ChSTU repository

Зміст 
 
Стор. 
Вступ………………………………………………………………………5 
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного аналізу 
існуючих аналогів……………………………………………………………….. 6 
1.1 Пристрій для регулювання натягу основних ниток на ткацькому 
верстаті……………………………………………………………………………. 6 
1.2 Регулятор натягу ниток основи на ткацькому верстаті……………. 8 
1.3 Пристрій для регулювання натягу ниток основи на ткацькому 
верстаті…………………………………………………………………………… 9 
2 Обґрунтування технічного завдання…………………………………. 14 
3 Розробка схеми автоматизованої системи контролю натягу штучних 
ниток………………………………………………………………………………..17 
3.1 Розробка структурної схеми основного регулятора………………. 17 
3.2 Розробка принципової електричної схеми ………………………….19 
4 Розрахунок елементів схеми……………………………………..……. 29 
4.1 Розрахунок вхідних випрямлячів………………………………..….. 29 
4.2 Розрахунок вхідних стабілізаторів напруги………………..………. 38 
4.3 Розрахунок операційного підсилювача……………………….……. 40 
4.4 Розрахунок підсилювального каскаду……………………..……….. 41 
4.6 Оцінка точності та надійності…………………………………..…… 45 
5 Спеціальний розділ…………………………………..………………….50 
5.1 Технологічний розділ………………………………………………… 50 
5.2 Розділ охорони праці……………………………………………….… 56 
5.3  Економічний розділ………………………………………………..… 69 
 
 
 РС93.21053.001 ПЗ 
Зм. Аркуш № докум. Підпис Дата 
 
 Розроб. Шоха Ю.В. Автоматизована система Літ. Аркуш Аркушів 
 Перевір. Тичков В. В. контролю натягу штучних 3 97 
  ниток 
 Н. Контр. Тичков В. В. Пояснювальна записка ЧДТУ 
 Затверд.   
 
Висновки …………………………………………………………………..73 
Список використаної літератури…………………………………….….. 75 
Додаток А Відомість технічного проекту……………………………… 76 
Додаток Б Специфікації, перелік елементів…………………………… 78 
Додаток В Результати теплофізичного конструювання друкованої плати 
блоку керування в середовищі TFK…………………………………………….. 84 
Додаток Г Документація на технологічній процес складання друкованої 
плати блоку керування……………………………………………………………. 89 
 
 
Аркуш 
 РС93.21053.001 ПЗ 
 
Зм. Аркуш № докум. Підп. Дата 4 
 
Вступ 
 
Високі вимоги по виробничій здатності ткацьких верстатів, розширення їх 
можливостей по виробництву тканин, по якості тканини і по підвищенню легкості 
обслуговування ткацького верстату спонукає до більш широкого використання 
електронно – управляючих вузлів в сучасних ткацьких верстатах. 
Одним з вузлів, в якому електронний пристрій дозволив розширити 
виробничу здатність ткацького верстату і кількість ткацьких верстатів, що 
обслуговуються однією ткачихою, є ділянка контрольованого процесу відпуску 
ниток основи, що потрапляють в процес ткацтва. 
Електронний основний регулятор (ЕОР) являє собою пристрій, який, 
завдяки приводу від однофазного асинхронного електродвигуна, що управляється 
тиристором, забезпечує відпуск ниток основи від ткацького навою з таким 
розрахунком, що швидкість подачі ниток основи в систему утворення тканини 
буде відповідати як частоті обертання валу ткацького верстата, так і заданій 
щільності тканини по вутку і вибраній величині натягу ниток основи. ЕОР, в 
процесі відпуску ниток основи, забезпечує зберігання їх постійного натягу в 
заданій величині, в процесі ходу ткацького верстату, в момент зупинки і пуску 
ткацького верстату з таким розрахунком, щоб запобігти утворенню смуг на 
тканині із-за зміни степені натягнення ниток основи. ЕОР дає можливість 
збільшити натяг ниток основи в попередньо задану величину до пуску ткацького 
верстату в роботу, що і являє собою покращення текстильно – технологічних умов 
по зменшенню кількості смуг під час пуску ткацького верстату. 
Для полегшення обслуговування ткацького верстату при заміні ткацького 
навою і налаштуванні заданих параметрів натягу ниток основи, ЕОР дозволяє в 
ручному режимі забезпечити електричний натяг і відпуск ниток основи за 
допомогою елементів управління. 
 
5 
 
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного 
аналізу існуючих аналогів 
 
1.1 Пристрій для регулювання натягу основних ниток на ткацькому 
верстаті 
Пристрій (рисунок 1.1) для регулювання натягу основних ниток на 
ткацькому верстаті має навій 1, основні нитки 2 якого оминає скавло 3, що 
встановлене на плечі 4 трьох плечового важеля. Пружиною 5 підпружинено 
зубчасте плече 6. Плече 7 трьох плечового важеля через тягу 8 з’єднано з кулісою 
9, профільна частина якої зв’язана з нерухомим пальцем 10. Через важіль 11 
куліса діє на гальмівний диск 12, що взаємодіє з диском 13 фрикційної муфти. 
Навій 1 зв’язаний з шестернею 14, що встановлена на одному валу з гвинтовою 
шестернею 15, яка входить в зціплення з гвинтовим колесом 16, що жорстко 
встановлена на валу 17, на кінці якого вмонтовано диск 13. Гальмівний диск 12 
виконаний у вигляді зубчатого вінця, що входить в щеплення з шестернею 18, 
зв’язаною з редуктором 19, що з’єднаний з електродвигуном 20. На тумбі 
гальмівного диску встановлений упорний підшипник 21 на який діє одне плече 
двох плечового важеля 22. 
Друге плече важеля 22, що контактує з кулачком 23 жорстко встановленим 
на осі 24 пускової рукоятки 25, також пов’язано з товкачем 26 кулачкового 
механізму, що має ролик 27, контактуючий з кулачком 28, що встановлений на 
наборному валу 29 ткацького верстату. Сила дії кулачка 28 на гальмівний диск 12 
в момент заступу регулюється зміною зусилля пружини 30 з гайкою 31, а сила 
натягу основних ниток регулюється пружиною 32 з гайкою 33. 
При переміщенні пускової рукоятки 25 «на себе» виникає ввімкнення в 
роботу електродвигуна 20 і ткацького верстату, при цьому головний вал не 
обертається. Сумісно з рукояткою 25 повертається кулачок 23 діючи великим 
радіусом на двох плечовий важіль 22, останній, повертаючись проти часової 
стрілки іншим кінцем, завдяки упорному підшипнику 21 збільшує силу дії на 
гальмівний диск 12 і збільшує момент опору у фрикційній муфті в період пуску, 
 
6 
 
що дозволяє гальмівному диску, що знаходиться в режимі проти обертання 
відносно диска 13, повернути його на деякий кут. Оскільки диск 13 кінематично 
зв’язаний з навоєм 1, то останній намотує певну довжину основних ниток, 
компенсуючи їх натяг і переміщуючи опушку тканини на зустріч берду. При 
переміщенні пускової рукоятки «від себе» приводиться в рух головний вал 
ткацького верстату, при цьому кулачок 23 діє малим радіусом на двох плечовий 
важіль 22зменшуючи силу дії на гальмівний диск 12. В режимі ткацького 
верстату, що встановився, під дією натягу основних ниток в момент утворення 
зеву і прибою ткацький навій 1 провертається в бік змотування ниток основи і 
через систему зубчастих коліс повертає диск 13. При заступі кулачок 28, що 
встановлений на наборному валу 29, діє більшим радіусом на ролик 27 і завдяки 
товкачу 26 повертає двох плечовий важіль 22 проти часової стрілки. При цьому 
другим плечем важіль 22 збільшує силу дії на гальмівний диск 12, а останній, 
знаходячись в режимі проти обертання відносно дика 13, кінематично з’єднаного 
з навоєм, провертає його на деякий кут, забезпечуючи цим стабілізацію натягу 
основних ниток в момент заступу в кожному циклі роботи верстату. 
 
 
Рисунок 1.1 – Пристрій для регулювання натягу основних ниток на 
ткацькому верстаті 
 
 
7 
 
1.2 Регулятор натягу ниток основи на ткацькому верстаті 
На рисунку 1.2 показано регулятор натягу ниток основи з засобом 
регулювання швидкості обертання навою, що виконаний у вигляді 
одноступінчатої еліптичної зубчастої передачі [4]. 
Регулятор натягу ниток основи має навій 1, привід навою 2, засіб 3 
регулювання швидкості обертання навою 1, що встановлений на наборному валу 
4, блок 5 управління, рухоме скавло 6 або задатчик натягу ниток основи, датчик 7 
натягу ниток основи, що виконаний у вигляді перетворювача переміщення 
рухомого скала в електричний сигнал, додатковий датчик 8 натягу, що 
встановлений перед калом 6. Привід 2 навою має черв’ячну передачу 9, 
кінематично зв’язану через диференціал 10 і планетарну передачу 11 з 
електродвигуном 12, що регулюється, і через наборний вал 4 з засобом 3 
регулювання швидкості обертання навою 1. 
Засіб 3 регулювання швидкості обертання навою 1 виконано у вигляді 
еліптичної одноступінчатої зубчастої передачі 13 або включає кулачковий 
механізм 14 і каноїдний варіатор 15, управляє мий диск 16 якого кінематично 
зв’язаний з роликом 17 кулачкового механізму. 
Рух від електродвигуна 12, що регулюється, через планетарну передачу 11 
передається диференціалу 10, який складає змінну частоту електродвигуна 12 і 
змінну частоту від засобу 3 регулювання швидкості обертання навою 1, що 
встановлений на наборному валу 4. Сумарна частота обертання завдяки 
черв’ячній передачі передається навою 1. Змінна частота обертання 
електродвигуна 12, що регулюється, визначається блоком 5 управління в 
залежності від зміни натягу ниток основи з урахуванням положення рухомого 
скала 6 і зміни рівнодіючої додаткового скала в залежності від зміни радіусу 
змотування. Швидкість обертання електродвигуна 12 визначає швидкість 
обертання навою 1 і натяг ниток основи в залежності від положення рухомого 
скала 6 і зміни радіусу навою 1. 
Засіб 3 регулювання швидкості обертання навою 1 визначає швидкість 
обертання навою 1 і натягування ниток основи в момент утворення зеву і прибою 
 
8 
 
уточних ниток. Блок 5 управління електродвигуном 12 забезпечує стабілізацію 
швидкості і постійного моменту, що розвивається електродвигуном 12 в 
установленому режимі. 
Застосування швидкодіючого засобу регулювання швидкості обертання 
навою забезпечує необхідну точність регулювання натягу ниток основи в момент 
утворення зеву основних ниток і прибою уточних ниток. 
 
Рисунок 1.2 – Регулятор натягу ниток основи на ткацькому верстаті 
 
1.3 Пристрій для регулювання натягу ниток основи на ткацькому 
верстаті 
На рисунку 1.3,а представлена структурна схема пристрою[6]. 
Пристрій має послідовно ввімкнений суматор 1, регулятор 2 натягу, 
підсилювач 3 потужності і електродвигун 4, кінематично зв’язаний з навоєм 5, на 
якому намотані нитки 6 основи. До складу пристрою входить також за датчик 7 і 
датчик 8 натягу, спостерігач 9 натягу ниток основи, датчик 10 кута повороту 
головного валу 11 і блок 12 вирахування приросту натягу. Входи спостерігача 9 
стану натягу ниток основи підключені відповідно до датчика 8 натягу, виходу 
блоку 12 вираховування приросту натягу, за датчику 7 натягу і виходу регулятора 
2 натягу. 
 
9 
 
Датчик 8 натягу виконаний у вигляді пружного елемента 13 з 
тензометричним чутливим елементом 14. Один кінець пружного елементу 13 
закріплений на нерухомій основі 15, а на іншому кінці встановлений ролик  
16, що взаємодіє з нитками 6 основи. Крім того, показані 
основоспостережник 17, ремізки 18 і батан 19, тканина, що виробляється 20, 
направляючі ролики 21, вальян 22, товарний валик 23 і рулон 24 тканини. 
Спостерігач 9 стану натягу ниток основи являє собою динамічну систему зі 
зворотнім зв’язком і призначений для отримання інформації про величину 
похибки х1 по натягу і її похідної х2 у вигляді відповідних оцінок x
1  і x
2  на основі 
інформації про задану величину натягу FZ, фактичному натягу F2, збудженні FВ – 
прирості натягу, що зумовлений процесом утворення зеву і прибою, і 
управляючій дії 15 Uy. 
В динаміці спостерігач 9 стану натягу ниток основи вдовольняє система 
лінійних рівнянь: 
x  x  I x  x ;
1 2 1 1 1
x  a x  a x  K Uy  f  I x  x ;
2 1 1 2 2 0 2 1 1                               (1.1) 
f  I x  x ,
3 1 1
де x
1  і x
2  - відповідно оцінки похибки х1 по натягу і її похідної х2: 
x  F  F   F  F  F ;
1 Z 2 Z 2 B
 
F  F  F ,
B 2 B 2 P
де F
2 B  і F
2 P  – вирахувані значення «швидких» збуджень збільшення 
натягу, що викликані процесами утворення зеву і прибою; 
F
B –їх сума; 
f – оцінка «повільних» збуджень. 
Спостерігач 9 стану натягу ниток основи (рисунок 1.3,б) складається з 
інтеграторів 25 – 27 і суматорів 28 – 31 з коефіцієнтами передачі I1, I2, I3, d1, d2, K0, 
що відповідають системі рівнянь (1). 
 
10 
 
Регулятор 2 натягу виконаний релейним і задовольняє рівняння:  
 Uy = – U0 signS                                                  (1.2) 
де U0 = const, 
 S  C x  x 
1 1 2  функція перемикання (вхідний сигнал регулятора 2 натягу); 
С1 = const. 
Суматор 1 призначений для формування функції перемикання S. Блок 12 
вираховування приросту натягу призначений для формування сигналу F
B , 
пропорційного FB, на основі інформації про положення головного валу 11 
верстату, параметрах заправки верстату і циклорамах роботи батанного і 
зевоутворюючого механізмів і складається з послідовно увімкнених лічильника 
імпульсів, запам’ятовуючого пристрою, що програмується (ПЗУ) і цифро 
аналогового перетворювача (ЦАП). Лічильник має лічильний і синхронізований 
входи. Вхідний сигнал ЦАП використовують для коректування рівня сигналу F
B . 
В якості датчика 10 кутового положення використано фото імпульсний датчик 
(120 імпульсів на один оберт). 
В початковий момент часу батан 19 і ремізки 18 займають положення, при 
якому F2B = 0, F2P = 0, а початкова похибка по натягу ниток 6 рівна:x10 = FZ– F2П0 
(F2П0 – початкове значення натягу F2П. Тоді при увімкненні пристрою блок 9 
формує сигнали x  і x
1 2 , які поступають на входи суматора. Суматор 1 формує 
сигнал S – функцію перемикання, який потрапляє на вхід релейного регулятора 2 
натягу. В залежності від знаку сигналу S вихідний сигнал Uy регулятора 2 натягу 
приймає значення +U0 чи – U0 і після підсилення його підсилювачем 3 потужності 
викликає приріст моменту електродвигуна 4, швидкості навою 5 і натягу ниток 6 
основи. 
При достатньо великій величині K0U0 в замкнутій системі виникає режим 
ковзання, при якому регулятор натягу 2 працює в режимі високочастотних 
перемикань, а сигнал S на його вході близький до нуля: 
S = C1 x  + x
1 2  = 0.                                                (1.3) 
 
11 
 
Оскільки відповідно до (1) x
1  близький до х1, а x
2  близьке до х2, то зміна 
похибки по натягу виникає відповідно до рівняння 
C x  x  C x  x ,
1 1 2 1 1 1  
c ,t
тобто x t   x
1 10 . 
Таким чином, похибка х1 буде зменшуватись від початкового значення х10 
1
по експоненті з постійним часом T   незалежно від параметрів об’єкта. В 
C
1
усталеному режимі x t   0
1 , де t  , тобто F2П = FZ.  
Під час пуску ткацького верстату головний вал 11, кальян 22, товарний 
валик 23, батан 19, ремізки 18 і датчик 10 кута повороту приходять в рух завдяки 
приводу і кінематичним передачам. В результаті цього нитки 6 основи, 
змотуючись з навою 5, безперервно потрапляють в зону формування тканини 20, 
де зазнають циклічних дій з боку ремізок 18 і батана 19, а потім сформована 
тканина 20 завдяки вальяну 22 відводиться для намотки на товарний валик 23 в 
рулон 24. при цьому у вихідному сигналі F2 датчика 8 натягу з’являються 
додаткові складові натягу F2В + F2Р = FВ. Одночасно при обертанні головного валу 
11 на виході датчика 10 кутового положення головного валу формується дві 
послідовності імпульсів – рахувальних імпульсів і імпульсів синхронізації. Стан 
виходу лічильника однозначно відповідає певному положенню головного валу 
верстату і є адресним сигналом для ПЗУ. Наступний лічильний імпульс з датчика 
10 збільшує показання лічильника на одиницю (що відповідає, наприклад, 
360 0
повороту головного валу 11 на кут    3  ) і проводить вибірку значення F
2 B  
120
і F
2 P  або їх суми з ПЗУ, що відповідають новому положенню головного вала 11. 
Цифрові коди сигналів F
2 B  і F
2 P  завдяки ЦАП перетворюються в аналоговий 
сигнал F
B , який потрапляє на додатковий вхід спостерігача 9 стану натягу ниток 
основи. Імпульси синхронізації приводять у відповідність показання лічильника 
положенню головного валу 11 після закінчення циклу (3600). 
 
12 
 
За рахунок зміни напруги ЦАП встановлює такий рівень сигналів F
2 B , F
2 P , 
F
B , при якому забезпечується компенсація відповідних складових у вихідному 
сигналі F2 датчика 8 натягу. В результаті за рахунок введення блоку 12 
забезпечується збільшення точності оцінки блоком обробки інформації змінних х1 
і х2, а отже, і точність регулювання. 
При використанні релейного регулятора 2 натягу забезпечується 
підвищення якості регулювання за рахунок організації в замкнутій системі 
режиму ковзання. 
Зміна параметрів заправки верстату (виду основи, переплетення, кількості 
ниток основи в заправці, форми зева та інше) призводить до відповідної зміни 
складових напруги F2B, F2P, FB. Тому використання програмує мого блока 12 
вираховування приросту натягу дозволяє оперативно змінювати програму 
формування F F F
2 B , 2 P , B  при зміні асортименту тканин, що виробляються. 
 
Рисунок 1.3 – Пристрій для регулювання натягу ниток основи на 
ткацькому верстаті 
 
13 
 
2 Обґрунтування технічного завдання 
 
Зняття вхідних даних по ступеню натягу ниток основи здійснюється за 
допомогою датчика натягу ниток основи. 
Від датчика натягу ниток основи, електричний сигнал потрапляє в коробку 
розподілення, де, після перетворення в цифрову форму, відбувається зіставлення 
із заданою величиною натягу ниток основи. 
Від тахогенератора, який розташований на валу приводного 
електродвигуна, в коробку розподілення передається сигнал зворотного зв’язку, 
що забезпечує зберігання заданих обертів електродвигуна 
Привід зубчатого колеса ткацького навою здійснюється від приводного 
електродвигуна через коробку передач с черв’ячною передачею. 
Запобігання псуванню основи із-за надмірного збільшення натягу ниток 
основи, наприклад, у випадку аварійної ситуації, забезпечується за допомогою 
аварійного кінцевого вимикача. 
Технічні данні: 
Клас захисту від пилу та вологи електричної та механічної частин 
електронного основного регулятора ІР44. 
Електрична частина: 
Електрична частина включає в себе: 
1. Коробку розподілення. 
2. Контролер EOR10 
3. Датчик положення скала EOR1S 
Напруга живлення – 220В + 10 % 
Потужність споживання – 1500 Вт 
Віддача, не більше – 450 Вт 
Розміри, мм – 490Х520Х220 
Маса, кг – 22 
Точність регулювання натягу основи: не менше + 5 % 
 
 
14 
 
Для  напруги мережі 415 В, 440 В, 500 В, 550 В і для напруги з частотою 
мережі 60 Гц необхідно застосовувати вхідний трансформатор 1BAR40BA. 
Вхідна напруга: 380 В, 415 В, 440 В, 500 В і 550 В. 
Вихід: 220 В, 265 В, 900 Вт. 
Вхідний трансформатор 1BAR40BA поставляється з кабелем для 
приєднання до розподільчої коробки електронного основного регулятора 
Механічна частина: 
Механічна частина включає в себе: 
1. Однофазний асинхронний електродвигун AZC90L – 4 з вбудованим 
тахогенератором та вентилятором зі з’єднувальними кабелями. 
2. Коробку передач черв’ячну, типу EORPJ1A . 
Передаточне відношення – 220  
Вихідні оберти – 0,057 – 6,2 об/хв 
Мк хв.(Nm) – 63,2 
Розміри – 730Х430Х380 мм 
Маса – 75 кг 
Умови роботи: 
1. Температура навколишнього середовища від + 10 0С до + 40 0С. 
2. Відносна вологість повітря до 80% при 30 0С. 
3. Вогненебезпечне середовище (можливість спалахування пилу, пуху) 
по стандарту ДСТУ Б В.1.1-36:2016.  
4. Напруга живлення – мережа 220В з частотою 50 (60) Гц з 
центральним провідником N або PEN для іншого виду напруги (дивитись технічні 
данні). 
5. Коливання напруги в електричній мережі живлення, не більше + 10%, 
коливання частоти в мережі живлення + 2%. 
6. Розміщення і підключення відповідає стандарту НПАОП 40.1-1.21-98 
(ДНАОП 0.00-1.21-98). 
7. Висота над рівнем моря – до 2800м. 
Вибір передачі. 
 
15 
 
Завдяки дуже широкому діапазону щільності тканини, що виробляється, по 
вутку, необхідно проводити вибір відповідної кінцевої величини передаточного 
числа для кожної даної швидкості обертання валу ткацького верстату, а також 
відповідно до сорту тканини, яка виробляється. 
Перед початком роботи після проведення всіх монтажних робіт необхідно: 
1. Перевірити надійність приєднання всіх дротів живлення від 
електромережі і нульового провідника по відповідній електричній схемі 
приєднань. 
2. Перевірити приєднання привідної частини по відповідній схемі 
приєднань. 
3. перевірити сумісне з’єднання дротів в розподільній коробці ткацького 
верстату по відповідній схемі приєднань. 
4. Перевірити надійність приєднання і роботи кінцевого вимикача скала 
по відповідній схемі приєднань. 
5. Перевірити закріплення і приєднання датчика натягу ниток основи по 
відповідній схемі приєднань. 
  
 
16 
 
3 Розробка схеми автоматизованої системи контролю натягу штучних 
ниток 
 
3.1 Розробка структурної схеми основного регулятора 
Структурна схема електронного основного регулятора показана на рисунку 
3.1. 
БП Е38 Д 
М Е39 
ТГ 
 
Рисунок 3.1 – Структурна схема ЕОР 
Зняття вхідних даних по ступеню натягу ниток основи здійснюється за 
допомогою датчика натягу ниток основи, який, на основі індукційного 
безконтактного принципу, знімає положення заслінки (прапорця) з 
феромагнітного матеріалу, який міцно зв’язаний зі скавлом з пружною посадкою. 
Положення скала і, відповідно, електричний сигнал з датчика відповідають 
підсумковій силі тяги всіх ниток основи.  
Від датчика натягу ниток основи, електричний сигнал потрапляє в коробку 
розподілення, де, після перетворення в цифрову форму, відбувається зіставлення 
із заданою величиною натягу ниток основи. Відхилення, що утворилося під час 
натягу ниток основи обробляється регулятором PID (прорційно-інтегрально-
диференційним регулятором), яким, через перетворювач з фазово-керованим 
тиристором, керується швидкість приводу регулятора, тобто число обертів 
асинхронного електродвигуна. 
 
17 
 
Від тахогенератора, який розташований на валу приводного 
електродвигуна, в коробку розподілення передається сигнал зворотного зв’язку, 
що забезпечує зберігання заданих обертів електродвигуна для забезпечення 
необхідної швидкості відпуску ниток основи. Застосування пропорційно-
інтегральної регуляції натягу ниток основи забезпечує роботу регуляції с 
нульовим відхиленням сигналу, що поступає від датчика натягу ниток основи з 
урахуванням заданої величини і, тим самим, можливість досягти максимально 
точної регуляції натягу ниток на протязі відпуску всього об’єму ткацького навою. 
Привід зубчатого колеса ткацького навою здійснюється від приводного 
електродвигуна через коробку передач с черв’ячною передачею. 
Запобігання псуванню основи із-за надмірного збільшення натягу ниток 
основи, наприклад, у випадку аварійної ситуації, забезпечується за допомогою 
аварійного кінцевого вимикача, що розташовується знизу під скавлом. Завчасно 
налаштоване положення кінцевого вимикача, у випадку понаднормового 
збільшення натягу ниток основи, забезпечує вимкнення приводу електронного 
основного регулятора без псування ниток основи. 
Ролик кінцевого вимикача керується кулачком. Кулачок необхідно 
налаштувати з таким розрахунком, щоб під час робочого натягу ниток основи 
ролик знаходився у вільному стані, а під час надмірного натягу ниток основи він 
розмикав би кінцевий вимикач. 
Кінцевий вимикач є частиною ткацького верстату і його приєднання до 
коробки розподілення електронного основного регулятора показане на 
принциповій електричній схемі електронного основного регулятора. 
Керування роботою електронного основного регулятора в процесі ткацтва 
виконується за допомогою сигналів, що надходять від розподільного пристрою 
ткацького верстату, коли в електронний основний регулятор надходить сигнал 
про те, в якому стані знаходиться верстат в даний момент. 
Напруга живлення для електронного основного регулятора надходить від 
розподільчого пристрою верстата з місця розташованого після головного 
 
18 
 
вимикача ткацького верстату. Це дозволяє вимкнути живлення електронного 
основного регулятора при вимкненні головного вимикача. 
Після підключення асинхронного електродвигуна і кінцевого вимикача в 
клемну зборку Х1 коробки розподілення електронного основного регулятора 
підключають контролер EOR10 і дроти живлячої напруги. 
Контролер EOR10 дає змогу керувати натягом і відпуском ниток основи в 
ручному режимі під час налагодження верстату.  
Конструкція датчика EOR1S натягу ниток основи дає змогу легко 
змонтувати його на ткацький верстат. Під час монтажу на ткацький верстат 
найважливішою умовою є виставити взаємно положення як самого датчика, так і 
заслінки з феромагнітного матеріалу. Потрібно намагатись виставити такий рівень 
закриття датчика заслінкою, щоб при правильному натягу ниток основи величина 
напруги на платі управління Е38 в точці вимірювання ХJ5 була приблизно рівною 
плюс 5В. Відстань між робочою частиною датчика EOR1S і заслінкою повинна 
бути в межах від 0,5 до 1,5мм. 
Під час монтажу датчика EOR1S натягу ниток основи важливою умовою є, 
щоб при збільшенні натягу ниток основи заслінка перекривала датчик і навпаки, 
при зменшенні натягу ниток основи заслінка датчик відкривала. При цьому, 
відкриття датчика заслінкою відповідає меншій вихідній напрузі і навпаки, 
закриття відповідає вихідній напрузі не меншій за плюс 10В. 
 
3.2 Розробка принципової електричної схеми 
Розподільча коробка електронного основного регулятора складається з 
таких основних частин: 
 Плата керування, всередині якої відбувається обробка всіх сигналів 
керування за допомогою мікропроцесора і також відхилення від регульованої 
величини натягу ниток основи і, механічним шляхом виконується весь процес 
пропорційно-інтегральної регуляції. На платі також розташовані всі точки 
регулювання і вимірювання, контрольні світлодіоди, пам'ять програми, пам'ять 
даних, батарейка для резерву пам'яті даних і всі вхідно-вихідні електронні схеми. 
 
19 
 
 Плата перетворювача, яка виконує перетворення імпульсного сигналу 
від плати керування в величину кількості обертів приводного асинхронного 
електродвигуна. Для цієї мети слугує тиристор спільно з схемою для його 
керування. На цій платі також виконується закриття зворотного зв’язку від 
тахогенератора в асинхронний електродвигун. 
 Плата елементів захисту трансформатора, яка має всі електричні 
схеми, що необхідні для захисту та індикації всіх необхідних видів напруг 
живлення на вторинній обмотці трансформатора живлення. 
 Головний елемент захисту FA1 і FA2, який являє собою спарений 
автоматичний вимикач. 
 Контактори окремого напрямку обертання асинхронного 
електродвигуна КМ1 і КМ2 і контактор гальма КМ3. 
 Реле кінцевого вимикача КА1. 
 Конденсатори додаткового фазису електродвигуна С1 – С4. 
 Трансформатор живлення ТV1. 
 Фільтр завадозахисний ZB1. 
 Запобіжники первинної обмотки трансформатора живлення FU1, FU2. 
 Запобіжники вентилятора асинхронного електродвигуна FU10, FU11. 
Значення точок приєднання на розподільчій коробці: 
Х1 – клемна колодка для підключення напруги живлення, електродвигуні і 
його сигнальних провідників, кінцевого вимикача скала і ручного контролера 
EOR10 електронного основного регулятора. 
ХР1 – роз’єм для підключення індукційного датчика положення скала. 
ХР2 – роз’єм для підключення зовнішнього лічильника імпульсів для 
сервісних, ремонтних та діагностичних цілей. 
XS1 – роз’єм для передавання сигналів управління і контролю між 
ткацьким верстатом і електронним основним регулятором. 
Спосіб обслуговування електронного основного регулятора. 
 
20 
 
1. Ввімкнути головний вимикач на розподільній коробці ткацького 
верстату. 
2. Ручне керування здійснюється натисненням кнопки SА1, при завчасно 
заданому напрямі руху валу електродвигуна електронного основного регулятора, 
а саме, за допомогою перемикача SА2. 
Вперед 0   з’йом і відпускання ниток основи. 
 Назад 0   натяг ниток основи. 
Пристрій ручного управління регулятором можливо відрегулювати тільки 
у випадку, коли ткацький верстат знаходиться у стані спокою. 
3. Попередній натяг ниток основи здійснюється за допомогою 
натиснення на кнопку START. За допомогою електронного основного регулятора 
здійснюється попередній натяг ниток основи, привід зупиняється в вмикається 
сигнальна лампа HL5 в контролері ЕОР 10. повторним натисненням кнопки 
START або при неперервному утримуванні її затисненому стані ткацький верстат 
приводиться в роботу. 
4. У випадку, що підготовка системи забезпечена заздалегідь (горить 
сигнальна лампа HL5 в контролері ЕОР 10), то електронний основний регулятор 
знаходиться у стані очікування сигналу START і електронний основний регулятор 
не буде реагувати на інші сигнали. 
5. Зупинка ткацького верстату здійснюється за допомогою кнопки STOP. 
6. Навіть під час режиму ТИП ткацького верстату електронний основний 
регулятор весь час підтримує встановлений натяг ниток основи, тобто він 
повертається. 
7. У випадку, коли регулятор виходить з ладу (в результаті дефекту в 
електричній мережі чи іншої серйозної несправності), про неполадку сигналізує 
погашення світлодіоду W – D (HL12) на платі управління Е38електронного 
основного регулятора і зупиняє ткацький верстат. В такому випадку необхідно 
спробувати знову привести ткацький верстат в роботу шляхом вимкнення та 
повторного увімкнення частини живлення, або натисненням кнопки «скид» (SА1) 
на платі керування електронного основного регулятора. У випадку, коли ця 
 
21 
 
спроба буде невдалою, то необхідно прийняти всі заходи по усуненню дефектів, 
що описані нижче. 
У випадку несправності електронного основного регулятора насамперед 
необхідно перевірити елементи захисту FA1, FA2, а також сигнальні світло діоди 
на платі трансформатора ТV1. В тому випадку, коли деякі з світло діодів не 
світять, необхідно перевірити відповідні запобіжники, згорілі запобіжники 
замінити справними з такими величинами: 
HL1 відповідають запобіжники FU3, FU4 з номіналом 2 А; 
HL2 відповідають запобіжники FU5, FU6 з номіналом 1 А; 
HL3 відповідають запобіжники FU7, FU8 з номіналом 0,5 А; 
HL4 відповідає запобіжник FU9 з номіналом 2 А. 
У випадку, коли виникає повторне перегорання запобіжників FU1, FU2 з 
номіналом 2 А, первинної обмотки трансформатора ТV1, можливе коротке 
замикання між витками обмотки чи замикання вхідних дротів живлення між 
собою чи на корпус. Необхідно перевірити за допомогою омметра. 
 У випадку, коли виникає повторне перегорання запобіжників FU3, FU4 
вторинної обмотки трансформатора ТV1, необхідно від’єднати блок управління 
від роз’єму ХР1 і замінити запобіжник новим. Якщо виникає повторне 
перегорання запобіжників, то можливе коротке замикання живлячих дротів до 
блоку керування перед роз’ємом ХР1. Необхідно перевірити за допомогою 
омметра. 
Коли повторне перегорання запобіжників FU3, FU4 не виникає, необхідно 
перевірити частину живлення для плюс 5 В в блоці керування, можливе коротке 
замикання діода чи конденсатора. 
У випадку, коли виникає повторне перегорання запобіжників FU5, FU6 або 
FU7, FU8 вторинної обмотки трансформатора ТV1, необхідно від’єднати блок 
керування від роз’єму ХР1 і замінити запобіжник новим. 
Коли повторне перегорання запобіжників не виникає, необхідно 
перевірити частину живлення в блоці керування для плюс 15 В для запобіжників 
FU5, FU6 і для мінус 15 В для запобіжників FU7, FU8. 
 
22 
 
У випадку, коли виникає повторне перегорання запобіжника FU9 
вторинної обмотки трансформатора ТV1, необхідно від’єднати блок керування від 
роз’єму ХР1 і замінити запобіжник новим. 
Коли повторне перегорання запобіжника не виникає, то в платі керування 
коротке замикання, вигоріли деякі з груп тиристорів. Необхідно перевірити за 
допомогою омметра. 
Коли виникає повторне перегорання запобіжника, то можливе коротке 
замикання живлячих дротів до блоку керування перед роз’ємом ХР1 або в 
розподільчій частині до пускачів і тому подібне. 
У випадку, коли не світять сигнальні світло діоди живлення на блоці 
керування (HL1, HL2, HL3) необхідно насамперед перевірити правильність 
підключення блоку керування в роз’єм ХР1. Коли підключення правильне, 
необхідно вийняти роз’єм XS1 і перевірити наявність живлячої напруги за 
допомогою вольтметра в гніздах контрольного роз’єму XS1, а саме для плюс  5 В 
– а2, b2, для плюс 15 В – а3, b3, для мінус 15 В – а4, b4. У випадку невірної 
величини живлячої напруги, чи її повної відсутності, можливе коротке замикання 
або обрив з’єднання – перевірити омметром. 
Коли світлодіоди засвітились після виймання роз’ємну XS1, необхідно 
перевірити чи немає короткого замикання між входами живлячої напруги і 
заземленням в роз’ємі XS1, тобто між контактами 1с, 2с, 3с, і 4с. 
У випадку, що не світить світлодіод W – D (HL12) і світяться всі світло 
діоди живлення необхідно перевірити правильність приєднання карти пам’яті і 
процесора, а також правильність з’єднання роз’ємну XS1 та між з’єднання ХС21. 
Натиснути кнопку «скид» (SА1) чи вимкнути і знову увімкнути частину 
живлення. А у випадку, коли світлодіод HL18 та лампочка контролера ЕОР10 
блимають при увімкненні живлення і натиснення на кнопку «скид» (SА1) не 
допомагає, то необхідно замінити блок керування. 
У випадку, коли після попередньої правильної роботи регулятора, є 
випадки утворення смуг на тканині під час запуску ткацького верстату необхідно 
перевірити елемент батарейки у блоці керування, напруга елемента при вимкненій 
 
23 
 
розподільній коробці, повинна бути, не меншою за 2,4В. У випадку, коли напруга 
елемента є меншою за 2,4В, елемент необхідно замінити новим – тип СR2025 3В 
VARTA (або еквівалент) і для полегшення процесу адаптації натиснути на 
кнопку«скид» (SА1) та застосувати «швидку регуляцію» (перший сегмент 
перемикача SА8). 
Підготовка регулятора до роботи та налаштування основних функцій. 
Відімкнення розподільчої коробки електронного основного регулятора до 
електромережі після монтажу виконується при ткацькому навої знятому з гнізд 
зачепів, щоб уникнути можливості провертання ткацького навію за допомогою 
проводу електронного основного регулятора під час налаштувань. Елементи 
налаштування та сигнальні світлодіоди приведені на рисунку 11. 
Після увімкнення напруги від електромережі необхідно перевірити: 
1. Електродвигун електронного основного регулятора повинен 
знаходитись у стані спокою. 
2. Повинні світитись усі сигнальні світлодіоди на трансформаторі ТС1, а 
також світлодіоди плюс 5 В(HL1), плюс15 В (HL2),мінус 15 В (HL3),  W – D 
(HL12) на платі керування і діод на платі перетворювача. 
3. Не повинні світитись сигнальні світлодіоди окремих входів, 
світлодіод (синхронізація) HL7 може світитись, коли ткацький верстат займає 
заднє положення, також може світитись світлодіод (ручний режим) HL4 у 
випадку вже налаштованого напрямку обертання вперед. 
4. З діодів сигналізації готовності до пуску повинен світитись тільки 
HL16. 
На платі управління Е38 шляхом провертання резисторів RP1 – RP4 
необхідно налаштувати основне положення елементів керування: 
1. За допомогою резистора «завдання напруги» (RP1) в точці виміру XJ1 
виставити плюс 5 В (перевірити за допомогою вольтметра між точкою виміру та 
корпусом). 
2. За допомогою резистора «підготовка 1» (RP2) в точці виміру XJ2  
виставити плюс 5 В. 
 
24 
 
3. За допомогою резистора «підготовка 2» (RP3) в точці виміру XJ3 
виставити плюс 5 В. 
4. За допомогою резистора «ручне керування» (RP4) в точці виміру XJ4 
виставити плюс 3 В. 
Значення сигнальних світлодіодів, підстроювальних резисторів та точок 
вимірювання на платі керування (рисунок 4.1). 
HL1 – стабілізована напруга плюс 5 В; 
HL2 – стабілізована напруга плюс 15 В;  
HL3 – стабілізована напруга мінус 15 В; 
HL4 – стан вхідного сигналу ручного режиму; 
HL5 – стан вхідного сигналу напрямку обертання; 
HL6 – стан вхідного сигналу від кінцевого вимикача SQ6; 
HL7 – стан вхідного сигналу синхронізації; 
HL8 – стан вхідного сигналу СТАРТ; 
HL9 – стан вхідного сигналу ТИП; 
HL10 – стан вхідного сигналу ШНЕК; 
HL11 – стан вхідного сигналу приготування; 
HL12 – перевірка роботи процесора; 
HL13 – увімкнення пускача КМ1; 
HL14 – увімкнення пускача КМ2; 
HL15 – увімкнення пускача КМ3; 
HL16 – вихідний сигнал підготовки електронного основного регулятора; 
HL17, HL18 – вихідні сигнали завершення підготовки; 
RP1 – задана величина сили тяги по основі в процесі роботи верстату; 
RP2 – величина сили тяги під час підготування в задньому положенні 
верстату; 
RP3 – величина сили тяги під час підготування в передньому положенні 
верстату; 
RP4 – швидкість обертання під час ручного режиму; 
XJ1 – напруга від RP1; 
 
25 
 
XJ2 – напруга від RP2; 
XJ3 – напруга від RP3; 
XJ4 – напруга від RP4; 
XJ5 – фактична величина напруги по ниткам основи від датчика ЕОР1S. 
Перевірка увімкнення елементів між з’єднання. 
Елементи від ХС1 до ХС20 призначені для вимірювання активного рівня 
вхідних сигналів. В загальному випадку має силу, що під час непарного з’єднання 
вхідний сигнал стане активним при рівні 0 В (не більше 3 В), а під час парного 
з’єднання вхідний сигнал стане активним при рівні від 12 до 16 В. 
ХС1 – ХС4 – вхідний сигнал синхронізації; 
ХС5 – ХС8 – вхідний сигнал СТАРТ; 
ХС9 – ХС12 – вхідний сигнал ТИП; 
ХС13 – ХС16 – вхідний сигнал ШНЕК; 
ХС17 – ХС20 – вхідний сигнал підготовки; 
ХС21 – у випадку роз’єднання пам'ять програми перемикається з 
зовнішніх схем у внутрішню пам'ять процесора; 
ХС22 – слугує для увімкнення батарейного елементу для утворення запасу 
даних в пам’яті. 
Необхідно провести налаштування перемикачів DIL з таким розрахунком, 
щоб крім перемикача спеціального призначення (SА7), величина 1 визначала 
бінарну величину даної положенням перемикача в четвірці (вісімці) – вагою, при 
цьому, справа знаходиться біт найменшого значення і величини підсумовуються. 
Для четвірки ваги перемикачів будуть 8, 4, 2, 1, тобто можливо встановити 
величини 0 – 15. Для вісімки ( тільки для SА2) ваги перемикачів будуть 128, 64, 
32, 16, 8, 4, 2, 1, можливо встановити величини 0 – 255. У перемикача 
спеціального призначення кожен біт має своє окреме значення. 
Значення встановленого блоку різних перемикачів наступне: 
1. Пропорційна постійна (SА2) – виражає прямо пропорційне підсилення 
регулювання. Діапазон налаштування 0 – 255. 
 
26 
 
2. Інтегральна постійна (SА3) – виражає відношення 1/КІ, отже більше 
число виражає низьку КІ. Діапазон налаштування 0 – 15. 
3. Пуск зі сповільненням (SА4) – представляє сповільнення обертання 
асинхронного електродвигуна під час пуску в кратних 80мс. Діапазон 
налаштування 0 – 15. 
4. Гальмування зі сповільненням (SА5) – представляє час дії 
електричного гальма в кратних 40мс. Діапазон налаштування 0 – 15. 
5. Час гальмування (SА6) – представляє час за який зупиняється 
електродвигун електронного основного регулятора в мс. Діапазон налаштування 0 
– 15. 
6. Резерв (SА7) – представляє час за який вмикається в роботу 
електродвигун електронного основного регулятора в мс. Діапазон налаштування 0 
– 15. 
Під час натиснення кнопки SА1 на контролері ЕОР10, коли перемикач SА2 
перемкнутий в положення «вперед», то привідна частина електронного основного 
регулятора приводиться в рух в напрямку по відпусканню ниток основи. За 
допомогою резистора RP4 можливо змінити швидкість руху від нуля до 
максимуму. При положенні «назад» під час натиснення кнопки SА1 необхідно 
перевірити, чи обертається привідна частина в напрямку по натягуванню ниток 
основи. У випадку неправильного напрямку обертання необхідно взаємно 
поміняти провідники на клемах Х1: 4 і Х1: 5. 
Перевірка роботи кінцевого вимикача SQ6 здійснюється під час руху 
«назад», тобто в напрямку натягування ниток основи. При безперервному 
натисненні кнопки SА1 відбувається натиснення на чутливий елемент кінцевого 
вимикача SQ6 розташований внизу скала і привід електронного основного 
регулятора повинен зупинитись. При ввімкненні кінцевого вимикача SQ6 
ткацьким навоєм можливо обертати тільки у напрямку відпускання основи. Після 
його вимкнення навій можна знову обертати в обох напрямках. 
Контроль спрацювання датчика натягу ниток основи ЕОР1S виконують 
декількома рухами заслінки (діафрагми) спереду датчика і під час цього 
 
27 
 
перевірити, чи буде змінюватись величина напруги в точці вимірювання XJ5, що 
повинна змінюватись в межах від 0,5 до 10 В.  
Коли ткацький верстат готовий до роботи, необхідно накрутити нитки 
основи назад на навій за допомогою натиснення та утримування кнопки «назад» і 
тим самим досягти необхідного натягу ниток основи. При даному ступеню натягу 
ниток основи необхідно відрегулювати положення датчика натягу ниток основи 
ЕОР1S з таким розрахунком, щоб величина напруги в точці вимірювання XJ5 
дорівнювала плюс 5 В. Цю величину необхідно перевіряти у випадку зміни 
пружини скавла і у випадку значної зміни необхідного натягу. Відстань датчика 
від осі обертання необхідно відрегулювати таким чином, щоб максимальна 
амплітуда вихідної напруги від датчика в процесі роботи ткацького верстату була 
в межах 5 + 2 В. 
 
 
28 
 
4 Розрахунок елементів схеми 
 
4.1 Розрахунок вхідних випрямлячів 
Для живлення сучасних електронних пристроїв малої потужності 
найчастіше застосовують однофазні випрямлячі змінного струму, зазвичай 
двопівперіодні. 
Вихідні данні: середнє значення випрямленої напруги Ud = 11 В; струм 
навантаження Id = 0,3 A; коефіцієнт пульсації випрямленої напруги Кn = 2,5 %; 
напруга в мережі живлення Uм = 220 В; частота мережі живлення fм = 50 Гц. 
Необхідно визначити: типі параметри діодів; значення струмів в елементах 
та напруги на них; к.к.д випрямляча; ємність та тип конденсатора фільтра. 
Визначимо орієнтовані значення параметрів діодів та габаритну 
потужність трансформатора. 
Для цього необхідно задати значення допоміжних коефіцієнтів B, D і F. 
Для мостової схеми їх вибирають в інтервалах В = 0,95…1,1; D = 2,1 … 2,2;    F = 
6,8 … 7,2. 
Нехай: В = 1; D = 2,15; F = 7. 
Тоді амплітуда зворотної напруги на діоді становитиме: 
 Uвм = 1,5Ud                                                    (4.1) 
Uвм = 1,5 11  = 16,5 В 
Середнє та амплітудне значення струму через діод відповідно: 
I
d
   Ia = ;                                                          (4.2) 
2
Іam = I  0,5F
d .                                           (4.3) 
0,3
Отже,                                     Ia =  = 0,15 А; 
2
Iam = 0,3 0,5 7 = 1,05 A 
Визначаємо габаритну потужність трансформатора: 
 ST = Ud Id 0,707 BD;                                        (4.4) 
 
29 
 
ST =11 0,3 0,707 1 2,15  = 5,02 Вт. 
За визначеним значенням габаритної потужності знаходимо максимальне 
значення індукції Вm для сталі марки Э360, забезпечуючи виконання умови ST > 
5,02 Вт. 
Вm = 1,47 Тл для ST = 40 Вт. 
Вибираємо тип діодів. При цьому необхідно забезпечити виконання умов: 
 Uвм max > Uвм;                                              (4.5) 
Ia max > Ia;                                                 (4.6) 
 Iam max =  Ia > Iam.                                        (4.7) 
Вибираємо кремнієві діоди типу 1N320, що мають наступні параметри: 
Uвм max= 100В >16,5 В; 
Ia max = 0,5А > 0,15 А; 
Iam max =  0,5  = 1,57А > 1,05 А; 
Uпр = 1 В. 
Знаходимо опір діода у провідному стані: 
U
пр
 r 
пр ;                                                 (4.8) 
I
a max
1
r 
пр  = 2 Ом. 
0,5
Знайдемо величину активного опору обмоток трансформатора: 
k U Sf B
r  r d m m
4
T ,                                       (4.9) 
I f B U I
d m m d d
де kr – коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення; для мостової схеми 
kr = 3,5; 
 Вm – амплітуда магнітної індукції в магнітопроводі трансформатора, Тл; 
 S – число стержнів трансформатора, на яких розміщено обмотки; для 
броньового трансформатора з Ш – подібними пластинами магніто –проводу   S = 
1. 
 
30 
 
3,5 11 1 50 1,47
r  4
T  = 3,79 Ом. 
0,3 50 1,47 11  0,3
Знаходимо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора: 
U
d 1
L  k S 
S L
I f B ,                                      (4.10) 
d m m Sf B
m m
4
U I
d d
де kL – коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення; для мостової 
3
схеми kL = 5 10 . 
 3 11 1
L  5 10 1  3
S
0,3 50 1,47  = 1,15 10  Гн 
1 50 1,47
4
11  0,3
Визначаємо кут  , що характеризує співвідношення між індуктивним і 
активним опорами випрямляча: 
2f L
  arctg m S
,                                       (4.11) 
r
де r – активний опір випрямляча. 
У загальному випадку 
 r  r  n r
T q пр ,                                           (4.12) 
де nq – кількість послідовно увімкнених та одночасно працюючих діодів, 
для мостової схеми nq = 2. 
r = 3,79  2 2  = 7,79 Ом; 
 3
2 3,14 50  1,15 10 
  arctg  = 3 0. 
7,79
 Знаходимо величину основного розрахункового коефіцієнта: 
I r
A  d
0 ,                                             (4.13) 
mU
d
де m – число фаз випрямляча; для мостової схеми m = 2. 
0,3  7,79
A 
0  = 0,11. 
2 11
 
31 
 
За знайденими значеннями А0 і кута , знаходимо величини допоміжних 
коефіцієнтів  
3
В = 1; D = 2,25; F = 6,9; Н = 5,5 10 . 
Знаючи величини коефіцієнтів В, D, F і Н, можна знайти уточнені 
параметри трансформатора і діода, за якими перевіримо правильність їх вибору. 
Діюче значення напруги вторинної обмотки трансформатора становить: 
 U2 = BUd;                                            (4.14) 
U2 = 1 11  = 11 В. 
Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора: 
 І2 = 0,707DId;                                           (4.15) 
І2 = 0,707  2,25 0,3  = 0,48 А. 
Повна потужність вторинної обмотки трансформатора: 
 S2 = 0,707DBIdUd;                                      (4.16) 
S2 =0,707  2,25 10,3 11  = 5,25 Вт. 
Діюче значення струму первинної обмотки трансформатора: 
І1 = І2n,                                                (4.17) 
де n = U2 / U1 – коефіцієнт трансформації трансформатора. 
U
n  2 11
  0,05  
U 220
1
І1 = 0,48 0,05  0,024 А. 
Повна потужність первинної обмотки трансформатора: 
 S1 = 0,707BDIdUd = U1I1                                                   (4.18) 
S1 = 220 0,024  5,28 Bт. 
Уточнимо повну (габаритну) потужність трансформатора: 
S  S
S  1 2
T ;                                                  (4.19) 
2
5,25  5,28
S  
T  5,265 < 40 Вт. 
2
Уточнимо значення параметрів діода: 
 
32 
 
Uвм = 1,41BUd;                                         (4.20) 
Uвм = 1,41 111   15,51В < 100 В; 
I
d
 Іа = ;                                               (4.21) 
2
0,3
Іа =   0,15А < 0,5 А; 
2
 Iam = 0,5FId;                                           (4.22) 
Іаm = 0,5 6,9 0,3  1,035 < 1,57 А. 
Отже тип діода вибрано правильно. 
Знаходимо величину ємності конденсатора фільтра: 
100 H
 C > ;                                       (4.23) 
rK f
n m
3
100 5,5 10
С1 =  563,7 мкФ. 
7,79  2,5 50
Вибираємо конденсатор типу ECAP NP з ємністю 560мкФ на напругу  
U = 25 B > 2U  1,41 11
2  = 16 B. 
Знаходимо значення напруги холостого ходу випрямляча: 
Ud x.x. = U2m = 2U
2 ;                                   (4.24) 
U  1,41 11
d x .x . = 16 B. 
Величина струму короткого замикання становить: 
2U
I  2
d K .З . ;                                           (4.25) 
r
1,41 11
I 
d K .З .  = 1,05 A. 
7,79
Величина внутрішнього опору випрямляча складає: 
U U
d x .x . d
 r 
0 ;                                          (4.26) 
I
d
16 11
r 
0  = 16,7 Ом. 
0,3
 
33 
 
Знаходимо величину к.к.д. випрямляча: 
U I
d d
   ,                                     (4.27) 
U I  P  P
d d T B
де РТ – втрати потужності в трансформаторі з к.к.д.  0,86 ; 
 РВ – втрати потужності в одночасно працюючих діодах: nq = 2 (дивитись 
формулу 4.12). 
Витрати потужності в трансформаторі 
PT = ST (1 –T );                                        (4.28) 
PT = 5,265  1 0,86   = 0,74 Вт. 
Витрати потужності в діодах 
 PB = Iа Unp nq;                                         (4.29) 
PB = 0,15 1  2= 0,3 Вт 
Тоді  
11  0,3
   = 0,76. 
11  0,3  0,74  0,3
Вихідні данні: середнє значення випрямленої напруги Ud = 18В; струм 
навантаження Id = 0,5 A; коефіцієнт пульсації випрямленої напруги                 Кn = 
2,5%;напруга в мережі живлення Uм = 220 В; частота мережі живлення    fм = 50 
Гц. 
Необхідно визначити: типі параметри діодів; значення струмів в елементах 
та напруги на них; к.к.д випрямлячів. 
Визначимо орієнтовані значення параметрів діодів та габаритну 
потужність трансформатора. 
Для цього необхідно задати значення допоміжних коефіцієнтів B, D і F. 
Для мостової схеми їх вибирають в інтервалах В = 0,95…1,1; D = 2,1 … 2,2;    F = 
6,8 … 7,2. 
Нехай: В = 1; D = 2,15; F = 7. 
Тоді амплітуда зворотної напруги на діоді становитиме (дивитись формулу 
5.1): 
 
34 
 
Uвм = 1,5Ud = 1,5 18  = 27 В 
Середнє та амплітудне значення струму через діод відповідно (дивитись 
формулу 5.2 та 5.3): 
0,5
Ia =  = 0,25 А; 
2
Iam = 0,5 0,5 7 = 1,75 A 
Визначаємо габаритну потужність трансформатора (дивитись формулу 
5.4): 
ST = 18 0,5 0,707 1 2,15  = 13,68 Вт. 
За визначеним значенням габаритної потужності знаходимо максимальне 
значення індукції Вm для сталі марки Э360, забезпечуючи виконання умови ST > 
13,68 Вт. 
Вm = 1,47 Тл дляST = 40 Вт. 
Вибираємо тип діодів. При цьому необхідно забезпечити виконання 
умов(дивитись формули 5.5 – 5.7):  
Вибираємо кремнієві діоди типу 1N1711, що мають наступні параметри: 
Uвм max= 100В >27 В; 
Ia max = 0,7А > 0,25 А; 
Iam max =  0,7  = 2,2А > 1,75 А; 
Uпр = 1 В. 
Знаходимо опір діода у провідному стані (дивитись формулу 4.8): 
1
r 
пр  = 1,43 Ом. 
0,7
Знайдемо величину активного опору обмоток трансформатора (дивитись 
формулу 4.9): 
3,5 18 1 50 1,47
r  4
T  = 2,9 Ом. 
0,5 50 1,47 18  0,5
Знаходимо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора (дивитись 
формулу 4.10): 
 
35 
 
 3  18 1
L  5 10 1  3
S
0,5 50 1,47  = 1,45 10  Гн 
1 50 1,47
4
18  0,5
Визначаємо кут  , що характеризує співвідношення між індуктивним і 
активним опорами випрямляча (дивитись формулу 4.11): 
У загальному випадку (дивитись формулу 4.12): 
r = 2,9  2 1,43  = 5,76 Ом; 
3
2 3,14 50  1,45 10 
  arctg  = 4,5 0. 
5,76
Знаходимо величину основного розрахункового коефіцієнта (дивитись 
формулу 4.13): 
0,5 5,76
A 
0  = 0,08. 
2 18
За знайденими значеннями А0 і кута , знаходимо величини допоміжних 
коефіцієнтів  
В = 1,1; D = 2,47; F = 7,2; Н = 6,8 103. 
Знаючи величини коефіцієнтів В, D, F і Н, можна знайти уточнені 
параметри трансформатора і діода, за якими перевіримо правильність їх вибору. 
Діюче значення напруги вторинної обмотки трансформатора становить 
(дивитись формулу 4.14): 
U2 = 1,1 18  = 19,8 В. 
Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора (дивитись 
формулу 4.15): 
І2 = 0,707  2,47 0,5  = 0,87 А. 
Повна потужність вторинної обмотки трансформатора (дивитись формулу 
4.16): 
S2 =0,707  2,47 1,10,5 18  = 17,29 Вт. 
Діюче значення струму первинної обмотки трансформатора (дивитись 
формулу 4.17): 
 
36 
 
U
2 18
n    0,08  
U 220
1
І1 = 0,87 0,08 0,07 А. 
Повна потужність первинної обмотки трансформатора (дивитись формулу 
4.18): 
S1 = 220 0,07 15,4 Bт. 
Уточнимо повну (габаритну) потужність трансформатора (дивитись 
формулу 4.19): 
15,4  17 ,29
S  
T  16,345 < 40 Вт. 
2
Уточнимо значення параметрів діода (дивитись формули 4.20 – 4.22): 
Uвм = 1,41 1,118   27,9В < 100 В; 
0,5
Іа =   0,25А < 0,7 А; 
2
Іаm = 0,5 7,2 0,5 1,8 < 2,2 А. 
Отже тип діода вибрано правильно. 
Знаходимо величину ємності конденсатора фільтра (дивитись формулу 
4.23): 
3
100  6,8 10
С3 = С5 =  944,4 мкФ. 
5,76  2,5 50
Вибираємо конденсатор типу ECAP з ємністю 1000 мкФ на напругу  
U = 50 B > 2U  1,41 18
2  = 25,4 B. 
Знаходимо значення напруги холостого ходу випрямляча (дивитись 
формулу 4.24): 
U  1,41 18
d x .x . = 25,4 B. 
Величина струму короткого замикання становить (дивитись формулу 4.25): 
1,41 18
I 
d K .З .  = 4,41 A. 
5,76
 
37 
 
Величина внутрішнього опору випрямляча складає (дивитись формулу 
4.26): 
25,4 18
r 
0  = 14,8 Ом. 
0,5
Знаходимо величину к.к.д. випрямляча (дивитись формулу 4.27) 
Витрати потужності в трансформаторі (дивитись формулу 4.28) 
PT = 16,345  1 0,86  = 2,29Вт. 
Витрати потужності в діодах (дивитись формулу 4.29) 
PB = 0,25 12 = 0,5 Вт 
Тоді  
18  0,5
   = 0,76. 
18  0,5  2,29  0,5
 
4.2 Розрахунок вхідних стабілізаторів напруги 
Вихідні данні: напруга на виході Uвих = 5 В; Вхідна напруга Uвх = 11 В; 
потужність навантаження Рн = 1,5 Вт. 
 При побудові стабілізатора напруги на основі ІМС, необхідно вибрати 
відповідні ІМС і перевірити її на можливість застосування за напругою та на не 
перевищення допустимого значення росіюваної потужності в заданих умовах. 
Вибираємо стабілізатор напруги LM7805 з параметрами: номінальна 
вихідна напруга Uвих ном. = 5 В; вхідна напруга Uвх = 7,5 … 15 В; мінімальне 
падіння напруги UІМС min = 2,5 В; потужність розсіювана без тепловідводу –1 Вт; 
потужність розсіювана з тепловідводом –10 Вт. 
За напругою необхідно забезпечити виконання умов 
 Uвх max < Uвх max доп ,                                         (4.29) 
де Uвх max доп – максимальна допустима вхідна напруга ІМС; 
Uвх min –Uвих > UІМС min.                                     (4.30) 
Оскільки: 
Uвх max = 11В < 15 В = Uвх max доп, 
 
38 
 
11 – 5 = 6В > 2,5 В = UІМС min, 
то за напругою дана ІМС відповідає умовам роботи схеми. 
Перевіримо можливість застосування стабілізатора напруги LM7805 за 
потужністю, якщо її струм навантаження становить: 
P
H
 Ін = .                                             (4.31) 
U
в их
1,5
Ін =  = 0,3 А, 
5
а максимальне падіння напруги на ній дорівнює: 
 U   Uвх min –Uвих                                                        (4.32) 
U   11 –5 = 6 В 
Тоді: 
 РІМС = U  I
H                                              (4.33) 
РІМС = 6 0,3  = 1,8 Вт. 
Оскільки РІМС = 1,8 Вт > 1 Вт, 
то стабілізатор напруги LM7805 потрібно застосовувати з тепловідводом. 
Ємність конденсатора С2 має бути не нижче 10 мкФ, тому беремо 
конденсатор з ємністю 10 мкФ на напругу 10 В. 
Вихідні данні: напруга на виході Uвих = 15 В; Вхідна напруга Uвх = 18 В; 
потужність навантаження Рн = 7,5 Вт. 
 При побудові стабілізатора напруги на основі ІМС, необхідно вибрати 
відповідні ІМС і перевірити її на можливість застосування за напругою та на не 
перевищення допустимого значення росіюваної потужності в заданих умовах. 
Вибираємо стабілізатор напруги L7812CV з параметрами: номінальна 
вихідна напруга Uвих ном. = 15 В; вхідна напруга Uвх = 17,5 … 35 В; мінімальне 
падіння напруги UІМС min = 2,5 В; потужність розсіювана без тепловідводу – 1 Вт; 
потужність розсіювана з тепловідводом – 9 Вт. 
За напругою необхідно забезпечити виконання умов (дивитись формули 
4.29, 4.30): 
 
39 
 
Uвх max = 18 В < 35 В = Uвх max доп, 
18 – 15 = 3 В > 2,5 В = UІМС min, 
то за напругою дана ІМС відповідає умовам роботи схеми. 
Перевіримо можливість застосування стабілізатора напруги L7809CV за 
потужністю, якщо її струм навантаження становить (дивитись формулу 4.31): 
7,5
Ін =  = 0,5 А, 
15
а максимальне падіння напруги на ній дорівнює (дивитись формулу 4.32): 
U   18 – 15 = 3 В 
Тоді (дивитись формулу 5.33): 
РІМС = 3 0,5  = 1,5 Вт. 
Оскільки РІМС = 1,5 Вт > 1 Вт, то стабілізатор напруги L7809CV потрібно 
застосовувати з тепловідводом. 
Ємність конденсаторів С4 і С6 має бути не нижче 100 мкФ, тому беремо 
конденсатор з ємністю 470 мкФ на напругу 40 В. 
 
4.3 Розрахунок операційного підсилювача 
Вихідні данні: Uвх = 0,3 В; Uвих = 1 В; R6 = 10 кОм. 
Необхідно визначити: коефіцієнт підсилення операційного підсилювача 
Кu; опір резистора R5; струми на резисторах та типи та потужності резисторів. 
В якості операційного підсилювача вибираємо ОП MA702. 
 Коефіцієнт підсилення операційного підсилювача: 
U
в их
 Кu = ,                                             (4.34) 
U
в х
1
Кu =  = 3,33. 
0,3
Тоді                                          R5 = R6  K
u ,                                           (4.35) 
3
R5 =10 10 3,33  = 33,3 кОм. 
Приймаємо опір резистора R5 рівним 33 кОм. 
 
40 
 
Оскільки потенціал інвертую чого входу ОП дорівнює нулю, маємо: 
U
в х
 І1 = ,                                               (4.36) 
R5
0,3
І1 = 3  = 0,009 мА. 
33 10
За першим законом Кіргофа: 
І2 = І1 = 0,009 мА. 
Потужність, що виділяється на резисторах підсилювача становить: 
 PR = RI2.                                               (4.37) 
 
Отже, 
3  3 2 5
P  33 10 0,009 10   0,27 10
R5  Вт; 
3  3 2 6
P  10 10 0,009 10   0,81 10
R6  Вт. 
Вибираємо резистори тип МЛТ з номінальною потужністю 0,125 Вт. 
Інші навісні елементи забезпечують роботу операційного підсилювача, їх 
номінали приймають рівними R4 = R5 = 33 кОм; С7 = С8 = 1 мкФ. 
 
4.4 Розрахунок підсилювального каскаду 
Вихідні данні: напруга на виході каскаду – Uвих.m = 7,5 В; напруга джерела 
живлення Ек = 3 В; допустиме значення коефіцієнта викривлень       Мн = 2,15. 
Необхідно визначити: типи транзисторів схеми; режими роботи 
транзисторів; опори резисторів R7, R10 та R8, R11; опори резисторів 
колекторного навантаження R62 та R6; гарантовані значення коефіцієнтів 
підсилення за струмом КІ, напругою КU та потужністю Кр. 
Вибираємо тип транзисторів, що мають відповідати таким умовам: 
1) допустима напруга між колектором та емітером повинна перевищувати 
напругу джерела живлення 
    UK max > EK;                                             (4.38) 
 
41 
 
2) величина допустимого струму колектора повинна перевищувати 
максимальне значення струму у колекторному колі транзистора 
 IK max > I0K + IKm,                                        (4.39) 
де I0K – струм спокою в колі колектора; 
 ІKm – амплітуда змінної складової струму у колектора; 
 ІKm = Uвих.m / Rн~                                                                (4.40) 
R6  R
H
де Rн~ =  – еквівалентний опір навантаження каскаду за змінним 
R6  R
H
струмом. При цьому R6 є навантаженням за постійним струмом. 
Маємо:  
R6 = Rн,                                                (4.41) 
Беремо R6 = 1000 Ом, тобто Rн = 1000 Ом. 
Тоді: 
1000 1000
Rн~ =  = 500 Ом; 
1000 1000
7,5
ІKm =  = 15 мА. 
500
Для забезпечення економічності каскаду за мінімальних нелінійних 
викривлень обирають 
І0К = (1,05 … 1,1)ІKm = 1,1 15  = 16,5 мА. 
На підставі (5.38) та (5.39) вибираємо транзистор, який би забезпечував: 
UK max > 3 В; 
IK max > 16,5 + 15 = 31,5 мА. 
Вибираємо тип транзистора, що відповідає заданим вимогам. Таким 
вимогам відповідає транзистор 2N2712, у якого UK max = 15 В; IK max = 100 мА; h21Е 
= 50 … 350; PK max = 150 мВт. 
Знаходимо напругу між колектором та емітером транзистора в режимі 
спокою  
U0К = Uвих m + Uост,                                  (4.42) 
 
42 
 
де Uост – напруга між колектором та емітером, нижче якої при роботі 
каскаду виникають значні нелінійні викривлення через те, що у робочу зону 
проникають ділянки характеристик транзистора зі значною кривизною. 
Для малопотужних транзисторів як правило задають Uост = 1 В. Тоді 
U0К = 7,5 + 1 = 8,5 В. 
Знаходимо потужність, що виділяється на колекторі транзистора: 
РК = І0К U0К .                                          (4.43) 
При цьому необхідно забезпечити виконання умови: 
PK < PK max; 
PK = 16,5 8,5  = 140,25 < 150 мВт 
Таким чином, вибраний тип транзистора відповідає вимогам за 
потужністю. 
Знаходимо потужність, що розсіюється на резисторі R6: 
2
Р = I R                                                       (4.44) 
Отже 
2
РR6 = I  R
0 K 6  =  3 2
16,5 10  1000  = 0,273 Вт 
Вибираємо резистор потужністю 0,5 Вт з опором 1000 Ом. 
Знаходимо величину струму спокою бази транзистора 
 І0Б = І0К / h21Е min,                                      (4.45) 
16 ,5
І0Б =  = 0,33 мА. 
50
Оскільки у відкритому стані транзистора напруга між його базою та 
емітером становить близько 0,6В то напруга спокою бази 
 U0Б = 0,6В                                             (4.46) 
І можна знайти орієнтоване значення вхідного опору транзистора 
 Rвх= U0Б / І0Б,                                          (4.47) 
0,6
Rвх = 3  = 1818 Ом. 
0,33 10
Знаходимо величини опорів дільника резисторів R7, R10 та R8, R11. 
 
43 
 
Дільник підімкнено до напруги 
UД = ЕК = 3 В.                                       (4.48) 
Величина струму в дільнику вибирається в межах 
 ІД = (2…5)І0Б,                                      (4.49) 
що забезпечує незалежність завдання режиму спокою транзистора при 
зміні його параметрів під впливом температури, заміні іншим і т.п.  
ІД = 5 0,33  = 1,65 мА. 
Тоді  
U U
Д 0 Б
R7 = ;                                          (4.50) 
I  I
0 Б Д
U
0 Б
 R10 = ;                                             (4.51) 
I
Д
Отже, 
3  0,6
R7 = 3  = 1212 Ом; 
0,33 1,65  10
0,6
R10 = 3  = 364 Ом 
1,65 10
Вибираємо номінали резисторів рівними R7 = R8 = 1,3 кОм; R10 = R11 = 
360 Ом. 
Знаходимо потужність що виділяється на резисторах R7, R8 та R10, R11: 
 2РR7 = I  I R7
0 Б Д ;                                          (4.52) 
2
РR10 = I R10
Д ;                                        ( 4.53) 
3 2 3
РR7, R8 = 0,33 1,65  10  1,3 10  = 0,005 Вт 
3 2
РR10, R11 = 1,65 10  360  = 0,001 Вт 
Вибираємо резистори потужністю 0,125 Вт. 
Знаходимо амплітудні значення струму і напруги на вході каскаду: 
I
Km
 Iвх m = ,                                           (4.54) 
h
21E min
 
44 
 
де h21E min – мінімальне значення коефіцієнту передачі струму в схемі з СЕ 
для обраного транзистора. 
15
Iвх m =  = 0,3 мА. 
50
Uвх m = Iвх mRвх.                                        (4.55) 
3
Uвх m = 0,3 10 1818  = 0,5454 В. 
Необхідна потужність вхідного сигналу 
I U
в х m в х m
Рвх = ,                                        (4.56) 
2
3
0,3 10  0,5454
5
Рвх =  = 8,19 10   Вт. 
2
Знаходимо розрахункові коефіцієнти підсилення каскаду за струмом, 
напругою та потужністю: 
R
H ~ 500
 КІ = h21E min  = 50   = 25;                      (4.57) 
R6 1000
R
H ~ 500
KU = h21E min  = 50   = 13,8;                     (4.58) 
R
в х 1818
 KP = КІ КU = 25 13,8  = 345;                            (4.59) 
K 
P дб = 10lgKP = 10lg 345 = 23,9 дБ. 
 
4.5 Оцінка точності 
При виробленні тканині з основи зовнішньої і качка на ткацькому верстаті 
здійснюються такі технологічні операції: 
створюється натяг основи, сходить з ткацького навою, і виробляється 
відпустку її за мері напрацювання тканини; 
утворюється зів з допомогою поділу основи на частини і переміщення їх і 
вертикальному напрямі; 
в зів прокладається уточна нитку; 
 
45 
 
виробляється прибій уточної нитки до узліссі тканини і складається певна 
щільність тканини по качку; 
напрацьована тканину відводиться від узлісся і тільки що з механізмом 
натягу основи забезпечується поздовжнє переміщення основи та тканини. 
Усі технологічні операції виконують механізми ткацького верстата кожний 
оборот головного валу. Усі механізми поділяються на головні допоміжні і 
спеціальні. 
Головними механізмами є: основний гальмо чи регулятор, який би натяг і 
відпустка основи; товарний регулятор, емісар напрацьовану тканину від опушки; 
зевоутворюючий механізм, створює зів; батальний механізм, прибиваючий  нитку 
качка до узліссі тканини; бойової механізм, який би прокладання уточної нитки в 
зове; механізм приводу, який повідомляє рух механізмам ткацького верстата, і 
механізм гальма, заторможуючий їх рух при вимиканні верстата. 
Допоміжні і запобіжні механізми виконують допоміжні операції, 
попереджають поява пороків на тканини і забезпечують безпеку роботи з 
ткацькому верстаті. До них належать шпарунки, уточна вилочка, замковий 
механізм, осново наглядач. 
Спеціальні механізми забезпечують вироблення тканин деяких видів, 
наприклад оксамиту, плюшу, килимів. До них належать також механізми, 
автоматизовані окремі операції. 
Вплив багато циклових розтягів на обривність ниток в комплексі зі 
стиранням  визначено особливості процесу стирання ниток основи в процесі 
ткацтва: 
– багаторазові розтяги на ткацькому верстаті не можуть знижувати 
середню міцність ниток основи внаслідок малої циклічної деформації; 
– багаторазові розтяги з циклічною деформацією нижче межі витривалості 
не знижують міцності пряжі, але суттєво зменшують її стійкість до стирання; 
– багаторазові розтяги з циклічною деформацією нижче межі витривалості 
прискорюють зниження міцності пряжі під дією стирання, при цьому при 
зростанні циклічної деформації зниження міцності прискорюється; 
 
46 
 
– зниження стійкості до стирання прискорює зниження міцності під дією 
стирання; особливо значний вплив цього фактора при малих деформаціях (0,4–0,8 
%), тобто в області деформацій основи та ткацькому верстаті; 
– стійкість до стирання слабкого на розрив відрізка пряжі знижується вже 
тому, що при розтягуванні затиснуті в ньому волокна отримують відносно більші 
напруження. 
При застосуванні модернізованого регулятора за рахунок зменшення 
різниці між максимальним і середнім значеннями натягу ниток від 4,9 сН до 0,5 
сН при заступі від 20,2 сН до 10,8 сН при прибої, у процесі виготовлення тканини 
“Лазуріт” арт. Н–2847 обривність ниток основи зменшено на 12,5 %. 
Надійність є однієї зі складових якості виробу. Вона характеризує 
властивість виробу виконувати задані функції, зберігаючи в часі значення 
встановлених експлуатаційних показників у необхідних межах, що відповідають 
заданим режимам і умовам використання, технічного обслуговування, ремонтів, 
збереження і транспортування. Як комплексна властивість, надійність, у 
залежності від призначення об'єкта й умов його експлуатації може включати 
наступні складові: безвідмовність, довговічність, зберігання і ремонтоздатність. 
Кількісною характеристикою одного чи декількох властивостей надійності 
є показники безвідмовності, довговічності, ремонтоздатності, зберігання і 
комплексні показники. 
Показники безвідмовності - імовірність безвідмовної роботи P(t), 
інтенсивність відмов (t), середній наробіток до відмов,  - відсотковий наробіток 
до відмов, середній наробіток до відмов, параметр потоку відмов. 
Імовірність безвідмовної роботи P(t) - імовірність того, що в межах 
заданого наробітку t0 відмов не виникає чи, його параметри не будуть виходити 
за межі заданих допусків протягом необхідного інтервалу часу в умовах 
експлуатації: 
P(t0) = 1 - F(t0),                                             (4.1) 
де F(t0) - функція розподілу наробітку до відмов. 
 
47 
 
Оцінка показника P(t0) характеризує частку працездатних виробів у 
момент часу t0: 
P(t0) = 1 – Ni / N,                                           (4.2) 
де t0 - час іспиту; 
m - число інтервалів часу t, через які контролювалася працездатність, m = 
t0/t; 
Nі - число виробів, що відмовили на і-ом інтервалі часу; 
N - загальне число випробуваних виробів. 
Інтенсивність відмов (t) визначають як умовну щільність імовірності 
виникнення відмов невостановленного об'єкта для розглянутого моменту часу за 
умови, що до цього часу відмова не виникла: 
(t) = f(t) / P(t).                                                  (4.3) 
Приблизно (t) = N* / N  t, 
де N* - число виробів, що відмовили при іспитах протягом  інтервалу часу  
t; 
N - число виробів, працездатних до початку іспитів. 
Функції P(t), F(t), (t) взаємозалежні, тому для їхнього визначення досить 
знати тільки одну. На практиці перевагу віддають інтенсивності відмов, тому що 
її простіше визначити експериментально. 
Для більшості об'єктів (деталей, виробів) залежність P(t) можна зобразити 
кривої [ ], що має три ділянки: 
0 < t < t1; t1 < t < t2; t > t2. 
Перша ділянка називається періодом  чи приробляння періодом ранніх 
відмов. Поява відмов у цьому періоді звичайно викликано конструктивними чи 
виробничими дефектами. 
Друга ділянка постійної інтенсивності (t) = const характеризує нормальну 
експлуатацію, на цій ділянці: 
P(t) = exp(-   t).                                        (4.4) 
Третя ділянка t - t2 називається періодом зносових відмов. 
 
48 
 
Середній наробіток до відмов tср визначається як математичне чекання 
наробітку до першого відмов. 
Розрахунок надійності будемо виробляється для другої ділянки. 
Середній час безвідмовної роботи визначається по формулі: 
TСР = 1 / .                                                      (4.5) 
Інтенсивність відмов усієї системи визначається зі співвідношення: 
 = .                                                     (4.6) 
Для систем, елементи яких працюють в умовах сталості інтенсивності 
відмов, імовірність безвідмовної роботи може бути визначена по формулі: 
P = n
i=1 П Pi = exp(- t  i) = exp(-  t).                    (4.7) 
Як видно з приведених залежностей надійність визначається інтенсивністю 
відмов окремих елементів системи i  у період її нормальної експлуатації. 
Вихідні дані і результати розрахунків друкованої плати блоку управління 
приведені в додатку Г. 
 
 
49 
 
5 Спеціальний розділ  
 
5.1 Технологічний розділ 
Технологічність конструкції друкованих плат (ДП) - пристосованість 
конструкції ДП до обмеженої витрати трудових, матеріальних і енергетичних 
ресурсів на підготовку виробництва і промисловий випуск у заданій кількості по 
вищій категорії якості (виробнича технологічність) і при технологічному 
обслуговуванні і ремонті (експлуатаційна технологічність). Виробнича 
технологічність ДП визначається трудомісткістю виготовлення. Експлуатаційна 
технологічність ДП оцінюється контролездатністю і взаемозамінністю. 
Плата блока управління, всередині якої відбувається обробка всіх сигналів 
керування за допомогою мікропроцесора і також відхилення від регульованої 
величини натягу ниток основи і, механічним шляхом виконується весь процес 
пропорційно-інтегральної регуляції. На платі також розташовані всі точки 
регулювання і вимірювання, контрольні світлодіоди, пам'ять програми, пам'ять 
даних, батарейка для резерву пам'яті даних і всі вхідно-вихідні електронні схеми. 
Відповідно до схеми електричної принципової плати друкованої блока 
управління (РС93.21053.001) у якості елементної бази використовуються такі 
вироби електронної техніки: 
 Резистори постійні MF-0,125 із різноманітним номінальним опором, але 
з однаковим допустимим відхиленням опору від номінального  10 %, що дає 
можливість поліпшити роботу устрою при різноманітних режимах роботи; 
 Конденсатор постійної ємності вакуумний 1N4004 із допустимим 
відхиленням ємності від номінальної  20 %; 
 Мікросхеми інтегральні LM101, CA555E і i8253, що мають 
прямокутний пластмасовий корпус типу 201. 14-1 з однаковою напругою 
харчування  15 В. 
Всі вироби електронної техніки (ВЕТ) працюють в однаковому тепловому 
експлуатаційному режимі від -60 до +70 С при номінальному електричному 
 
50 
 
навантаженні і від -60 до + 125 С при зниженні електричного навантаження до 
0,1 РН. Мінімальний наробіток на відмову всіх ВЕТ 25000 часів. Термін зберігання 
15 років. 
Для друкованої плати вибирається наступна схема технологічного процесу 
складання і монтажу радіоелементів. 
Складання і монтаж вузлів одноплатної конструкції з ручним 
встановленням радіоелементів при використанні методу індивідуальної пайки. 
1. Заготівельні операції 
- підготовка ЕРЕ до монтажу; 
 - складання друкованої плати. 
2.  Складання і монтаж вузлів. 
3.  Операції пайки монтажних з’єднань на ДП. 
4.  Контроль. 
Типові операції складання і монтажу апаратури на ДП мають визначену 
структуру. 
Операції підготовки радіоелементів до складання. 
1.  Контроль радіоелементів по номіналам «придатний-непридатний». 
2.  Рихтування виводів. 
3.  Підрізка виводів. 
4.  Загинання виводів. 
5.  Вкладка радіоелементів в технологічні касети. 
6.  Лудження виводів радіоелементів. 
7.  Формування виводів радіоелементів. 
Операції складання ДП. 
1.  Встановлення на плату пустотілих заклепок-пістонів. 
2.  Встановлення на плату контактів. 
3.  Встановлення на плату перемичок. 
4.  Встановлення на плату штирів. 
5.  Встановлення на плату радіоелементів. 
6.  Підготовка виводів радіоелементів. 
 
51 
 
7.  Доскладання плати. 
8.  Контроль правильності і якості встановлення радіоелементів. 
Операції пайки монтажних з’єднань на ДП. 
1.  Обезжирення плати. 
2.  Флюсування місць пайки. 
3.  Пайка з’єднань на платі. 
4.  Допайка з’єднань. 
5.  Промивка плати. 
6.  Висушування плати. 
Елементи при закріпленні їхніх виводів повинні бути по можливості 
розташовані так, щоб напис їхнього номіналу і маркірування були добре видні з 
однієї сторони та були зручні для читання. 
Проводи не повинні мати ушкоджень при монтажі (підпалів, надрізів і 
т.п.), що знижують їх механічну або електричну тривкість. 
Проводи перетином 0.35 мм і менше варто кріпити з виконанням повного 
обороту навколо контактного пелюстка, проводи перетином понад 0.35 мм - не 
менше обороту. 
Всі закріплені на пелюстках кінці монтажних проводів повинні бути 
щільно обжаті. 
При кріпленні проводів до контактних пелюстків необхідно ввести жилу в 
отвір пелюстка і загнути її по радіусі з утворенням гачка. 
На якість паяних з’єднань суттєво впливають не тільки технологічні умови 
проведення процесу пайки, але і правильний вибір матеріалів: флюсів, припоїв, 
очисних рідин. 
Флюси, утворюючи рідину і газоподібну зони, які оберігають поверхню 
металу і розплавленого припою від окислення, розчиняють і видаляють вже 
існуючі плівки оксидів і забруднень з поверхні, покращують змочування металу з 
припоєм. Вибір флюсу проводиться виходячи з потрібної хімічної активності, яка 
повинна бути найбільшою в інтервалі температур, який визначається 
температурами плавлення припою. Він повинен швидко і рівномірно розтікатися 
 
52 
 
по паяних матеріалах, добре проникати в зазори і видалятися з них, легко 
витіснюватися розплавленим припоєм, бути термічно стабільним, не виділяти 
шкідливих для здоров’я газів, не викликати корозію паяних металів і припоїв. 
В якості припоїв використовуються різні кольорові метали та їх сплави, які 
мають більш низьку температуру, ніж з’єднувані метали. Виходячи із 
температури плавлення припої поділяються на низько -, середньо - і 
високотемпературні. Для пайки монтажних з’єднань РЕА використовують 
переважно низько - і середньо температурні припої Тпл< 450 C. Основними 
компонентами припоїв є олово і свинець, до яких для надання спеціальних 
якостей можуть добавлятися присадки сурми, срібла, вісмуту, кадмію. Так срібло 
і сурма підвищують, а вісмут і кадмій зменшують температуру плавлення і 
затверджування припою. Вибір марки припою визначається призначенням і 
конструктивними особливостями виробів, типом основного металу і 
технологічного покриття, максимально допустимою температурою при пайці, а 
також технічних і технологічних вимог до паяних з’єднань. До технічних вимог 
відносяться : достатня механічна міцність і пластичність; задані теплопровідність 
і електричні характеристики; коефіцієнт термічного розширення (КТР) близький 
до КТР паяного металу; корозійна стійкість як в процесі пайки, так і при 
експлуатації. 
Технологічні вимоги до припою передбачають добру змащуваність 
з’єднуваним ним металів, високі капілярні якості, малий температурний інтервал 
кристалізації для виключення появи пор і тріщин в паяних з’єднаннях. 
Пайка монтажних з'єднань повинна забезпечуватися надійністю 
електричного контакту і необхідною механічною тривкістю. 
Кількість флюсу, який наноситься на місце пайки, повинний бути 
мінімальним. Не припускається багате змочування флюсом місць пайки. 
Монтажні з'єднання варто лудити і паяти. Необхідно дотримуватися 
обережності від зайвого перегріву монтажних виробів, оплавлення ізоляції 
проводів і ізолюючих трубок, ослаблення або відпаювання контактних пелюстків, 
планарних або круглих виводів виробів електронної техніки. 
 
53 
 
Місце пайки повинне бути достатньо прогрітим за допомогою паяльника з 
забезпеченням повного розтікання розплавленого припою і відсутністю 
можливості появи помилкової пайки. Після пайки спаяне місце необхідно 
остудити при цьому спаяні вироби повинні бути нерухомими. Тривалість пайки 
виводів виробів електронної техніки повинна бути мінімально необхідною і бути 
не більш тривалості вказаної в ТВ на дані вироби електронної техніки або в 
технологічних рекомендаціях на пайку елементів. Якщо така вказівка відсутня, то 
орієнтовна тривалість пайки повинна бути не більше 5 с. 
Поверхня монтажних з'єднань повинна мати глянсовий вид без видимих 
пор, забруднень, напливів, гострих опуклостей припою, сторонніх вкраплень або 
окислів. Припой повинен заливати місце з'єднання виробів електронної техніки з 
усіх боків, заповнювати щілини і зазори між проводами і контактами. Кількість 
припою для пайки монтажних з'єднань повинно бути мінімальним. 
Паяння повинне забезпечувати при зовнішньому огляді розташування 
контурів підпаяних проводів. 
При монтажі штепсельного роз'єму припускається незначний наплив 
припою на зовнішню поверхню контакту. Не припускаються каплевидні і 
шиповидні напливи. 
Нормування монтажних робіт виконують на підставі карт технологічних 
процесів, що визначають порядок виконання операцій, використання приладів, 
інструментів, матеріалів, а також режимів опрацювання і нормативів часу. При 
використанні вищевказаних даних можна розрахувати норми часу на різноманітні 
технологічні варіанти процесів. 
Розрахунок норм штучного часу на операцію (хв.) визначається по 
формулі: 
ТШТ = ТОП(1+К/100)                                              (5.1) 
де ТШТ - норма штучного часу, хв.; 
ТОП - оперативний час, хв.; 
 
54 
 
К - час на організаційно-технологічне обслуговування робочого місця, 
відпочинок і власні потреби у відсотках від оперативного часу, по таблиці 5 [8] 
маємо 14 %. 
Відповідно до складального креслення ДП перетворювача 
(РС93.21053.001) монтаж виробів електронної техніки на ДП має такі наступні 
переходи, що приведені в таблиці 5.1. 
Таблиця 5.1 - Оперативний час на виконання операцій по монтажу ДП 
№ Назва роботи Кількість Оп.час,  t хв. 
п/п елементів, ТОП, хв. 
шт. 
1 Лудження резисторів 52 0,179 9,17 
2 Лудження конденсаторів 20 0,179 2,5 
3 Лудження мікросхем 20 0,839 6,7 
 4  Вирівнювання виводів виробів  224 0,105 13,23 
електронної техніки 
 5  Зачищення виводів виробів  224 0,155 19,53 
електронної техніки 
 6  Обрізання виводів виробів  224 0,074 9,32 
електронної техніки 
 7  Установлення резисторів 52 0,168 8,23 
 8  Установлення конденсаторів 20 0,138 2,33 
 9  Установлення інтегральних 20 0,336 2,35 
мікросхем 
 10  Пайка кінців виводів виробів  224 0,164 37,13 
електронної техніки 
Всього   110,6 
T  T  К
шт оп                                                             (5.2) 
Підставляємо вихідні дані у формулу й одержимо: 
ТШТ= 110,06(1+14/100) = 125,46 хв. 
 
55 
 
В додатку Д наведений комплект документів на технологічний процес 
складання виробів електронної техніки на ДП блока управління. 
 
5.2 Розділ охорони праці 
 
5.2.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, що виникають при роботі на 
модельній дільниці 
В даній роботі проводиться розробка проекту автоматизованої системи 
контролю натягу штучних ниток. Підприємство де розробляється і реалізується 
проєкт являє собою велике складне підприємство. Однією з найшкідливіших 
дільниць підприємства є модельна дільниці цеху пластиків, тому розглянемо 
умови праці робітників цієї дільниці.  
На роботу в цеху приймаються особи, яким виповнилось 18 років і які 
мають відповідну освіту, пройшли медичний огляд та не мають протипоказань. 
До роботи допускаються працівники які: 
- пройшли вступний інструктаж з охорони праці; 
- пройшли навчання та перевірку знань з пожежної безпеки на 
підприємстві; 
- пройшли інструктаж з першої медичної допомоги потерпілим від 
нещасних випадків; 
- пройшли первинний інструктаж на робочому місці; 
- пройшли навчання та перевірку знань з електробезпеки; 
- пройшли інструктаж щодо розпорядку дня; 
- затвердили проходження інструктажів підписами у відповідних 
журналах. 
Важливе значення мають фактори мікроклімату в робочому приміщенні, 
оскільки вони безпосередньо впливають на здоров’я та самопочуття працівників. 
Згідно з ДСН 3.3.6.042-99 нормативні значення основних факторів мікроклімату 
наступні: 
1. Температури повітря: 
 
56 
 
 в теплий період року – 23 - 25 °С (допустима – 20 - 28 °С). ; 
 в холодний період року – 22 - 24 °С  (допустима – 21 - 25 °С). 
2. Вологість повітря: 
 в теплий період року – 40 - 60 %; 
 в холодний період року – 40 - 60 %. 
3. Швидкість руху повітря: 
 в теплий період року – 0,1 м/с (допустима – 0,1 - 0,2 м/с) ; 
 в холодний період року –  0,1 м/с (допустима –  менше 0,1 м/с) . 
Фактичні значення даних параметрів становлять відповідно:  
1. Температури повітря: 
– в теплий період року – 22 - 24 °С ; 
– в холодний період року –20 - 22  °С . 
2. Вологість повітря: 
 в теплий період року – 45 - 50 %; 
 в холодний період року – 52 - 56 %. 
3. Швидкість руху повітря: 
 в теплий період року – 0,1 м/с; 
 в холодний період року – 0,05 м/с. 
Фактичні параметри мікроклімату модельної дільниці повністю 
відповідають нормативним вимогам згідно ДСН 3.3.6.042-99.  
Проект електроосвітлення цеху розроблений згідно ПУЕ-17, ДБН В.2.5-28-
2006 та технологічного і будівельного завдань. Проектом передбачено два види 
загального освітлення: робоче та аварійне, яке використовується і для евакуації 
персоналу. Напруга мережі освітлення 220 В. Встановлена потужність: робочого 
освітлення - 17,9 кВт, аварійного освітлення - 3,7 кВт. 
В якості джерела світла, в основному, прийняті світильники з 
люмінесцентними лампами, частково з лампами розжарювання. Типи 
світильників вибрані з врахуванням умов оточуючого середовища. В виробничих 
приміщеннях категорії «А» класу В-Іа передбачаються люмінесцентні 
 
57 
 
вибухобезпечні світильники типу Н4Т4Л-2х80. Світильники в виробничих 
приміщеннях встановлюються на монтажному профілі, в службово - побутових 
приміщеннях - на стелі та стінах. 
Силова розподільча мережа виконується гнучкими кабелями з мідними 
жилами КПГН, КГН до кранів в приміщеннях класу В–Іа. Кабелями ВВг в 
коробах і стальних водогазовідвідних трубах до витяжних вентиляторів, кабелями 
АВВГ в коробах, відкрито під скобку, частково в стальних водогазопровідних 
трубах в підготовці підлоги в інших приміщеннях. 
Всі металеві неструмоведучі частини електрообладнання підлягають 
заземленню шляхом приєднання до (в приміщеннях класу В–Іа до окремого 
захисного нульового проводу) внутрішнього контуру заземлення, який служить 
одночасно і контуром захисту від статичної електрики. 
Внутрішній контур заземлення виконується по периметру приміщення ст. 
25х4 на висоті 20 см від підлоги і приєднується не менше ніж у двох місцях до 
фундаментного заземлення. Всі електроспоживачі мають заземлення відповідно 
ДСТУ Б В.2.5-36:2016, що гарантує безпечну роботу на дільниці. До 
внутрішнього заземлення приєднуються також металеві частини технологічних 
трубопроводів та обладнання, вентиляції, металеві вентиляційні короби. 
Рівень шуму на робочих місцях, який виникає під час роботи обладнання 
дільниці і систем вентиляції перевищує гранично допустимий рівень згідно ДСН 
3.3.6.037-99 і становить 82-86 дБА. Тому для зниження рівня шуму на модельній 
дільниці рекомендується влаштувати систему звукопоглинання. Рівні вібрації від 
обладнання відповідають ДСН 3.3.6.037-99. Джерела інфразвуку та ультразвуку в 
приміщеннях відсутні.  
В повітря робочої зони виробничих приміщень надходять шкідливі 
речовини, що виділяються в процесі формування пластикових виробів їх 
полімерізації, при шліфовці виробів, при виготовленні моделей. Їх ГДК у повітрі 
робочої зони прийняті у відповідності з ДСТУ-Н Б А.3.2-1:2007. 
На модельній дільниці проведена перевірка сумарної концентрації 
шкідливих речовин однонаправленої дії ізофталевої кислоти і пилу штучних 
 
58 
 
мінеральних волокон склоподібної структури (алергени): 0,02/0,2 + 1,46/2,0 = 0,87 
  1, що відповідає ДСТУ-Н Б А.3.2-1:2007. 
Основні шкідливі речовини, що виділяються в повітря робочої зони і їх 
ГДК на модельній дільниці: 
- гіпериз – 1,0 мг/м3; 
- стирол – 10,0 мг/м3; 
- розчинники (ацетон, ксилол, сольвент, уайт – спірит, бутилацетат, етанол) 
– 50,0 – 1000,0 мг/м3; 
-  силікатомісткий пил – 6,0 мг/м3; 
- пил штучних волокон скло образної структури (аерозоль) – 2,0 мг/м3. 
Для того, щоб уникнути нещасних випадків на підприємстві передбачено: 
- автоматичне вмикання резервних і витяжних вентиляційних систем, що 
обслуговують приміщення, в яких виникає до вибухонебезпечна концентрація 
стиролу; 
- дистанційне керування робочим пожежним насосом у разі виникнення 
пожежі та автоматичне ввімкнення резервного пожежного насосу при відмові 
робочого насосу; 
- автоматичне відкривання зсувки з електроприводом на обвідній лінії 
одномірного вузла у разі виникнення пожежі; 
- автоматичне відключення всіх вентиляційних систем у разі виникнення 
пожежі. 
Оскільки в нічний час не виключна можливість перевищення концентрацій 
парів стиролу до 50% передбачається встановлення сигналізаторів 
вибухонебезпечних концентрацій Щит-2-16 (4 шт.) для контролю повітряного 
середовища в приміщенні. 
Для контролю ГДК парів стиролу в повітрі робочої зони на початку і на 
протязі робочої зміни передбачається переносний газоаналізатор типу ЗОНД-1. 
Проект пожежної сигналізації розроблений згідно вимогам ДБН В.2.5-56-
2014. Проектом передбачено встановлення в кімнаті керівника приладу 
приймально – контрольного пожежного ППС-3М на 10 променів. 
 
59 
 
Електроживлення приладу пожежної сигналізації здійснюється по першій 
категорії надійності електропостачання: основне, 220В - від двох секцій ВРП; 
резервне, 24В – від двох вбудованих акумуляторів по 12В. 
Оповіщення про пожежу передбачається мовне і звукове. 
Мовне оповіщення передбачається через абонентські гучномовці і звукові 
колонки з місцевого радіовузла, а також через ручний мегафон «Баланс-2». 
Звукове оповіщення здійснюється автоматично світлозвуковим 
оповісником ОСЗ-3 по сигналу приладу пожежної сигналізації. 
Водопостачання цеху по виготовленню пластика здійснюється від 
існуючої внутрішньо площадкової водопровідної мережі. 
Згідно ДБН В.2.5-74:2013 «Водопостачання. Зовнішні мережі та споруди. 
Основні положення проектування» та ДБН В.2.5-64-2012 сумарні витрати води 
складають: на внутрішнє пожежогасіння - 10,0 л/сек., а на зовнішнє 
пожежогасіння - 15,0 л/сек. 
Зовнішнє пожежогасіння здійснюється від існуючих пожежних гідрантів, 
розташованих на відстані 6-50 м від цеху в колодязях СВКГ-1, СВКГ-2, СВКГ-3. 
Внутрішнє пожежогасіння здійснюється від протипожежного водопроводу 
пожежними кранами 65 мм з розрахунку в два струменя по 5,0 л/сек. Для 
підвищення тиску в системі протипожежного водопроводу передбачені насоси 
типу СР-60-20. Розміщення пожежних кранів забезпечує гасіння кожного 
приміщення двома струменями при довжині пожежного рукава 20 м та висоті 
компактного струменя 12 м при діаметрі сприску – 16 мм. 
Крім того, в якості протипожежних заходів, в пожежних шафах 
передбачені порошкові вогнегасники (Правила експлуатації вогнегасників), а на 
будівельному майданчику влаштовується протипожежний щит з необхідним 
інвентарем. 
Склад одного пожежного щита: 
- ящик з піском – 1шт.; 
- вогнегасники порошкові ВП-10А – 3 шт.; 
- покривало з негорючого теплоізоляційного матеріалу – 1 шт.; 
 
60 
 
- бочка з водою – 1шт.; 
- крюки – 3шт.; лопати – 2 шт.; ломи – 2 шт.; сокири – 2 шт. 
Працівники забезпечуються спецодягом з типовими галузевими нормами, а 
саме: 
- костюм бавовняно – паперовий, засоби захисту рук і ніг типу ПС, засоби 
захисту очей, засоби захисту органів дихання, респіратор фільтруючий 
газопиловий без примусової подачі повітря за ДСТУ ГОСТ 12.4.041:2006 
«Засоби індивідуального захисту органів дихання фільтрувальні. 
Загальні технічні вимоги»; 
- розкрійник склотканин, складальник виробів, готувальник матриць - 
костюм бавовняно – паперовий, засоби захисту ніг і рук. 
Частини одежі, що найчастіше можуть забруднюватись поліефірною 
смолою, гелькоутом, необхідно захищати фартухами, нарукавниками разового 
користування з плівкових матеріалів. 
Якщо в процесі роботи можливе забруднення рук пилом скловолокон, 
сировиною, працівники користуються захисними пастами типу «біологічні 
печатки». 
Для осіб, що мають контакт зі скломатеріалами або працюють на операціях 
з пилоутворенням, передбачене приміщення для обезпилювання робочого одягу, 
обладнане побутовими пилососами. 
В результаті проведеного аналізу можна зробити висновок, що майже усі 
параметри відповідають нормативним вимогам і на модельній дільниці цеху 
створені всі умови для збереження життя та здоров’я працівників, окрім 
підвищеного рівня шуму при роботі обладнання. Тому рекомендовано в 
приміщенні ділянки змонтувати систему звукопоглинання, зокрема підвісну 
стелю та розмістити звукопоглинальні матеріали на стінах приміщення. 
 
5.2.2 Розробка системи звукопоглинання в приміщені модельної 
дільниці 
 
61 
 
Рівень шуму у виробничому приміщенні залежить не лише від прямого, 
але й відбитого звуку. Тому, якщо в цеху неможливо знизити енергію прямого 
звуку, то необхідно зменшити енергію звукових хвиль, які відбиваються від 
внутрішніх поверхонь приміщення. Для цього проводять акустичне оброблення 
всіх або частини стін та стелі приміщень шумних виробництв за допомогою 
звукопоглинального облицювання та (або) підвішують до стелі штучні 
звукопоглинувачі. Процес поглинання звуку відбувається при переході коливної 
енергії частинок повітря в теплоту внаслідок втрат на тертя в порах 
звукопоглинального матеріалу. Тому для ефективного звукопоглинання матеріал 
повинен мати пористу структуру, причому необхідно щоб пори були відкриті зі 
сторони звукової хвилі і мали якнайбільше з'єднань між собою. Штучні 
звукопоглиначі найдоцільніше розміщувати в зонах, де концентруються звукові 
хвилі, що відбиваються від внутрішніх поверхонь приміщення.  
Розрахунок системи звукопоглинання проводимо за стандартною 
методикою. Визначаємо об’єм приміщення: 
V=21·12·4,5 = 1134 м3 
Визначаємо постійну приміщення в м2 на середньогеометричній частоті 
1000Гц – В1000:  
В1000 = V/20 = 1134/20 = 56,7                          (5.1) 
Визначаємо постійну приміщення В в октавних смугах частот (таблиця 
5.1). 
B i  B1000   i                                                       (5.2) 
Таблиця 5.1 - Постійна приміщення В в октавних смугах частот 
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
Ві 28,35 28,35 31,185 39,69 56,7 90,72 170,1 340,2 
Для заданого виду робіт знаходимо нормативні значення рівнів звукового 
тиску Lнорм.і (ДБН В.1.1-31:2013, ДСН 3.3.6.037-99 (таблиця 5.2): 
Визначаємо необхідний рівень зниження рівня звукового тиску в кожній 
октавній смузі (таблиця 5.3): 
 
62 
 
                                        Lпотр.і = Lфакт.і – Lнорм.                                            (5.3) 
Таблиця 5.2 - Нормативні значення рівнів звукового тиску 
Октавні смуги 
середньогеомет- 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
ричних  частот, Гц 
Фактичні рівні 
звукового тиску, 85 85 85 82 78 72 65 49 
дБ 
Допустимі рівні 
звукового тиску. 95 87 82 78 75 73 71 69 
дБ 
 
Таблиця 5.3 - Необхідний рівень зниження звукового тиску в кожній 
октавній смузі 
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
Lпотр.і - - 3 4 3 - - - 
 
В залежності від частотного спектра необхідного зниження рівня 
звукового тиску вибираємо звукопоглинальний матеріал з відповідним 
ревербераційним коефіцієнтом звукопоглинання  обл  для облицювання стін та 
стелі.  
Для застосування в системі звукопоглинання пропонується використати 
звукопоглинальні плити Heradesign Superfine, оскільки він має найвищий 
коефіцієнт звукопоглинання по частотах 250-1000 Гц. 
Heradesign Superfine - акустичні плити з деревних волокон, пов'язаних 
магнезитом. Унікальна технологія виробництва одношарових плит Heradesign 
Superfine належить європейській компанії Heradesign, виробничі потужності якої 
розташовані в Австрії. 
 
63 
 
Плити Heradesign Superfine дають широкі можливості для створення 
оптимального акустичного комфорту в приміщеннях різного функціонального 
призначення. Панелі можуть монтуватися різними способами як на стіни, так і на 
стелю. 
До складу звукопоглинаючих панелей Heradesign Superfine входять тільки 
екологічно безпечні матеріали - натуральні деревні волокна розміром 1-2 мм, і 
магнезитова суміш, що дозволяє з'єднати окремі волокна в плиту. Просте 
поєднання цих матеріалів забезпечує прекрасні акустичні властивості і чудові 
результати експлуатації плит Heradesign. Плити поставляються вже прогрунтовані 
і повністю готовими до установки. Можлива попередня забарвлення згідно 
класифікатора RAL. 
Переваги плит Heradesign Superfine: 
- екологічні і безпечні завдяки натуральній сировині; 
- надійні, довговічні і міцні; 
- цікавий зовнішній вигляд і простір для використання в дизайні 
приміщень завдяки можливості забарвити плити в будь-який колір з палітри RAL; 
- плити є вогнестійкими і пожежобезпечними (присвоєно клас Г1, В1, Д1, 
Т1); 
- точність виробництва плит (можливі відхилення в розмірах - не більше 1 
мм); 
- максимальна усадка змонтованих плит - не більше 1 мм; 
- високий коефіцієнт звукопоглинання - aw = 0,95. 
 
Рисунок 5.1 – Зовнішній вигляд звукопоглинальних панелей Heradesign 
Superfine 
 
64 
 
 
 
Рисунок 5.2 – Ревербераційні коефіцієнти звукопоглинальних панелей 
Heradesign Superfine 
 
Таблиця 5.4 - Розміри і технічні характеристики звукопоглинальних 
панелей Heradesign Superfine 
Номінальний розмір, 600 х 600 625 х 625 
мм 1200 х 600 1250 х 625 
Товщина, мм 15 25 35 
Вага, кг/кв.м 7,8 11,3 15 
Стандартні кольори білий  бежевий 
Коефіцієнт звукопоглинання до 0,95  
Пожежобезпека Г1, В1, Д1, Т1 
 
Визначаємо величину звукопоглинання звукопоглинальними 
конструкціями (таблиця 5.4): 
 
Ai   обл .і  S обл .і                                     (5.4) 
 
 
 
 
65 
 
Таблиця 5.4 - Величина звукопоглинання звукопоглинальними 
конструкціями 
100 200
Частота, Гц 63 125 250 500 4000 8000 
0 0 
196,5 171,3 231,8 226, 231,8 246,9
Ai  
6 6 4 8 226,8 201,6 4 6 
 
Визначаємо величину відношення Ві/Sогр (таблиця 5.5). 
Таблиця 7.5 - Величина відношення Ві/Sогр 
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
Ві/Sогр 0,035 0,035 0,038 0,049 0,07 0,113 0,21 0,42 
 
Визначаємо середній коефіцієнт звукопоглинання до устрою 
звукопоглинального облицювання (таблиця 5.6): 
Bi / Sогр
 i 
B / S
                                          i огр  1
                                               (5.5) 
Таблиця 5.6 - Середній коефіцієнт звукопоглинання до устрою                         
звукопоглинального облицювання 
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
 i  0,034 0,034 0,037 0,047 0,066 0,101 0,175 0,298 
 
Визначаємо величину звукопоглинання конструкцій, що відгороджують 
приміщення А (м2
1 ), на яких немає звукопоглинального облицювання (таблиця 
5.7): 
A   ( S  S
                                  1i i огр обл )
                                             (5.6) 
 
 
 
 
 
66 
 
Таблиця 7.7 - Величина звукопоглинання конструкцій, що відгороджують 
приміщення А 2
1(м ), на яких немає звукопоглинального облицювання 
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
18,7 18,7 20,5 25,9 36,2 55,8 96,1 163,
A1i  
6 6 7 1 9 5 6 6 
 
Визначаємо середній коефіцієнт звукопоглинання приміщення із 
звукопоглинальною конструкцією (таблиця 5.8): 
A
  1i  Ai
1i
S
                                           огр                                               (5.7) 
 
Таблиця 5.8 - Середній коефіцієнт звукопоглинання приміщення зі 
звукопоглинальною конструкцією 
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
 1i  0,27 0,24 0,31 0,31 0,33 0,32 0,41 0,51 
 
Визначаємо постійну приміщення В1 (таблиця 5.9): 
A
B  1 i  Ai
1 i
1 
                                                           1 i                             (5.8) 
Таблиця 5.9 - Постійна приміщення В1 
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
B1i  294,5 249,3 368,5 369,2 391,7 379,4 555,5 842,5 
 
Визначаємо величину відношення В1і/Sогр (таблиця 5.10): 
 
Таблиця 5.10 - Величина відношення В1і/Sогр 
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
В1і/Sогр 0,36 0,31 0,46 0,46 0,49 0,47 0,69 1,05 
 
 
67 
 
Визначаємо Ψ і Ψ1 коефіцієнти, відповідно до та після влаштування 
звукопоглинаючих конструкцій (5.11): 
Таблиця 5.11 - Коефіцієнти, відповідно до та після пристрою 
звукопоглинаючих конструкцій 
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
Ψ  1,02 1,02 1,01 1 0,98 0,9 0,82 0,7 
Ψ1 0,73 0,77 0,68 0,68 0,67 0,67 0,6 0,49 
 
Визначаємо величину максимального зниження рівня звукового тиску L  
(дБ) при застосуванні звукопоглинальних конструкцій в розрахунковій точці, що 
розташована в зоні відбитого звуку за формулою 5.9 (таблиця 5.12): 
B  
L  10  lg( 1i i )
i
B  
                                     i 1i                                             (5.9) 
 
Таблиця 5.12 - Величина максимального зниження рівня звукового тиску 
L  (дБ) при застосуванні звукопоглинальних конструкцій в розрахунковій точці, 
що розташована в зоні відбитого звуку 
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
Li  11,6 10,6 12,4 11,3 10,0 7,5 6,5 5,5 
За допомогою звукопоглинаючого матеріалу Heradesign Superfine знизився 
шум в октавних смугах 1000, 2000 та 4000 Гц. Дані цих розрахунків наведені в 
таблиці 5.13 та зображені на рисунку 5.3. 
 
Таблиця 5.13 - Значення рівнів шуму в октавних смугах до (Lфак) та після 
встановлення системи звукопоглинання (Lрозр);  Lнорм – вимоги ДСН 3.3.6.037-99. 
Частота, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
Lфакт 85 85 85 82 78 72 65 49 
Lнорм 95 87 82 78 75 73 71 69 
Lрозр 73,4 74,4 72,5 70,6 67,9 64,5 58,5 43,5 
 
68 
 
 
Рисунок 5.3 - Рівні звукового тиску на модельній дільниці до (Lфак) та після 
встановлення системи звукопоглинання (Lрозр);  Lнорм – нормативний рівень 
звукового тиску відповідно ДСН 3.3.6.037-99 
 
5.3 Економічний розділ 
 
Потенційний замовник. 
В даному дипломному проекті розробляється електронний регулятор 
контролю натягу нитки. Замовником таких регуляторів є підприємства легкої 
промисловості на яких відбувається виробництво тканин з натуральних та 
штучних волокон на ткацьких верстатах типу PN.  
Регулятор виготовляється на мілкосерійному виробництві під конкретні 
замовлення підприємств та під конкретне обладнання. Електронний регулятор є 
пристроєм вузького профілю і використовується тільки на швидкісних ткацьких 
верстатах. 
 
Огляд ринку. 
Всього потреба в цьому пристрої в обраному секторі ринку на даний час 
 
69 
 
складає 1680 регуляторів. 
Середньомісячний випуск пристроїв складає 140 регуляторів. 
Вихідні дані: 
Таблиця 5.1 - Норми витрат матеріалів 
Одиниця 
Матеріали Значення 
виміру 
Матеріали основні 
1. Текстоліт двосторонній Шт. 1680 
2. Текстоліт односторонній  Шт. 1680 
Всього матеріали основні Шт. 3360 
Матеріали допоміжні 
1. Хлорне залізо Кг 1,2 
2. Припій  Кг 504 
Всього матеріали допоміжні Кг 505,2 
 
Таблиця 5.2 - Застосування покупних виробів 
Одиниця 
Назва виробів Кількість 
виміру 
1. Електродвигун  Шт. 1680 
2. Редуктор черв’ячний  Шт. 1680 
3. Пускач магнітний  Шт. 5040 
4. Реле проміжне Шт. 1680 
5. Трансформатор Шт. 1680 
6. Автоматичний вимикач Шт. 1680 
7. Конденсатори пускові Шт. 6720 
8. Корпус Шт. 1680 
9. З’єднувальні кабелі м 6720 
10. З’єднувальні дроти м 5040 
11. Гвинти для кріплення Тис. шт. 42 
 
70 
 
12. Комплект радіоелементів Шт.  1680 
Таблиця 5.3 - Дані про трудомісткість робіт 
Норми трудомісткості, 
Види робіт Середній розряд 
нормогодин 
1. Травлення плат 3 1 
2. Пайка плат  3 1,52 
3. Збирання регулятора 4 1,2 
4. Контроль 4 1,2 
Таблиця 5.4-  Дані про спеціальне оснащення 
Вид оснащення Кількість одиниц (Чо) 
1. Трафарети для плати Е38 2 
2. Трафарет для плати Е39 1 
 
 
Розрахунки прямих матеріальних витрат 
Hopми витрат і ціни придбання прямих матеріальних витрат ведуть за 
формою таблиці 5.5. 
Таблиця 5.5 - Розрахунок прямих матеріальних витрат 
Найменування матеріалу Одиниця Ціна Норма Витрати, 
виміру одиниці, витрат гри/виріб 
грн. 
1 2 3 4 5 
1. Матеріали основні (Мо) 
1.Текстоліт двосторонній Шт. 25 1 25 
2.Текстоліт односторонній Шт. 10 1 10 
Разом  35 2 35 
2. Матеріали допоміжні технологічні (Мдт) 
1. Хлорне залізо Кг. 50 0,01 0,5 
2. Припій Кг. 35 0,1 3,5 
 
71 
 
Разом 85 4 
3. Покупні вироби (Пв) 
1. Електродвигун  Шт. 230 1 230 
2. Редуктор черв’ячний  Шт. 100 1 100 
3. Пускач магнітний Шт. 20 3 60 
4. Реле проміжне Шт. 7 1 7 
5. Трансформатор Шт. 30 1 30 
6. Автоматичний вимикач Шт. 17 1 17 
7. Конденсатори пускові Шт. 10 4 40 
8. Корпус Шт. 60 1 60 
9. З’єднувальні кабелі М 3 4 12 
10. З’єднувальні дроти М 0,6 3 1,8 
11. Гвинти для кріплення тис. шт. 10 0,02 0,2 
12. Комплект радіоелементів Шт. 180 1 180 
Разом  667,6 738 
Всього (Мо+Мдт+Пв)  787,6  777 
Вартість відходів: 
 Вп = (Мо + Мдт)5%                                     (5.1) 
Одже: 
Вп = (35 + 4)  5 = 195 грн. 
 При розрахунках собівартості продукції величина Вп віднімається від 
загальної суми витрат. 
 
 
72 
 
Висновки 
 
 Як вже було сказано раніше, однією з найбільших проблем в процесі 
виготовлення тканин на ткацьких верстатах, є проблема утворення смуг на 
тканині в момент пуску ткацького верстата в роботу. Це викликано надмірним чи 
недостатнім натягом ниток основи в момент пуску. Застосування електронного 
регулятора контролю натягу ниток дає змогу більш точного натягу ниток основи в 
момент пуску ткацького верстата в роботу та під час роботи верстату.  
Виготовлення електронного регулятора контролю натягу нитки не 
потребує значних витрат оскільки він виготовляється зі стандартних частин та 
радіоелементів. 
Регулятор має просту конструкцію та легкий в монтажі та під час 
експлуатації. Під час монтажу коробку розподілення електронного регулятора 
контролю натягу нитки кріплять до підлоги за допомогою спеціальних болтів – 
саморізів, а асинхронний електродвигун з черв’ячним редуктором безпосередньо 
до бокової частини ткацького верстату. 
Експлуатація електронного регулятора контролю натягу нитки також не 
потребує значних зусиль. Всі елементи настройки регулятора знаходяться на платі 
керування, що дозволяє легко налаштовувати та переналаштовувати електронний 
регулятор під час експлуатації. 
Електронний регулятор контролю натягу нитки простий в ремонті, 
оскільки, як уже було сказано вище, всі деталі стандартні та можуть бути легко 
замінені на аналогічні інших фірм-виробників чи на подібні. 
З економічної точки зору застосування електронного регулятора контролю 
натягу нитки також дає значну користь, оскільки, як уже було сказано вище, 
нерівномірність подачі основи на ткацькому верстаті викликає появу браку під 
час ткацтва. 
Застосування індукційного датчика, що кріпиться на скавло ткацького 
верстату дозволяє контролювати найменше відхилення натягу ниток основи від 
 
73 
 
заданого значення, а отже зменшити чи навіть повністю усунути появу смуг на 
тканині. 
Сигнал від індукційного датчика підсилюється операційним підсилювачем 
та йде до схеми порівняння із заданим значенням напруги. При сигналі, що 
більший чи менший від заданого, блок керування через блок перетворювача 
відповідно зменшує або збільшує частоту обертів валу асинхронного 
електродвигуна. 
Також використання електронного регулятора контролю натягу нитки дає 
можливість забезпечити оптимальне значення натягу ниток основи під час пуску 
та підготовки ткацького верстату до роботи. 
Отже електронний регулятор контролю натягу нитки має значну користь 
під час його практичного застосування на ткацьких верстатах. Він дозволяє 
зменшити кількість браку під час роботи ткацького верстату та підготовки його до 
пуску, а також збільшити швидкість виготовлення тканин з натуральних та 
штучних волокон. 
 
74 
 
Список використаної літератури 
 
1. Слізков А.М. Стан, проблеми та тенденції розвитку вовняної 
промисловості: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл. / Попов В.П., Слізков А.М. 
– К.: КНУТД, 2012. – 351 с.  
2. Основи теорії в'язання : підручник / Л. О. Крилова, Л. М. Мельник. – 
К. : Кафедра, 2015. – 304 с.  
3. Основи теорії в'язання візерункового трикотажу : підручник / В. П. 
Король, Л. Є. Галавська. – К. : Кафедра, 2014. – 498 с.  
4. Основи технології виробів заданої форми : підручник / В. К. 
Гайдамака, О. П. Кизимчук. – К. : Кафедра, 2013. – 216 с.  
5. Функціональні групи в’язальних машин : підручник для студ. вищих 
навч. закладів / О. І. Клочко. – К. : КНУТД, 2012. – 252 с.  
6. Knitting technology. A comprehensive handbook and practical guide. 3rd 
Edition. / D. J. Spencer. – Woodhead Publishing. 2001. – 416 pages  
7. Проектування в‘язальних машин: підручник для вузів / Ф. А. 
Мойсеєнко. – Х. : Основа, 1994. – 336 с.  
8. В.І. Сасюк, А.З. Нова техніка та технологія виробництва нетканих 
текстильних матеріалів / В.І. Сасюк, А.З. Павлюк, Н.М. Корнюша. – К: Арістєй, 
2005. – 251 с.  
9. Слізков М. А. Механічна технологія текстильних матеріалів. Частина 
ІІ. (Ткацьке, трикотажне та неткане виробництва): підручник / А. М. Слізков, В. 
Ю. Щербань, О. П. Кизимчук. – К.: КНУТД, 2018. – 276 с.  
10. Хоменко Л.М. Обладнання швейного виробництва: Навчально-
методичний посібник . –Умань: ВПЦ «Візаві», 2011. -132 с. 
11. Лазур К.Р., Олійник Т.М. Швейне виробництво та матеріалознавство : 
словник / К. Р. Лазур, Т. М. Олійник. – Львів : Новий Світ – 2000, 2012. – 246 с. 
12. Борецька Є.Я., Борецький М.М., Пухальська А.П., Моделі одягу / 
Навч. посібник. – Львів : Світ, 2000. – 344. 
 
75 
 
13. Лазур К.Р. Швейне матеріалознавство : Підручник. – Львів : Світ, 
2004. – 240с. 
14. Радневич В.О. Моделювання одягу: Підручник. – К.: «Вікторія», 2000. 
– 352с.: іл. 
15. Батраченко Н.В., Головінов В.П., Каменєва Н.М. Технологія 
виготовлення жіночого одягу: Підручник для учнів професійно-технічних 
навчальних закладів. – К.: «Вікторія», 2000. – 512с. 
16. Галик І.С., Семак Б.Д. Текстильні матеріали та вироби : тлумачний 
словник. – Львів : Видавництво Львівської комерційної академії, 2010. – 224 с. 
17. Кучер В.О., Степура А.О. Обладнання швейного виробництва: 
Навч.посіб для проф.-тех. навч. закладів. – К. : Вікторія, 2001. – 416с. 
18. О.Г.Кустова, К.І. Бондар. Обладнання для волого-теплового 
оброблення швейних виробів : довідник / уклад. Хмельницький : ХНУ, 2010. – 
38с. 
19. Волков О. І., Зубнова Л. І., Колосніченко Н. В. та ін. Енциклопедія 
швейного виробництва. навч. посібник. – К. : «Саміт-книга», 2010. – 968 с. : іл. 
 
 
76 
 
 
77 
 
 
78 
 
 
 
79