізаційну камеру, а інертні до іонізації атоми – заповнюють балон.
- контролюючого блоку, який оснований на контролі моменту досягнення
порогової іонізації кисню в середовищі іонізаційної камери та вимкнені в цей
момент насосу наповнення киснем балону та блокування потрапляння в нього
газів ззовні.
Пристрій контролю наповненості кисневих балонів в процесі їх
заряджання повинен відповідати наступним характеристикам:
1. Живлення від мережі змінного струму (50±0,5) Гц з номінальною наругою
220 В ±10%.
2. Вихідна потужність пристрою – 30 Вт – 75 Вт.
3. Пристрій призначений для роботи у закритих стаціонарних приміщеннях
при температурі оточуючого середовища в межах від -5 до +45 ºС.
4. Середній термін служби – не менше 5 років
5. Вірогідність безвідмовної роботи пристрою за 45 тис.годин – 0,95.
6. Клас пожежної безпеки – С; категорія пожежної безпеки будівлі, де працює
прилад – А.
7. Габаритні розміри 200×200×40 мм.
8. Ступінь захисту корпусу – IP44.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
20
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

3. Розробка структурної схеми

На рисунку 3.1 представлена функціональна блок-схема автоматичного
пристрою контролю наповненості газових балонів при їх заряджанні.
220 В; 50 Гц
А2 А8
+12 В
Блок Стабілізатор
живлення напруги
M1
Насос накачування
аргону в колбу лампи
А1 +12 В А3 +12 В А5 А6 А9
Генератор Перетворювач Пороговий 35-50кВ Іонізаційний
Іонізатор
(ШІМ-контролер) напруги 500 В вузол 20-30Гц датчик
А4 А7
Виконавчий
Підсилювач
пристрій

Рисунок 3.1 - Блок-схема автоматичного пристрою контролю наповненості
газових балонів при їх заряджанні

Розроблюваний пристрій складається з таких блоків та вузлів.
Блок живлення А2 – призначений для перетворення мережевої змінної
напруги 220 В в постійну стабілізовану напругу +12 В.
Основна частина схеми – силова. Генератор на ШІМ-контролері (блок
А1) – управляючий генератор, основне призначення якого – разом з блоком
перетворення напруги А3 формування вихідного імпульсу з 12 В у
високовольтний імпульс 400…500 В з частотою 20…30 Гц. Пороговий вузол
А5 встановлює поріг напруги на іонізаторі високої напруги (35-50 кВ).
Інша частина схеми – контролююча. На стабілізатор напруги А8
подається живлення +12 В з блоку живлення, який, разом з іонізаційним
датчиком якості буферного газу А9, формує керуючий сигнал, який
підсилюється аналоговим підсилювачем – блок А7, це призводить до
спрацювання виконавчого пристрою А4, який, в свою чергу, призводить до
вимкнення блоку живлення пристрою А2 і насосу накачування кисню в балон
M1; водночас з цим спрацьовує електромагнітний клапан L1 блокування
подачі кисню в балон.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
21
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

4 Розробка електричної принципової схеми

Електрична принципова схема автоматичного пристрою контролю
наповненості газових балонів при їх заряджанні показана на рисунку 4.1.
А1 А3 А5 А6
R1
VD1 C2 C8
FV1
T3
VT1 S1 C9
DD1
13 12
OUT G Vcc
R12 R18
14 8
REF C1
C1 R4
VD3
15 11
2IN- C2 C6 +
R8 T2
R2 4 9 C10 VD8
DTC E1 VD9
R3 R5 R19
6
RT R15 + +
R13 VD7
5
CT C11 C12
C13 R20
R6 R9
3 10
FDB E2 VT2
2 7
1IN- GND
R7
1 16
1IN+ 2IN+
C5 R14
L2
А8
DA1
"Калібрування"
1 2
C14
3
+
C4 C7 А9 R22
VD5
"Іонізація"
R10
PS1
А2
R16 R17 R21
А4
+12B
K1
VD7
R11
SA1 R23
FU1
А7
VD2 VD4 VD6
M1 7 5
8 6
Т1 C3 1 11
DA2.1 DA2.2
+
9 3
2 4
K1.1
K1.2

Рисунок 4.1 - Електрична принципова схема автоматичного пристрою
контролю наповненості газових балонів при їх заряджанні

На мікросхемі DD1 зібраний управляючий генератор (ШІМ контролер),
на транзисторах VT1, VT2 і трансформаторі Т2 - перетворювач напруги 12 В
→ 500 В. Коли конденсатори С11 і С12 заряджають до 400...500 В, спрацьовує
пороговий вузол на елементах R18-R19-C13-VD8-R20-VD9, і через первинну
обмотку трансформатора Т3 проходить імпульс струму, енергія якого буде
2,33 Дж. Резистором R19 встановлюється поріг спрацьовування. Конденсатор
С8 або С9 (залежно від положення перемикача S1) - обмежує потужність
пристрою, інакше вона прагнуте до нескінченності, і схема згорить.
Конденсатор С8 забезпечує максимальну потужність ("МАХ"), С9 -
демонстраційну ("DEMO"). Ємності С8 і С9 підбираються (для потужності 45
Арк.
М14.02625.001 ЗП
22
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата
220 В; 50 Гц

Вт при частоті 17 кГц ємність буде близько 1000 пФ). Елемент R5 визначає
частоту генератора, при вказаних номіналах частота генератора 17 кГц.
Резистор R14 обмежує вихідну напругу, але без нього можна обійтися - просто
приєднати R7-С5 до корпусу. Діод VD1 захищає схему від пошкодження при
підключенні в неправильній полярності.
Схема контролю процесу заповнення колб ламп ДРЛ аргоном
складається зі стабілізатора напруги, зібраного на елементах С4-DA1-C7,
іонізаційного датчика PS1 (ПМИ-6А), який калібрується на спеціалізованому
стенді з використанням елементу R22. Індикація спрацювання пристрою
відбувається світінням світлодіоду VD5.
При підвищенні рівня напруги на іонізаціному датчику (що відповідає
досягненню максимального рівня іонізації молекул повітря) середній
споживаний струм зростає.
Вузол підсилення сигналу, який поступає з іонізаційного датчика
зібраний на елементах DА2.1, DА2.2. Виконавчим пристроєм служить реле К1,
спрацьовування якого відключає високовольтний блок іонізатора, насос
накачування аргону в колбу лампи M1 та блокує подачу аргону в колбу лампи
електромагнітним клапаном L1. Точність вимірювань забезпечується
живленням схеми від параметричного стабілізатора VD4-R16.
Пристрій збирається на монтажній платі, при цьому спочатку
настроюється імпульсна схема (С11-С12-R18-R19-C13-VD8-R20-VD9), при
цьому дроти, що сполучають С11-С12, VD9 і Т3 повинні бути якомога
коротше. Це ж стосується елементів VT1, VT2, C6 і T2. Трансформатори Т2 і
Т3 слід розташувати подалі один від одного. Т2 намотується на двох складених
разом кільцевих сердечниках з М2000НМ1, типорозмір К32206. Спочатку
намотується обмотка 3 - 320 витків ПЭЛ-0,25, виток до витка. Обмотки 1 і 2
містять по 8 витків ПЭЛ-0,8...1,0. Намотуються вони одночасно в два дроти,
витки слід рівномірно розподілити по магнітопроводу.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
23
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Трансформатор Т3 намотується на сердечнику з трансформаторних
пластин. Пластини потрібно ізолювати один від одного плівкою або папером.
Площа перетину сердечника повинна бути не менше 450 квадратних
міліметрів. Спочатку намотується обмотка 1 - 10...15 витків дроту ПЭЛ-
1,0...1,2. Обмотка 2 містить 1000...1500 витків і намотується шарами виток до
витка кожен шар намотування ізолюється декількома шарами скотча або
конденсаторної плівки. Потім це все заливається епоксидною смолою. Увага -
первинну обмотку потрібно ретельно ізолювати від вторинної!
Відмітна особливість схеми полягає в тому, що вона є універсальною для
різних характеристик високовольтного розряду. Вихідна потужність пристрою
може бути в межах від 30 до 75 Вт (робити менше 30 і більше 75 Вт -
недоцільно, оскільки при подальшому збільшенні потужності ефективність
буде не набагато більше, а ризик електропоразки і габарити пристрою значно
зростуть. Вихідна напруга - 35...50 тисяч Вольт. Частота розрядів повинна бути
не менше 18...20 у секунду. Рекомендовані параметри - 40 Вт, енергія
одиночного імпульсу 1,75 Дж при напрузі 40 кВ.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
24
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

5 Розрахунок основних елементів електричної схеми

5.1. Вибір одноопераційного тиристора управління іонізатором
Виберемо одноопераційний тиристор для схеми управління
високовольтного іонізатора (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 – Схема управління високовольтним іонізатором
на одноопераційному тиристорі

Перемикання відбувається по сигналу регулятора фази, тому VS1
переходить в провідний стан на будь-яку бажану частину позитивної
напівхвилі прикладеної напруги.
Схема управління високовольтним розрядом регулюються таким чином,
що максимальний струм не перевищує 3 А. Управляюча схема створює
імпульс uy = 500 B (при розімкненому виході) тривалістю 40 мкс, а повний опір
джерела складає 150 Ом. Температура навколишнього середовища може
змінюватися від 0 до 40 °С. Одноопераційний тиристор змонтований на
тепловідведені з тепловим опором q = 4 °С/Вт.
Схема управління забезпечує наявність імпульсу із змінною затримкою
по відношенню до початку позитивного напівперіоду прикладеної напруги. За
відсутності затримки перемикання відбувається негайно, і тиристор
знаходиться в провідному стані протягом всього напівперіоду. За наявності
затримки він знаходиться в провідному стані тільки частину напівперіоду, а
потужність, що передається в навантаження, зменшується.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
25
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Як керівний - обираємо одноопераційний тиристор Т122-25-12. Ці
прилади призначені в основному для роботи як перемикаючі елементи при
управлінні двигунами і джерелами живлення (в тому числі високовольтними).
Переходи тиристорів цієї марки пасивують склом. Корпус виконаний з
центральним розташуванням управляючого електроду, що забезпечує високу
рівномірність і стабільність параметрів. До переваг приладів можна віднести
їх невеликі розміри, жорстку конструкцію з низьким тепловим опором і
хорошим розсіюванням тепла, а також високий термін служби і замикаюча
напруга до 800 В.
Середньоквадратичний струм даного тиристора дорівнює 2,6 А, не
перевищує граничного струму схеми розрядника (3 А), проте слід все ж таки
перевірити дійсну температуру переходу. Визначимо спочатку максимальну
напругу і струм.
Максимальний анодний струм IАmax протікає через прилад тільки кожен
другий напівперіод. Отже, його значення складає половину від того, яким би
воно було у разі синусоїдального сигналу в припущенні, що прилад
знаходиться в повністю провідному стані. Тиристор включається на початку
кожної позитивної напівхвилі. Таким чином:
2
IA =  IA max
4
звідки,
4  I
I A
A max = ,
2
4 3
IA max = = 8,5 А.
2
З аналізу залежності максимальних миттєвих значень напруги у
відкритому стані від струму витікає, що Uпр = 500 В.
При такій максимальній напрузі струм знаходиться поблизу свого
максимуму велику частину напівперіоду. Якщо припустити, що Uпр = 500 В
протягом всього часу знаходження приладу в провідному стані, то отримаємо
Арк.
М14.02625.001 ЗП
26
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

декілька завищену напругу. Розсіювана потужність дорівнюється добутком
Uпр та IА, тоді:
T
Pðîç = U ïð  IA  ,

де Т = 40 мкс – тривалість імпульсу, що управляє;
 = 0,03 с – час між двома послідовними імпульсами.
4 10−5
Pðîç = 500 3 = 2 Вт.
310−2
Після обчислення потужності розсіювання можна розрахувати
максимальну температуру переходу:
Tï = Pðîç  (ï −ê + ê −ñ )+ Òmax ,
де п-к = 4 °С/Вт - тепловий опір між переходом і корпусом приладу;
Qк-с = 1,5 °С/Вт - тепловий опір тепловідводу між корпусом і навколишнім
середовищем;
Тmax = 40°С – максимальна температура навколишнього середовища (по
умові).
Tï = 2  (4 +1,5)+ 40 = 51 С,
що нижче за граничне значення Тп.max = 125 °С.
Далі розглянемо режим відкривання тиристора. Параметри
відкриваючого сигналу наступні: Iy.от.max = 30 мА; Uy.oт.max = 500 В при робочій
температурі 25 °С. При нижчій температурі відкривання відбувається важко, і
по графіку в довіднику [24] можна визначити, що при 0 °С Iу.от зростає на 33%,
а Uу.от.mах = 465 В.
Відкриваючий струм визначається, виходячи з необхідної відкриваючої
напруги і результуючого падіння напруги на опорі джерела Rи, таким чином:
uy − Uy.îò
Iy.îò = ,
R è
де uy - напруга, що управляє.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
27
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Щоб обчислити реальне значення Iу.от, підставимо максимальне
значення відкриваючої напруги Uy.от.max = 465 В і отримаємо:
500 − 465
Iy.îò = = 230 мА.
150
Оскільки це значення істотно перевищує 110 мА, прилад в схемі
працюватиме надійно навіть при нижчій температурі навколишнього
середовища.
Максимальна прикладена зворотна напруга складає:
Uçâ.max = 2  U ïð ,
Uçâ.max = 2 500 = 705В.
При допуску +10% це значення зростає до 775,5 В, що все ще не
перевищує граничного значення 800 В.
Таким чином, в результатах розрахунків був вибраний тиристор марки
Т122-25-12 і розраховані параметри схеми, в якій не перевищується середня
розсіювана потужність управління (2 Вт) і відкриваючий струм управління
(230 мА).

5.2 Розрахунок силового трансформатора
Характерна конструктивна особливість силових трансформаторів на
тороїдальному сердечнику - відносно мале число витків в його обмотках.
Поперечний перетин трансформатору приймаємо постійним по довжині і
обираємо з каталогу. Його ефективність використовування
магнітностержневої системи можна характеризувати коефіцієнтом
використовування довжини (сумарна висота котушок):
h
 = ,
l
де h = 250 мм - висота котушок з обмотками (довжина обмоток); l = 265 мм -
довжина магнітностержневої системи (середньої магнітної лінії).
Арк.
М14.02625.001 ЗП
28
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

250
 = = 0,94 .
265
Найбільш економічними є трансформатори тороїдального типу з чого
зробимо висновок про доцільність застосування тороїдальних
магнітностержневих систем в трансформаторах, особливо потужних,
відмінних великим об'ємом магнітностержневої системи.
Для отримання прийнятного ступеня неоднорідності магнітного поля в
магнітностержневої системи необхідне виконання обмеження у вигляді
нерівності:
l2  1,5 ,
l1
де l1 = .а = 3,14.200 = 628 мм, l2 = .b = 3,14.250 = 785 мм – відповідно,
внутрішня і зовнішня довжина магнітностержневої системи (найкоротшої і
найдовшої магнітної лінії); а = 200 мм, b = 250 мм – відповідно, діагоналі
тороїдального поперечного перетину магнітостержневої системи.
785 = 1,25  1,5– умова виконується.
628
Довжина магнітностержневої системи тороїдального трансформатора
визначається за наступною формулою:
a S
lò = kò  ,
b
де D1 = 250 мм, D2 = 450 мм – відповідно, внутрішній та зовнішній діаметр
трансформатора; kт – коефіцієнти довжини тороїдального трансформатора:
D + D
k 2 1
ò =   ;
D2 − D1
S – площа поперечного перетину тороїдального трансформатора:
D2 − D2
S =  2 1 ;
4
0,452 − 0,252
S = 3,14  = 109900 мм2;
4
Арк.
М14.02625.001 ЗП
29
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

450 + 250
kò = 3,14  = 10,99 ;
450 − 250
200 109900
lò = 10,99  = 3258,6 мм.
250
При цьому умова а < b (200 < 250) виконується, що дозволяє зменшити
необмежено довжину магнітностержневої системи за рахунок зменшення
сторони а і збільшення сторони b перетину. Проте при зменшенні відношення
а : b зменшується механічна міцність і вібростійкість обмоток, виникає
провисання або розпушування дротів обмоток з боку b, а отже, ускладнюється
намотування і закріплення витків, збільшується витрата провідникових
матеріалів, утрудняється накладення обмоток. Із цих причин відношення а : b
не слід вибирати меншим 0,5, що спостерігається в нашому випадку (a : b =
200 : 250 = 0,8).
Коефіцієнт тороїдальної форми перетину магнітостержньової системи:
 a b 
k = 0,5   + 
s   ,
 b a 
де а = 200 мм, b = 250 мм – відповідно, діагоналі тороїдального поперечного
перетину магнітостержневої системи.
 200 250 
ks = 0,5   + 
 = 1 ,
 250 200 

Довжина базової сторони перетину тороїдального трансформатору:
a0 = S ,
де S = 109900 мм2 – площа поперечного перетину трансформатора
a0 = 109900 = 331,5 мм.
Середня довжина витка обмотки:
p = kp  (ks a0 + ),
де kр – конструктивний коефіцієнт (kр = 4 – для тороїдальної форми перетину
магнітостержньової системи).
Арк.
М14.02625.001 ЗП
30
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

p = 4  (1331,5 + 0,94) = 1329,7 мм.
Знаходимо кількість витків вторинної обмотки:
  U d2
n = II ,
4   I  p
де UII = 60 В – напруга на вторинній обмотці; d = 2,5 мм – діаметр дроту
вторинної обмотки; І = 550 А – максимальний струм;  = 1,7.10-5 Ом.мм –
питомий опір матеріалу дроту (міді).
3,14 60 2,52
n = = 23,67 витків.
4 1,7 10−5 550 1329,7
Приймаємо остаточну кількість витків вторинної обмотки n = 24 витки.
Таким чином, в результаті проведених розрахунків, було обрано
підвищуючий трансформатор марки ТПК-500/24 та розраховано його основні
технічні параметри. В якості ізолюючого матеріалу розрахованого
трансформатору будемо використовувати ізолятор із шаруватого органічного
полі діелектрика, а саме – поліпефтанову плівку, яка тримає напругу до 22 кВ
при робочій температурі силового трансформатора до 750 С.

5.3. Розрахунок резонансної схеми нагрівального індуктора
В якості основного елементу резонансної схеми обираємо стабілітрон
78L05. Кремнієві варікапи призначені для електронної настройки і генерації
гармонік. Як і усі твердотільні прилади, вони відрізняються підвищеною
надійністю в порівняні з механічними пристроями. Сімейство таких варикапів
має граничну зворотну напругу 60 В, що відповідає керуючій напрузі в схемі.
На рисунку 5.2 показана паралельна резонансна схема. Необхідно
вибрати стабілітрон VD1 для настройки в резонанс котушки нагрівального
індуктора L1. Котушка з сердечником дозволяє змінювати індуктивність в
діапазонах 6,5...9,5 Гн. Керуюча напруга за допомогою потенціометра R1
варіюється в межах від 2 до 45 В, при цьому схема може перебудовуватися з
мінімальної частоти близько 16 кГц до максимальної 20 кГц і вище.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
31
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Рисунок 5.2 - Схема, що настроюється в резонанс за допомогою стабілітрона

При коливаннях температури навколишнього середовища від 25 до 50
ºС резонансна частота не повинна змінюватися більше ніж на 1%. Добротність
котушки L1 складає 125, а добротність схеми повинна бути не нижче 100.
Конденсатор С1 не пропускає постійний струм. Його ємкість достатньо
велика, щоб для змінного струму він був коротко-замкнутим і не впливав на
настройку, при цьому резонансна частота задається виразом:
1
f = ,
2    L1 (Cä + Ñï àð )
де Сд - ємність діода VD1.
Коли керуюча напруга зміщує діод VD1 у зворотному напрямі, зростає,
збільшується товщина збідненого шару поблизу р-n-переходу, і, таким чином,
ємність зменшується.
З останнього рівняння індуктивність:
1
L1 = ,
4  2  f 2  (Cä + Ñï àð )
і номінальна ємність:
1
C = − Ñ .
ä ï àð
4  2  f 2  L1
де f = 18 кГц – резонансна частота індуктора; L1 = 8 Гн – індуктивність
індуктора; Спар = 2 пФ – ємність CS.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
32
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

1
C −12
ä = − 2 10 = 7,8 пФ.
2
4 3,142  (18 103 ) 8
Варікап 78L05 має приблизно таку ж ємкість, але його ще потрібно
перевірити за граничних умов. Максимальна ємкість при Uзв = 4 В складає 10
пФ±10%, тобто граничні значення дорівнюють 9 і 11 пФ відповідно. (При Uзв
< 4 В виходять декілька великі значення ємкості, але добротність стає нижче
вказаної).
Схему потрібно набудувати за допомогою котушки індуктивності на
мінімальну частоту 16 кГц при обох граничних значеннях ємкості. При Сд = 9
пФ визначимо індуктивність:
1
L1 = = 9 Гн,
2
4 3,142  (16 103 )  (9 + 2) 10−12
якщо ж Сд = 11 пФ, то:
1
L1 = = 7,6 Гн.
2
4 3,142  (16 103 )  (11+ 2) 10−12
Обидва ці значення знаходяться в межах діапазону перебудови котушки
індуктору L1 (від 6,5 до 9,5 Гн). Здатність Сд настроювати схему на верхню
граничну частоту 20 кГц шляхом зміни керуючої напруги можна перевірити
при нижніх граничних значеннях індуктивності L1 i ємності Сд.
Найвища резонансна частота відповідає керуючій напрузі 45 В. Із
технічних характеристик варікапа очевидно, що при цьому ємкість Сд
зменшується з 9 приблизно до 3,6 пФ. При цьому резонансна частота:
1
f = = 22,4 кГц,
2 3,14  9  (3,6 + 2) 10−12
що значно вище, ніж необхідно.
Відзначимо, що розрахунок проводився для нижніх граничних значень
С. У разі номінальних або верхніх граничних значень діапазон перебудови
Арк.
М14.02625.001 ЗП
33
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

буде ще більший, оскільки паралельне поєднання (Сд+Спар) зміниться більшою
мірою.
Вказаний в технічних характеристиках коефіцієнт перекриття по ємкості
на практиці досягти нереально. Для цього потрібно, щоб керуюча напруга Uзв
була доведена до максимально допустимого для діода значення. Фактично
напругу Uзв потрібно підтримувати істотно нижче вказаного максимального
значення, враховуючи допуски і забезпечуючи необхідний запас.
Добротність схеми, на яку впливають добротності котушки
індуктивності QL, і діода QC визначається у вигляді:
QL Q
Q = C .
QL + QC
Добротність діода QС на частоті 50 кГц складає 300. З джерела [9]
виходить, що на частоті 20 кГц вона зростає приблизно удвічі і стає рівною
600. Якщо температура навколишнього середовища виявляється рівною
верхньому граничному значенню Т = 50 °С, то добротність зменшується на
10% і складає 540. Тоді, добротність схеми:
540 125
Q = =101 .
540 +125
Таким чином, добротність схеми перевищує необхідне значення,
причому це якнайгірше значення (при Uзв = 4 В), оскільки в межах більшої
частини діапазону перебудови частоти QС значно вище. При цьому
добротність розділового конденсатора C1 велика і на схему впливу не надає.
Зміна резонансної частоти залежно від температури відображає
температурний коефіцієнт ємності діода, рівний 300 млн-1/°С. При зміні
температури навколишнього середовища на 25 ºС зміна ємкості
ΔС = 5.300.
д 10-6 = 1500.10-6 = 1,5%. Оскільки резонансна частота залежить від
квадратного кореня з Сд, зміни частоти виявляються в 2 рази менше і
складають 0,75%.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
34
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Параметри потужності розсіювання і постійного прямого струму не
розглядаються, оскільки діод завжди знаходиться в назад-зміщеному стані.
Зворотний струм має значення тільки в тому випадку, якщо повний опір R1
джерела керуючої напруги дуже великий.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
35
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

6 Технологічний розділ

6.1.Технологія виготовлення друкованих плат
Перші виготовленні друковані плати автоматизованим методом були
розроблені фірмою Multiwire. За минулий період за кордоном і у нас в країні
розроблені нові методи друковано-дротового монтажу, основані на різних
принципах прокладки трас з ізольованих проводів і способів отримання між
сполук в платах. Розрізняють два методи виготовлення друкованих плат:
метод стіжкового монтажу і метод прямих відрізків.
Метод стіжкового монтажу («Аракс») використовують в промисловості в
двох варіантах: з поділом процесу монтажу проводів на платі на окремі
операції і з об'єднанням операцій в один процес. При цьому методі друкованим
способом отримують типову одно-або двосторонню плату з постійною
топологією малюнка. У першому варіанті типову плату встановлюють на
паперову маску і прокладки з еластичного матеріалу, а потім відповідно до
заданої схемою прошивають її і прокладки через отвори пустотілої голкою,
всередині якої проходить тонкий ізольований провід. Після прошивки дроти
притискають до плати, видаляють еластичні прокладки з петель, утворених з
ізольованих проводів голкою, лудять петлі припоєм, знімають з петель маску
і припаюють їх до плати. У другому варіанті на автоматі прошивають плату
проводом, одночасно лудячи і припаюють петлі з дроту до контактних
майданчиків. В результаті отримують плату, еквівалентну за
функціональними можливостями багатошарової друкованої плати, але з більш
високою ремонтопридатністю і меншою вартістю.
Автоматизоване проектування друкованих плат. Однією з основних
задач в системі автоматизованого проектування плат є оптимізація з'єднань
між елементами схем. Залежно від обраної конструктивно-технологічної бази
ця задача може мати різну ступінь складності і відповідно може сильно
впливати на трудомісткість проектування друкованих плат. При
Арк.
М14.02625.001 ЗП
36
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

автоматизованому проектуванні друкованого монтажу, в тому числі і
багатошаровою, необхідно оптимізувати цілий ряд критеріїв (показників
якості), таких як сумарна довжина всіх зв'язків, число зв'язків між елементами
схеми, наприклад ІС, що знаходяться в сусідніх позиціях на монтажному полі,
число перетинань між зв'язками, число ланцюгів з можливо більш простою
конфігурацією. Оптимізація такого числа показників якості, будучи складним
завданням самої по собі, вимагає врахування ряду конструктивних
характеристик плати. До них можна віднести: розмір монтажного поля,
мінімально допустиму ширину друкованих провідників і відстань між ними,
число монтажних шарів, способи переходу з одного шару на інший,
розташування висновків елементів і ланцюгів на монтажному полі, число
ділянок, заборонених для прокладки провідників (технологічні отвори, місця
для позначень, заздалегідь прокладені стандартні друковані провідники та ін.).
Отримати оптимальний варіант друкованих з'єднань при відповідності всіх
умов досить важко. Тому, по суті, жоден з методів автоматизованого
проектування багатошарової друкованої плати не гарантує трасування всіх
з'єднань. Задовільними вважаються результати, коли автоматично трасуються
90-95% зв'язків. Решта з'єднання вимагають неавтоматизованої або
автоматизованої доопрацювання шляхом зміни конфігурації раніше
прокладених зв'язків, що значно підвищує трудомісткість проектування
монтажних плат.
Переваги та недоліки стіжкового методу. Стіжковий монтаж в порівнянні
з багатошаровим друкованим монтажем дозволяє наступне:
- Знизити трудомісткість конструкторських робіт у кілька разів, причому, чим
більше номенклатура друкованих плат, тим ефективніше стежковий
монтаж.
- Скоротити трудомісткість автоматизованого проектування друкованих
плат більш ніж в два рази.
- Знизити вартість матеріалів в три рази.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
37
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

- Скоротити трудомісткість виробництва вузлів друкованих плат на 30%.
- Підвищити ремонтопридатність друкованої плати та оперативність
внесення змін до монтаж.
- Скоротити терміни розробки апаратури у зменшити технологічний цикл
проектування і виробництва друкованих плат.
- Виключити металізацію в отворах друкованої плати.
- Знизити кількість шкідливих стоків при виробництві друкованих плат.
- Зменшити масу друкованих плат, збільшити вихід придатних друкованих
плат.
До недоліків стіжкового методу монтажу необхідно віднести:
- Одностороннє розташування на платі.
- Потреба в ретельному контролі інформативного матеріалу при
автоматизованому проектуванні друкованих плат.
- Збільшення габаритів друкованих плат викликає майже пропорційний ріст
трудомісткості монтажу.
- Не конкурентоспроможність з одно-і двосторонніми друкованих плат по
трудомісткості в серійному виробництві, не рахуючи етапу макетування.
- Складність застосування друкованих плат дротового монтажу для елементів
між шнуровими виводами (необхідно планарна формовка виводів).
Метод прямих відрізків. Метод полягає в тому, що друкованим
монтажем виготовляють типову друковану плату з постійною типологією
малюнка і наскрізними металізованими отворами. Типову друковану плату
встановлюють на стіл монтажного автомата і за заданою програмою розводять
зв'язку прямими відрізками з ізольованого дроту, обрізаючи його в заданих
точках. При цьому ізольований провід автоматично без попереднього лудіння
ділянки жили що припаюється, без видалення ізоляції з нього поєднується з
контактною площадкою. Причому провід може укладатися на контактну
площадку під будь-яким кутом по відношенню до її осі. Після суміщення
з'єднувальних елементів розщеплений електрод опускається на провід і з
Арк.
М14.02625.001 ЗП
38
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

заданим зусиллям притискає його до гальванічного олов'яно-свинцевого
покриттю контактної площадки, а потім на електрод подається розігріваючий
імпульс струму. Розігрітий до значення температури 973...1073 К (700...800 С)
електрод непрямим шляхом передає тепло з з'єднуються з елементам. В
результаті ізоляція на дроті оплавляється і таким чином забезпечується
електричний контакт електроду з житловою дроти. Потім на електрод
подається другий імпульс струму, який розігріває провід на ділянці обмеженій
зазором в розщепленому електроді. При постійно призначеному тиску
розігрітий електрод і розігріта жила проводу передають тепло гальванічному
покриттю контактного майданчика. При цьому покриття розплавляється, і
жила проводу занурюється в розплав. Після закінчення дії імпульсу електрод
піднімається, а розплавлене покриття, охолоджуючись, кристалізується і
таким чином відбувається формування з'єднання.
На стабільність процесу, а отже, і на якість з'єднань при цьому впливають
такі чинники:
- Ступінь відповідності нанесеного гальванічного покриття евтектичному
складу сплаву олово-свинець і похибка його товщини по всьому полю
плати, від яких залежить температура розплаву покриття.
- Похибка тиску електродів на провід, від якої залежить ступінь деформації
жили в зоні з'єднання і відповідно механічна міцність з'єднання.
- Стабільність площі контакту електрода з жилою дроту, яка впливає на
щільність струму і температуру нагрівання сполуки припою.

6.2 Автоматизація виготовлення друкованих плат
Загальним недоліком обох методів виготовлення друкованих плат є
необхідність покриття заготовок перед свердлінням для захисту від
механічних пошкоджень друкованих провідників. Сушка лаку і його
видалення після свердління й хімічного міднення отворів збільшують
трудомісткість процесу і тривалість технологічного циклу, порушують його
Арк.
М14.02625.001 ЗП
39
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

безперервність. Тому не можна створити автоматичної потокової лінії
виробництва друкованих плат.
При ручному виготовленні зазначений порядок проходження операцій
повинен зберігатися, тому що шар фоторезиста і освічений їм малюнок
друкованих провідників вказують на розташування отворів. Отже, малюнок
повинен створюватися до свердління. Операція свердління отворів є процесом
трудомістким, оскільки число отворів, наприклад, на платі середнього розміру
становить кілька сотень, а на платах з ІМС в корпусах зі штирковими виводами
- більше тисячі. Таким чином, виникає проблема автоматизації свердління
отворів, рішення якої можна досягти використанням верстатів з числовим
програмним управлінням (ЧПУ).
Використання ЧПУ для свердління отворів в друкованих платах спрощує
весь процес, роблячи його більш пристосованим для подальшої автоматизації.
У цьому випадку отвори свердлять і металізують до покриття заготовок шаром
фоторезисту і формування малюнка друкованих провідників, що виключає
такі операції, як покриття плат захисним шаром лаку і його видалення після
хімічного міднення. Для отримання малюнка схеми просвітлені на платі
отвори суміщають з їх зображеннями на фотошаблон, тому даний метод
отримав назву "метод базового отвори".
Подальшу обробку плати виробляють звичайним способом, тобто на
провідники та контактні площадки гальванічно осаджують мідь і наносять
захисне покриття, після чого видаляють шар фоторезисту і стравлюють
фольгу. Всі операції можна виконувати безперервно на автоматичній
потокової лінії.
В даний час розроблені плівкові фоторезисти, повністю змінили
технологію нанесення світлочутливого шару на заготівлю друкованої плати.
Вони складаються з трьох шарів: запобіжної плівки, плівки фотополімерного
резисту і прозорої поліефірної плівки для ультрафіолетового випромінювання.
Запобіжну плівку видаляють перед нанесенням фоторезисту на заготовку.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
40
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Коли плівковий фоторезист притискають валиком, він приклеюється до
поверхні заготовки липким шаром.
Експонування виробляють через захисну поліефірну плівку, на яку
накладають фотошаблон. Потім захисну плівку видаляють з поверхні
світлочутливого шару механічним відшаровуванням і виявляють її.
Використання плівкового фоторезисту знижує трудомісткість операцій
формування захисного рельєфу і скорочує виробничий цикл виготовлення
друкованих плат приблизно на 20-30%. Завдяки рівномірній товщині шару
фоторезиста утворений їм захисний рельєф має рівні й чіткі краю, а розміри
ліній на заготовці після експонування точно відповідають розмірам на
фотошаблонів. Для автоматизації хімічних і гальванічних процесів при
виготовленні друкованих плат застосовують агрегатовані автоматичні лінії з
ЧПУ. Щоб підвищити універсальність таких ліній, їх будують за модульним
принципом, який дозволяє складати різні лінії, які відповідають тому чи
іншому базовому технологічному процесу. Модулі для гальванічних процесів
мають штанги для підвішування виробів. Завантаження та вивантаження
моду-лей, а також передачу заготовок з однієї позиції на іншу здійснює
автооператор, керований від ЕОМ. Продуктивність подібних ліній становить
400-500 печатних плат в зміну.

6.3. Технологія монтажу SMD елементів
Конструктивною ознакою вузла поверхневого монтажу (ПМ) є
приєднання виводів радіоелементів до контактного майданчика,
розташованому на поверхні комутаційної плати. Технологія поверхневого
монтажу (ТПМ) включає технологію виготовлення комутаційних плат і
радіоелементів для ПМ, технологію виконання ПМ, а також обладнання для
ПМ, випробування, контроль та ремонт виробів, виконаних за даною
технологією.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
41
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Однак широке впровадження ТПМ при виготовленні РЕА, у тому числі й
побутової, стримується в силу певних причин: недостатнього розвитку
елементної бази ПМ; складнощі з обладнанням; труднощі освоєння нових
технологічних процесів; дуже високих вимог до точності виконання
монтажних операцій. Тому для більшості конструкцій РЕА використовують
змішаний монтаж, характерний для переходу від технології традиційного
монтажу до ТПМ.
Елементи вузлів поверхневого монтажу. До основних елементів вузлів
ПМ відносяться друкована плата і радіоелементи. На друкованій платі є
контактні площадки для монтажу радіоелементів при чистому ПМ або
контактні площадки і отвори для змішаного монтажу, а також комутаційні
доріжки. Друковані плати для ПМ зазвичай називають комутаційними
платами. При їх виготовленні необхідно враховувати наступні фактори:
розміри плати; ефективне використання площі плати; варіанти ПМ; число
комутаційних шарів плат; ширину і крок комутаційної доріжки; застосування
міжшарових переходів; електричні характеристики; відвід теплоти.
Зі збільшенням розмірів комутаційних плат підвищуються їх
функціональні можливості (виключаються проміжні сполуки плат), але
ускладнюється монтаж і збільшується вартість.
Ефективне використання площі комутаційних плат (щільність монтажу)
залежить від варіанту ПМ (чистий, змішаний), числа комутаційних шарів
плати (одношарові, багатошарові), ширини і кроку комутаційних доріжок. Для
ПМ стають звичайними комутаційні доріжки, що мають ширину і крок 0,203
мм (0,008 дюйма) і навіть 0,127 мм (0,005 дюйма), що збільшує щільність
монтажу, але технологія їх отримання дорога. Тому перевагу віддають
доріжках шириною 0,254 мм (0,01 дюйма), що дозволяє здійснювати і
змішаний монтаж. Щільність монтажу також збільшується за рахунок
застосування двосторонньої монтажу, вертикальної установки декількох
комутаційних плат на загальну несучу плату, використання багатошарових
Арк.
М14.02625.001 ЗП
42
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

комутаційних плат. Багатошарові плати автоматично зменшують труднощі
розводки, але при цьому ускладнюється технологія їх виготовлення. В якості
ізоляційних матеріалів і підстав для комутаційних плат використовують
пластмаси, керамічні та композиційні матеріали. Провідні шини, провідники,
контактні площадки виготовляють з мілини або інших провідних матеріалів.
При цьому в багатошарових платах один шар служить сигнальної шиною
(комутаційних доріжок по сигналу), другий шар - шиною заземлення, третій -
шиною живлення.
Коротка характеристика технологічного процесу ПМ. При
автоматизованому ПМ на комутаційну плату впливають високі температури
(особливо при паянні), і тому для збільшення її термостійкості проводяться
додаткові (підготовчі) операції. До таких операцій належать розплавлення і
нанесення паяльної маски. Паяльна маска збільшує термостійкість, а
розплавлення покращує паяльність і продовжує термін друкованої плати.
Технологічний процес ПМ включає наступні основні операції:
1. Селективне нанесення припайних паст і клею (наприклад, за допомогою
трафаретного друку, дозаторів).
2. Монтаж компонентів. Він є центральною операцією технологічного процесу
ПМ, і для проведення цієї операції монтажна машина повинна відрізнятися
високою точністю. При цьому в монтажних машинах застосовуються
пристрої автоматичного розпізнавання зразків, юстирування плати,
суміщення виводів компонентів з контактними майданчиками.
3. Пайка. У техніці ПМ можуть використовуватися такі автоматизовані
способи пайки: хвилею припою; інфрачервоним (ІК) випромінюванням; в
паровій фазі; імпульсна групова; лазерна.
4. Очищення (відмивання флюсу).
5. Контрольні операції. При ПМ використання традиційного візуального
контролю сильно ускладнено через малі розміри компонентів, великої
насиченості ними. Тому застосовують методи автоматизованого
Арк.
М14.02625.001 ЗП
43
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

відеоконтролю на базі пристроїв розпізнавання зразків, а також методи
об'єктивного контролю якості пайки на базі лазерної техніки.

6.4.Особливості контролю та ремонту виробів з поверхневим монтажем
Як було описано вище, контроль якості ПМ викликає певні труднощі.
Крім автоматизованого відеоконтролю на базі пристроїв розпізнавання зразків
і контролю якості пайки лазерної технікою застосовуються випробувальні
зонди, а також спеціальні схеми самотестування. Вбудованої випробувальної
схемою, яка працює за відповідною програмою, перевіряють функціональні
параметри виробу. Основним недоліком такого способу випробувань є
ускладнення конструкції плати і зниження ефективності використання її
площі. Зазвичай автоматичний контроль реалізується на таких основних
етапах технологічного процесу: нанесення припойні пасти; позиціонування
компонентів перевірки після пайки. При ремонті апаратів найчастіше
доводиться виконувати операції демонтажу дефектного компонента з
наступним монтажем. Найпоширеніший інструмент - це паяльник
(мікропаяльнік), з його допомогою можна проводити демонтаж і монтаж при
ПМ пасивних компонентів і при застосуванні захоплень спеціальної форми -
простих активних елементів (корпусу типу SOT). Але при виконанні роботи
необхідно бути дуже уважним, щоб не пошкодити інші компоненти,
комутаційні доріжки, контактні площадки.
Демонтаж і монтаж складних компонентів ПМ проводити за допомогою
паяльника дуже важко, а часто неможливо. У таких випадках може
застосовуватися пристосування, оснащене нагрівальними капілярами (для
розігріву місць пайки) зі змінними наконечниками, розрахованими на
компоненти різних форм і розмірів. Видалення дефектного компонента і
установка на його місце справного виробляються за допомогою вакуумного
присоса. Може використовуватися і мікроскоп, який забезпечує контроль
точності позиціонування встановлюваного компонента. Демонтаж і монтаж
Арк.
М14.02625.001 ЗП
44
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

дефектних компонентів можна проводити за допомогою інших методів пайки,
що застосовуються в ТПМ. Виправлення дефекту, по суті, зводиться до
повторного виконання певної частини складально-монтажних операцій. У тих
випадках, коли вартість мікрозборок ПМ невелика, простіше і дешевше їх
замінити. При ремонті виробів з ПМ необхідні ретельний контроль і керування
процесом усунення шлюбу, щоб виключити можливість пошкодження
придатного компонента, сусідніх компонентів та інших елементів
комутаційної плати.

Арк.
М14.02625.001 ЗП
45
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

7 Охорона праці

7.1. Аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають в процесі
заряджання та експлуатації кисневих балонів та трубопроводів
Аналіз нещасних випадків, пов'язаних з вибухом кисневих балонів
показав, що дані випадки приводять не тільки до значних матеріальних
збитків, але й до численних жертв. Причинами вибухів можуть бути не тільки
неправильна експлуатація балонів, використання забрудненого технічними
оливами одягу, несправність газозварювальної апаратури, порушення
технологічного процесу, але і попадання в балони горючих газів. Особливо це
характерне для процесу кисневого різання, при якому кисень подасться
додатково через трубку, яка не обладнана інжектором. Розслідування вибухів
кисневих балонів показало, що в більшості кисневих балонів, які були
відібрані для досліджень в різних організаціях, було виявлено наявність
горючих газів, в двох балонах була створена вибухонебезпечна суміш. Такий
стан пояснюється нечітким обліком балонів, неправильним збереженням,
відсутністю перевірки балонів на наявність в них горючих газів перед
заправкою. Перевірка балонів органолептичним методом, ще не гарантує
якісну перевірку. Наповнення балонів киснем почали недержавні установи, які
часто не мають відповідного дозволу і кваліфікованих спеціалістів. Чинними
нормативними документами не передбачена перевірка порожніх кисневих
балонів перед їхнім наповненням на наявність в них горючих речовин. ГОСТ
5573-78 «Кислород газообразний технический и медицинский. Технические
условия», передбачає перевірку наповнених кисневих балонів вибірково (2%
від партії балонів, але не менше 2-х балонів з партії менше 100 балонів) на
наявність в них горючих речовин органолептичним методом. Однак, більшість
горючих речовин немає запаху і тому такий метод не можна вважати
придатним для перевірки кисневих балонів, як наповнених, так і порожніх.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
46
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Повітря з підвищеним об'ємом кисню (більше 23%) і чистий кисень не
токсичні і не здатні горіти і вибухати. Але оскільки кисень є активним
окислювачем, більшість речовин і матеріалів в середовищі кисню або в
середовищі з високим вмістом кисню утворюють системи з підвищеною
вибухопожежною небезпекою.
Енергія, необхідна для підпалу матеріалів в середовищі кисню, у багато
разів менше енергії необхідної для підпалу в середовищі повітря в тих же
умовах. Тому ініціаторами загоряння багатьох матеріалів в середовищі кисню
можуть бути безпечні в інших умовах причини: куріння, розряд електрики,
розряд статичної електрики, нагрів механічних частинок при терті і так далі.
Багато матеріалів, які не здібні до горіння на повітрі, такі, як листова сталь,
сталеві труби і тому подібне, горять в кисні. Здібність матеріалів до загоряння
зростає при підвищенні тиску і температури кисню.
Робота з киснем зв'язана з наступними небезпеками:
– спалах устаткування, трубопроводів і арматури, що задіяні в роботі з
киснем або повітрям з підвищеним вмістом кисню;
– спалах одягу і волосся обслуговуючого персоналу, що знаходиться в
середовищі газоподібного кисню або повітря з підвищеним вмістом кисню;
вибух вуглеводнів і інших вибухонебезпечних домішок при перевищенні їх
вмісту в рідкому кисні;
– вибух при просякненні рідким киснем пористих органічних матеріалів
(асфальт, пінопласт, дерево і тому подібне);
– конструкційні і ущільнюючі неметалічні матеріали (фібра, капрон,
полікарбонат, гума на основі натуральних каучуків тощо) можуть легко
запалати в кисні високого тиску при виникненні джерела запалення.
Палити чи знаходитись біля відкритого вогню дозволяється через 30
хвилин після роботи з рідким киснем (так як спецодяг просочений парами
кисню може швидко зайнятись полум’ям).
Арк.
М14.02625.001 ЗП
47
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

При займанні одягу необхідно негайно зануритися у ванну з водою або
встати під аварійний душ. У разі відсутності води одяг має бути скинутий
негайно або зірваний з постраждалого. Одяг, просякнутий киснем, якийсь час
може горіти і без доступу кисню, тому збивати полум'я або закутувати
постраждалого в «кошму» не слід. При пожежі необхідно викликати державну
пожежну охорону за телефоном 101, прибрати балони, вжити заходів, щодо
охолодження балонів водою з безпечного і захищеного місця, розпочати
гасіння пожежі.

7.2. Загальні вимоги безпеки при експлуатації кисневих балонів та
трубопроводів
Безпека експлуатації кисневих балонів, установок, систем
трубопроводів регламентується НПАОП 0.00-1.81-18 «Правила охорони праці
під час експлуатації обладнання, що працює під тиском», Правил
дорожнього перевезення небезпечних вантажів, затверджених наказом
Міністерства внутрішніх справ України від 26 липня 2004 р. № 822,
зареєстрованого в Міністерстві юстиції України 20 серпня 2004 р. за №
1040/9639, ГОСТ 12.2.052-81 «Система стандартів безпеки праці. Обладнання,
що працює з газоподібним киснем. Загальні вимоги безпеки», ДБН В.1.1-
7:2016 «Пожежна безпека об'єктів будівництва. Загальні вимоги».
Перш за все, саме власник (користувач) кисневих балонів зобов'язаний
забезпечити безпечні умови експлуатації і утримання в справному стані. На
кожному підприємстві, установі, організації, закладі, що використовує
кисневі балони (блоки балонів) чи кисневі трубопроводи, повинні бути
розроблені відповідні інструкції з охорони праці з урахуванням
конкретних умов безпеки їхньої експлуатації.
Керівник підприємства наказом призначає відповідальних осіб:
– за справний стан і безпечну експлуатацію трубопроводів постачання
газоподібного кисню та посудин, що працюють під тиском;
Арк.
М14.02625.001 ЗП
48
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

– за транспортування, здачу під наповнення і отримання наповнених
кисневих балонів (експедитор) (у разі виконання таких робіт);
– за справний стан та безпечну експлуатацію кисневих балонів.
Відповідними фахівцями можуть бути призначені особи, які в
установленому законодавством порядку пройшли навчання і перевірку знань
з охорони праці відповідного напрямку.
Керівник установи зобов’язаний забезпечити наявність необхідної
технічної документації на кожну систему подачі кисню:
– журнал зварювальних робіт;
– журнал реєстрації перевірки манометрів;
– виконавчу схему прокладки трубопроводу;
– виконавчу схему у випадку відхилення від проекту;
– акт закінчення монтажу установки: джерела переробки зрідженого
кисню у газоподібний (реціпієнтної установки), ЦТК (цистерна транспортна
киснева) тощо;
– акт закінчення монтажу системи подачі кисню;
– акти проведення знежирення системи подачі кисню і відповідної якості
їх внутрішньої поверхні;
– акти проведення випробувань системи подачі кисню на міцність і
щільність.
Оперативний контроль стану трубопроводів проводиться не рідше
одного разу на місяць і включає:
– огляд зовнішніх поверхонь трубопроводів з визначенням стану
з'єднань, опор і заземлювань;
– огляд арматури і проведення необхідних регламентних робіт;
– перевірку стану запобіжних пристроїв (зворотних клапанів тощо);
– перевірку роботи пристроїв відводу конденсату (при їх наявності) в
зимовий час проводиться щодня.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
49
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Виявлені при проведенні оперативного контролю несправності і
дефекти, а також терміни і методи їх усунення, повинні заноситись в журнал
експлуатації трубопроводів газоподібного кисню за підписом осіб, що
виявили і усунули їх, а також осіб, відповідальних за справний стан і безпечну
експлуатацію цього трубопроводу.
Періодичний контроль стану трубопроводів газоподібного кисню
повинен проводитися в наступні терміни:
– випробовування на щільність проводиться - не рідше одного разу в 5
років;
– гідравлічні або пневматичні випробування на міцність - не рідше
одного разу на 8 років;
– вибіркову ревізію запірної арматури на трубопроводах газоподібного
кисню - не рідше одного разу на рік;
– ревізію регулюючої арматури - не рідше одного разу на рік.
Трубопроводи кисню підлягають гідравлічним або пневматичним
випробуванням на міцність після ремонтів і переробок, пов’язаних із
застосуванням зварювальних робіт (підключення інших відгалужень, заміна
ділянок і тому подібне) або розбирання трубопроводів, а також перед пуском
в експлуатацію трубопроводів, що знаходились в законсервованому
стані більше одного року.
Перед початком експлуатації, а також у випадку, якщо киснепровід не
експлуатувався більше місяця, його необхідно продути повітрям або азотом з
вмістом масла не більше 10,0 міліграма/м. куб., зі швидкістю 40 м/с і
тривалістю, що визначається відсутністю домішок в потоці, який виходить,
але не менше 2 г.
Труби, для трубопроводів кисню, повинні мати сертифікат заводу -
виробника.
До обслуговування посудин і систем трубопроводів кисню можуть бути
допущені особи не молодше 18 років, які пройшли медичний огляд,
Арк.
М14.02625.001 ЗП
50
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

інструктаж, навчання та перевірку знань з охорони праці, про що мають
відповідне посвідчення.
Періодична перевірка теоретичних знань і практичних
навичок обслуговуючого персоналу повинна проводитися не рідше одного
разу в 12 місяців.Особи, що не пройшли перевірку знань з охорони праці і не
мають посвідчення, не можуть бути допущені до самостійної роботи.
Заходи безпеки при експлуатації кисневих балонів, мають бути
спрямовані на виключення: загоряння, руйнації балонів або розгерметизації
вузлів з’єднувальних деталей системи постачання кисню.
Для виключення можливості спалаху при експлуатації балонів і систем
подачі кисню, необхідно:
– при ремонті і виконанні робіт з використанням кисню не
застосовувати: устаткування, прилади, арматури, матеріали і деталі
(ущільнювачі прокладки шторки і т.п. – з фібри, капрону, полікарбонату, гуми
на основі натуральних канчуків, інших горючих в кисні матеріалів), які не
відповідають вимогам ГОСТ 12.2.052-81.
Крім того арматура повинна відповідати вимогам інструкції з
проектування трубопроводів газоподібного кисню, зокрема:
– виключити потрапляння маслянистих, олійних та будь яких інших
жирових забруднень на поверхні можливого контакту з киснем;
– при заміні вентиля не використовувати не знежирені прокладки і
деталі;
– не допускати, без попереднього знежирення чи відсутності контролю
за якістю знежирення, заповнення киснем систем і трубопроводів після їх
ремонту;
– запобігати виникненню витоків кисню з систем і трубопроводів і
підвищення складової частки кисню в приміщенні більше 23%;
– не допускати виникнення джерела займання (відкрите полум'я, іскри
електричного розряду, і тому подібне).
Арк.
М14.02625.001 ЗП
51
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Для запобігання руйнуванню балонів і трубопроводів необхідно:
– не допускати падіння балонів і ударів по ним та системам, що
заповнені киснем;
– не допускати наповнення киснем балонів, у яких закінчився термін
призначеного технічного огляду.
Для запобігання розгерметизації вузлів, з’єднувальних деталей і
трубопроводів кисню необхідно:
– не допускати різких перегинів, скручування і зламів з’єднувальних
трубок, появи тріщин в них і накидних гайках трубопроводів при їх
експлуатації;
– у процесі експлуатації розподільчих рамп і трубопроводів необхідно
стежити за герметичністю, при виявленні витоків - негайно припинити подачу
кисню;
– здійснювати постійний контроль за тим, щоб вентилі на балонах були
надійно вкручені в горловину з забезпеченням необхідної щільності.
У разі загоряння вентиля кисневого балона або трубопроводів необхідно
негайно відключити розрядну рампу від споживачів.
Руки, одяг і взуття персоналу, обслуговуючого і експлуатуючого
кисневе устаткування, мають бути чистими, не замасленими. Одяг не повинен
містити синтетичні волокна.
Отримувати кисень в балонах на підприємстві – наповнювачі, мають
право тільки особи, які пройшли спеціальне навчання, про що мають
відповідне посвідчення.
Забороняється:
– використання кисневих балонів під інші гази і не за призначенням, а
також наповнювати киснем балони з під інших газів;
– направляти для наповнення киснем балони, укомплектовані
вентилями, не дозволеними до застосування (дозволені ВК-86 і ВК-74);
Арк.
М14.02625.001 ЗП
52
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

– отримувати і наповнювати балони без помітного спеціального
блакитного забарвлення і напису чорною фарбою «КИСЕНЬ», а також
експлуатувати трубопроводи кисню без блакитного забарвлення по всій його
довжині;
– визначати місця витоків за допомогою вогню або тліючих предметів;
– наповнювати киснем балони із залишковим тиском нижче 0,05 мПа
(0,5кгс/см2);
– проводити будь які роботи в приміщенні при підвищені в повітрі
складової частки кисню більше 23%.
При експлуатації систем подачі кисню не допускається:
– проведення ремонтних робіт, зокрема зварювальних робіт,
підтягування елементів ущільнень, заміни арматури і тому подібне при
знаходженні системи під тиском і наявності в системі кисню;
– використання забрудненого (замасленого) ганчір’я та, застосування
інструменту, що викликає іскріння при ударах;
– появи слідів масла в радіусі 25 метрів від кисневих балонів чи
кисневої установки (у випадку появ маслянистих плям необхідно негайно їх
засипати піском).
Також при експлуатації систем подачі кисню необхідно:
– постійно стежити за тим, щоб не було витоків кисню в процесі
експлуатації систем, особливо в місцях з'єднань, установки арматури;
– контроль витоків проводити тільки методом обмазування мильним
розчином;
– перед початком роботи переконатися в достатній кількості кисню на
проведення запланованих заходів;
– кисень подавити в систему тільки після включення відповідного
устаткування, вентиляції і освітлення;
– підтримувати тиск у системі не вище встановленої норми;
– припинити подачу кисню після закінчення експлуатації системи.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
53
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Споживачеві забороняється:
– виконувати ремонт балонів (закріплювати чи посилювати башмак,
різьбове кільце);
– виконувати розбирання і ремонт вентилів балонів (замінювати
прокладку сальника і інші деталі);
– викручувати вентиль;
– виконувати фарбування і перефарбовувати балони і наносити написи;
– передавати балони іншим організаціям і особам;
– використовувати балони під інші гази і речовини і не за призначенням;
– при експлуатації балонів газ, що знаходиться в них, витрачати
повністю тобто нижче залишковий тиску газу (в балоні має залишатись тиск
не менше 0,05 МПа (0,5 кгс/см2);
– використовувати одяг з синтетичних і вовняних матеріалів;
– використовувати для протирання устаткування і інструменту
забрудненого (замасленого) ганчір’я;
– паління і використання відкритого вогню в приміщеннях, де
зберігаються кисневі балони;
– підтягнення, накидних гайок і інших з’єднань під тиском.
Випуск газів з балонів в ємності з меншим робочим тиском повинен
проводитися тільки через редуктор, призначений для даного газу і
пофарбований у відповідний колір. Камера низького тиску редуктора повинна
мати манометр і пружинний запобіжний клапан, відрегульований на
відповідний дозволений тиск в ємності, в яку перепускається газ. Вентилі на
кисневій рампі і балонах повинні закриватися і відкриватися поволі без ривків.
Споживачі, що мають балони, які потребують ремонту або повторного
огляду, зобов'язані відправляти їх на підприємство - наповнювач або
випробувальний пункт, які мають відповідний дозвіл (ліцензію) на виконання
таких робіт.
Арк.
М14.02625.001 ЗП
54
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Інструмент повинен утримуватися в чистоті і справності та постійно
перевірятися на відсутність мастила і інших забруднень жирового
походження.
На наповнюючій рампі необхідно розмістити документацію з видами
клейм якими позначаються балони України. Перевіряючи балон
необхідно порівняти клеймо на балоні з клеймом в документі (клеймо ставить
організація, яка опосвідчує балон, опосвідчення повинно проводитись не
рідше ніж раз на 5 років).

7.3. Безпека при зберіганні кисневих балонів і в процесі подачі
кисню
Подача кисню в приміщення повинна проводитися через
централізований пункт зберігання і розподілу кисню і систему трубопроводів
газоподібного кисню. Балони з киснем слід встановлювати (не більше 10 штук
ємкістю 40 літрів кожен) в спеціальних шафах, що не згоряють, поза будівлею
в простінках на відстані не менше 4 м від віконних і дверних отворів по
горизонталі і вертикалі або в одноповерхових прибудовах з негорючих
матеріалів. Центральний пункт зберігання і розподілу кисню слід розміщувати
в окремих будівлях, із стінами з негорючих матеріалів без віконних отворів з
покриттям, що легко знімається і на відстані не менше 25 метрів від будівель і
споруд в яких можуть перебувати людей. Підлоги мають бути рівні з
неслизькою поверхнею, виконані з матеріалів, що виключають виникнення
іскри. Балони з киснем слід встановлювати на відстані не менше ніж 1 м від
опалювальних приладів. Встановлені в приміщенні одинарні балони мають
бути закріплені до стіни або стійки за допомогою хомутів або ланцюжків.
При наповненні балонів необхідно використовувати газоаналізатори
(один для контролю вмісту кисню в повітрі біля цистерни з рідким киснем, а
другий для контролю газу в кисневому балоні - тобто для встановлення там
кисень чи інший газ).
Арк.
М14.02625.001 ЗП
55
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Забороняється:
– здійснювати подачу кисню за допомогою гумових трубок, а також по
трубопроводах, що мають нещільні з'єднання;
– прокладка трубопроводів кисню в тунелях і підвальних приміщеннях,
всередині несучих конструкцій і перегородок приміщень і будівель, а також
через вентиляційні канали, технічні, побутові і господарські приміщення;
– розміщувати балони в місцях зберігання паливно – мастильних, або
матеріалів на основі жирів, будь якого іншого походження, а також в місцях
освітлених прямими сонячними променями;
– паління і використання відкритого вогню в приміщеннях для
зберігання і експлуатації балонів.
Трубопровід всередині будівлі повинен прокладатися відкрито по стінах
на 0,3-0,5 м нижче стелі. У місцях, де можливі механічні пошкодження, має
бути передбачено захист труб. Відстань між трубопроводом кисню і
електричними проводами і кабелями має бути не менше 0,3 м., при зовнішній
прокладці - не менше 1 м. При проходженні через стіни і перекриття
трубопроводи кисню повинні прокладатися в гільзах з труб більшого діаметру
з подальшим заповненням отворів негорючим матеріалом. Прокладка
трубопроводів через сходові клітки не допускається. Трубопроводи мають
бути заземлені в місцях вводу в будівлю або у газових сховищ.
Ділянки трубопроводів в місцях проходження через стіни і перекриття
не повинні мати стиків. Трубопроводи закріплюються за допомогою скоб.
Лінії трубопроводів мають бути пофарбовані в блакитний колір.
Перед здачею систем централізованої подачі кисню повинна
проводитися перевірка на знежирення деталей і вузлів, а також випробування
систем подачі кисню з складанням відповідних актів.
Використані балони слід зберігати окремо від наповнених. Зберігати
балони необхідно з накрученими ковпаками.

Арк.
М14.02625.001 ЗП
56
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

7.4. Безпека під час транспортування і переміщення кисневих
балонів
Транспортування наповнених киснем балонів проводиться відповідно до
вимог Правил дорожнього перевезення небезпечних вантажів на ресорному
транспорті в горизонтальному положенні, обов'язково з прокладками між
балонами. В якості прокладок можна застосовувати дерев'яні бруски з
вирізаними гніздами для балонів, а також мотузяні або гумові кільця
завтовшки не менше 25 мм (по два кільця на балон). Усі балони повинні
укладатися під час транспортування вентилями в один бік. Транспортування
балонів в контейнерах, а також без контейнерів у вертикальному положенні
обов'язково з прокладками між ними із застосуванням запобіжних засобів від
можливого падіння (огородження, кріплення тощо).
Транспортування балонів повинне проводитися з накрученими
ковпаками. Переміщення балонів в пунктах перевантаження, зберігання або
споживання газів проводиться на спеціально пристосованих для цього візках,
ношах або за допомогою інших пристроїв.
Водій транспортного засобу при перевезенні кисневих балонів
зобов'язаний:
– пройти спеціальну підготовку і відповідні інструктажі (з доставки
кисневих балонів), медичний огляд під час прийому на роботу і подальші
періодичні медичні огляди на даний вид перевезень, у встановлені терміни, а
також передрейсовий медичний контроль та технічний огляд транспортного
засобу, на відповідність його обладнання для з транспортування кисневих
балонів, перед кожним рейсом;
– дотримуватись Правила дорожнього руху і вимог Інструкції з
перевезення небезпечних вантажів, затвердженої керівником установи;
– у випадку вимушеної зупинки позначити місце стоянки знаком
аварійної зупинки або мигаючим червоним ліхтарем і знаками, що
забороняють зупинку у відповідності до вимог Правил дорожнього руху;
Арк.
М14.02625.001 ЗП
57
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Водію при перевезенні кисневих балонів забороняється:
– різко рушати транспорт з місця; проводити обгін транспортних
засобів, що рухаються із швидкістю більше 30 км/год; різко гальмувати;
користуватися відкритим полум'ям; одночасно перевозити інший вантаж, не
вказаний в товарно-транспортній документації, а також сторонніх осіб (палити
дозволяється під час зупинки не ближче чим 50 м від місця стоянки);
– заправляти завантажений кисневими балонами автомобіль паливом на
автозаправних станціях загального користування.
До перевезення кисневих балонів допускаються водії, що мають
безперервний стаж роботи водієм транспортного засобу даної категорії не
менше трьох років і свідоцтво про проходження спеціальної підготовки.
Маршрут транспортування визначає підприємство, що виконує
перевезення і погоджує його з вантажовідправником і регіональним відділом
безпеки дорожнього руху Управління превентивної діяльності Головного
управління Національної поліції при цьому заповнюються бланки маршрутів
в двох екземплярах: перший зберігається на підприємстві, другий знаходиться
у відповідальної за перевезення особи, а у разі його відсутності - у водія. При
виборі маршруту перевезення необхідно керуватися таким:
– маршрут перевезення по можливості не повинен проходити через
населені пункти і поблизу промислових об'єктів, зон відпочинку, природних
заповідників і архітектурних пам'яток;
– у випадку перевезення усередині великих населених пунктів маршрут
перевезення по можливості не повинен проходити поблизу видовищних,
культурно-освітніх, розважальних, учбових, дошкільних і лікувальних
установ.

Арк.
М14.02625.001 ЗП
58
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Висновки

1. В результаті здійсненого пошуку та аналізу інформаційних джерел була
складена схема автоматичного пристрій контролю наповненості газових
балонів при їх заряджанні. Особливістю такої схеми є те, що в основі роботи
пристрою лежать іонізаційні явища, а сам пристрій, що використовується
для контролю наповненості кисневих балонів забезпечує точне та експресне
проведення щільності газу в замкнутому об‘ємі (балоні), і, відповідно,
зменшення економічних та енергетичних витрат та збільшення ККД газової
системи в цілому. Тому, розробка пристрою контролю наповненості
кисневих балонів в процесі їх заряджання, що дозволяє швидко, точно та
ефективно керувати процесом наповнення кисневих балонів є задачею
актуальною.
2. Розроблена структурна схема, яка включає в себе всі необхідні блоки для
виготовлення пристрою, що забезпечить високоточний контроль
наповненості кисневих балонів в процесі їх заряджання.
3. Виконано розрахунок основних елементів та вузлів пристрою контролю
наповненості кисневих балонів в процесі їх заряджання, зокрема вибір
одноопераційного тиристора управління іонізатором, розрахунок силового
трансформатора, резонансної схеми нагрівального індуктора.
4. Розроблено технологічний процес виготовлення друкованої плати
пристрою прецизі контролю наповненості кисневих балонів в процесі їх
заряджання та розроблено складальні креслення для основної схеми цього
пристрою.
5. Проаналізовані небезпеки та шкідливі фактори, що виникають на ділянці де
використовується розроблюваний пристрій.
Арк.
М14.02625.401.001 ЗП
59
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Список використаної літератури
До вступу та розділу 1
1. Hamamatsu Photonics. (n.d.). Optical NanoGauge C13027-12. Retrieved from
https://www.hamamatsu.com/jp/en/product/manufacturing-support-
systems/thickness-measurement-system/C13027-12.html
2. Patentscope Simple Search. https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf.
Latest accessed: 2024/01/15.
3. Universal Decimal Classification. https://udcsummary.info/php/index.php. Latest
accessed: 2024/01/15.
4. KLA Corporation. (n.d.). Filmetrics® Thin-Film Thickness Measurement
Systems. Retrieved from https://www.kla.com/products/instruments/thin-film-
reflectometers
5. Lumetrics. (n.d.). Thickness Measurement Applications. Retrieved from
https://www.lumetrics.com/applications
6. Micro-Epsilon. (n.d.). Precise Sensors for Thickness Measurement. Retrieved
from https://www.micro-epsilon.com/applications/search-by-
measurement/thickness/
7. Marposs. (n.d.). Thickness Measurement of the Insulation Layer on Magnet Wire.
Retrieved from https://www.marposs.com/eng/application/thickness-
measurement-of-the-enamel-coating-on-magnet-wire
8. Otsuka Electronics Co., Ltd. (n.d.). Optical Thickness Meter OPTM Series.
Retrieved from https://www.otsukael.com/product/detail/productid/28
9. IEEE Power Engineering Society. (2007). IEEE Guide for the Design and
Installation of Cable Systems in Substations (IEEE Std 525-2007). Retrieved from
https://ewh.ieee.org/cmte/substations/scd0/wgd2/IEEE%20525%20-
%20standard/IEEE%20525-2007_accepted.pdf
10. He, J., Dang, Y., Wang, H., Wang, S., Li, Y., Ma, R., Li, Y., Gao, P., Cao, J., &
Pan, Y. (2024). Multifunctional Portable Optical Measuring Instrument Based on
Арк.
М14.02625.401.001 ЗП
60
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Y-Fiber Optics. arXiv preprint arXiv:2412.07531. Retrieved from
https://arxiv.org/abs/2412.07531
11. Motazedifard, A., Dehbod, S., & Salehpour, A. (2018). Measurement of
Thickness of Thin Film by Fitting to the Intensity Profile of Fresnel Diffraction
from a Nano Phase Step. arXiv preprint arXiv:1808.06486. Retrieved from
https://arxiv.org/abs/1808.06486
До розділу 5
12. Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка:
Львів, “Афіша”, 2001. – 424 с.
13. Андронік Буняк. Електроніка та мікросхемотехніка: навчальний посібник
для вищих учбових закладів. — Київ, Тернопіль: 2001.
14. Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. Промислова електроніка та
мікросхемотехніка: теорія і практикум. За ред. А.Г. Соскова. — К.,
Каравела, 2003. — 368 с.
15. Стахів П.Г., Коруд В.І. Основи електроніки з елементами
мікроелектроніки. Магнолія плюс, — Львів: 2006.
16. Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка.
Підручник. — Львів: Афіша, 2001. — 424 с.
До розділу 6
17. Нормування показників надійності технічних засобів: навчальний
посібник / О. М. Васілевський, О. Г. Ігнатенко. – Вінниця: ВНТУ, 2013. –
160 с.
18. Васілевський О.М., Поджаренко В.О. Практикум з метрологічного нагляду
за засобами вимірювань: Навчальний посібник. – Вінниця: ВНТУ, 2008. –
87 с.
19. Володарський Є.Т., Кошева Л.О. Статистична обробка даних: Навчальний
посібник. – К.: НАУ, 2008. – 308 с.
20. Васюра А.С. Елементи та пристрої систем управління і автоматики:
Навчальний посібник. – Вінниця: ВДТУ, 1999. – 157 с.
Арк.
М14.02625.401.001 ЗП
61
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

21. Федун І.В. Основи теорії надійності та контролю якості виробів
електронної техніки. – Вінниця: ВДТУ, 2003. – 71 с.
22. Румбешта В.О. Технологія складання, регулювання та випробування
приладів: підручник / В.О.Румбешта; НТУУ «КПІ». - Київ: НТУУ «КПІ»,
2014. - 364 с.
23. Методи та засоби забезпечення якості складання приладів та систем:
навчальний посібник / Шевченко В.В., Осадчий О.В., Симута М.О. – К.:
НТУУ «КПІ», 2011. – 97 с.
24. Технологія приладобудування: навчальний посібник для студентів
напрямку підготовки 6.051003 «Приладобудування» приладобудівного ф-
ту / Уклад.: Автори: Шевченко В.В., Осадчий О.В., Симута М.О. – К.:
НТУУ «КПІ», 2010. – 128 с.
До розділу 7
25. Пістун І.П. Безпека життєдіяльності: Навчальний посібник.– Суми:
Видавництво “Університетська книга”, 1999.– 301 с.
26. Атаманчук П.С., Мендерецький В.В., Панчук О.П., Чорна О.Г.
Інтегрований курс безпеки життєдіяльності (теоретичні основи): Навч.
посіб. - Кам'янець-Подільський: Буйницький О.А., 2009. - 200 с.
27. Атаманчук П.С., Мендерецький В.В., Панчук О.П., Чорна О.Г. Безпека
життєдіяльності та охорона праці (Практичний курс): Навчальний
посібник. - Кам'янець-Подільський: "Думка", 2010. - 152 с.

Арк.
М14.02625.401.001 ЗП
62
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

ДОДАТКИ
Додаток А
Перелік нормативних документів
ДСТУ загального використання
ДСТУ ГОСТ 2.001:2006 Єдина система конструкторської документації.
Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.051:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронні документи. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.052:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронна модель виробу. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.053:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронна структура виробу. Загальні положення

ДСТУ, повязані з оформленням розрахунково-пояснювальної записки
ДСТУ ГОСТ 2.051:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронні документи. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.104:2006 Єдина система конструкторської документації.
Основні написи

ДСТУ, повязані з оформленням графічної частини проекту
ДСТУ ГОСТ 2.308:2013 ЄСКД. Зазначення допусків форми та розміщення
поверхонь
ДСТУ ГОСТ 2.317:2014 ЄСКД. Аксонометричні проекції
ДСТУ ГОСТ 2.702:2013 ЄСКД. Правила виконання електричних схем

Загальні правила виконання креслень
ДСТУ ГОСТ 2.307:2013 ЄСКД. Нанесення розмірів і граничних відхилів
ДСТУ ISO 128-1:2005 (ISO 128-1:2003, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення. Частина 1. Передмова
та покажчик понять стандартів ISO серії 128
Арк.
М14.02625.401.001 ЗП
63
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

ДСТУ ISO 128-21:2005 (ISO 128-21:1997, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення Частина 21.
Лінії, виконані автоматизованим проектуванням
ДСТУ ISO 128-30:2005 (ISO 128-30:2001, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення Частина 30.
Основні положення про види
ДСТУ ISO 128-40:2005 (ISO 128-40:2001, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення. Загальні
принципи оформлення. Частина 40. Основні положення про розрізи та
перерізи
ДСТУ ISO 129-1:2007 (ISO 129-1:2004, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Проставлення розмірів і допусків. Частина 1. Загальні
принципи
ДСТУ ISO 3098-2:2007 (ISO 3098-2:2000, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 2. Латинська
абетка, цифри і знаки
ДСТУ ISO 3098-3:2007 (ISO 3098-3:2000, IDТ) Національний стандарт України.
Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 3. Грецька абетка
ДСТУ ISO 3098-4:2007 (ISO 3098-4:2000, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 4. Діакритичні і
окремі знаки латинської абетки
ДСТУ ISO 3098-5:2007 (ISO 3098-5:1997, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 5. Написання
латинської абетки, цифр і знаків засобами автоматизованого проектування
ДСТУ ISO 3098-6:2007 (ISO 3098-6:2000, IDТ) Національний стандарт України.
Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 6. Кирилична абетка
ДСТУ ISO 5455:2005 (ISO 5455:1979, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Масштаби
ДСТУ ISO 5457:2006 (ISO 5457:1999, IDТ) Національний стандарт України.
Документація технічна на вироби. Кресленики. Розміри та формати
Арк.
М14.02625.401.001 ЗП
64
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Дуб л.
Взам.
Підп.
Інв. № Підпис Зм. Арк № докум. Підпис Підпис
Дата Т.Л.

213321231
ЧДТУ

ЗАТВЕРДЖУЮ
Головний технолог
Узгоджено:
Максим БОНДАРЕНКО
Тичков В.В. (підпис)
(підпис)
_____________________________(дата)
_________________________(дата)
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС
на виготовлення друкованої плати
и
М14.02625.401.001 ТП
Процес впроваджено у виробництво
_______________________________( )
(підпис)
Богдан БАБАК _______________________________( )
(підпис) (підпис)
_______________________________( )

(підпис)
______________________________(дата) _______________________________( )
(підпис)
_______________________________( )
(підпис)

ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.

РОЗРОБ. Бабак О. 0117012345 1017112345

ПЕРЕВІРИВ Бондаренко М.

Н. КОНТР. Тичков В.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ

ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6

Р ПІ D/B L T I ТоС N t
А 01 005 Підготовка поверхні фольги та отворів ИОТ43 18 -25 0.5
02 фотохімічним методом 6017100001
03 2017012345
04 2517100001
05 3017100001
Б 06 Устаткування підготовки поверхні
07 ДП Billeo
08
А 09 010 Хімічне омедніння отворів ИОТ44 50 -60 2-5
B 10 Автооператорна лінія для хімічного омедніння 6077100002
11 “Module – R” 2017012345
12 2517100002
13 3017100002
14
А 15 015 Гальванічне омедніння ИОТ45
16 6017100003
Б 17 Автооператорна лінія для гальванічного омедніння 2017012345 20
18 “Module-R” 2517100003
19
20

ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.

РОЗРОБ. Бабак О. 0117012345 1017112345

ПЕРЕВІРИВ Бондаренко М.

Н. КОНТР. Тичков В.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ

ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6

Р ПІ D/B L T I T оC N t
А 01 030 Нанесення фоторезисту ИОТ48 80-110 10-15
02 6017100006
03 2017012345
04 2517100006
05 3017100006
06
Б 07 Ламінатор двохсторонній А-250 фірма “Dynachem Corporation”
08
А 09 035 Експонування ИОТ49 18 -25 1-5
10 6017100007
11 2017012345
12 2517100007
13
Б 14 Установка експонування “Du Pont”
15
А 16 040 Проявлення ИОТ 51 10-18 0.5-2
17 6017100008
Б 18 Конвейєрна установка струменевого типу для появлення 2017012345
19 фоторезисту “Processor-C” 30117100008
20

ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.

РОЗРОБ. Бабак О. 017012345 1017112345

ПЕРЕВІРИВ Бондаренко М.

Н. КОНТР. Тичков В.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ

ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6

Р ПІ D/B L T I Tо C N t
А 01 045 Нанесення захисного шару ИОТ52 10-20 1-2
02 6017100009
03 2017012345
04 2517100009
05 3017100009
06
Б 07 Гальванічна лінія
08
А 09 050 Видалення фоторезисту ИОТ53 90 0.5-1
10 6017100010
11 2017012345
12 2517100010
13 3017100010
14
Б 15 Конвейєрна установка фоторезисту “Stripping”.
16 Дистилятор для реєстрації розчинів “C -100”
17

Додаток В

Арк.
М14.02625.401.001 ПЗ
69
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Додаток Г

Арк.
М14.02625.401.001 ПЗ
70
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
М14.02625.401.001 ПЗ
71
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
М14.02625.401.001 ПЗ
72
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
М14.02625.401.001 ПЗ
73
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
М14.02625.401.001 ПЗ
74
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
М14.02625.401.001 ПЗ
75
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
М14.02625.401.001 ПЗ
76
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
М14.02625.401.001 ПЗ
77
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
М14.02625.401.001 ПЗ
78
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
М14.02625.401.001 ПЗ
79
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

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