ChSTU repository

Зміст 
 
Стор. 
Технічне завдання.................................................................................. 2 
Вступ....................................................................................................... 5 
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі  
критичного аналізу існуючих аналогів................................................. 7 
2 Обґрунтування технічного завдання............................................... 16 
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми ……….. 17 
3.1 Розробка структурної схеми………………………………………. 17 
3.2 Розробка принципіальної схеми…………………………………… 21 
4 Розрахунок основних елементів приладу…………………………. 26 
4.1 Розрахунок механічного впливу на прилад …………………… 26 
4.2 Електричний розрахунок блоку живлення …..…………………. 30 
4.3 Розрахунок випрямного пристрою на 12В ……………………. 36 
4.4 Розрахунок згладжуючого фільтру на 12В…………………….. 41 
4.5 Розрахунок випрямного пристрою на 5В …………………….. 43 
4.6 Вибір і розрахунок зовнішніх елементів інтегрального  
стабілізатора на +12В …………….………………………………………... 48 
4.7 Вибір і розрахунок зовнішніх елементів інтегрального  
стабілізатора на+5В………………………………………………………… 50 
4.8 Оцінка точності і надійності …………………………………. 50 
5 Технологічний розділ 53 
5.1 Призначення друкованої плати процесора 53 
5.2 Аналіз елементної бази 56 
5.3 Обгрунтування вибору варіанта технологічного процесу 57 
  
  
 ЗП63.022.402.001ПЗ  
Изм. Лист № докум. Подп. Дата  
 Разраб.  Мороз Д.В. Стаціонарна система Лит. Лист Листо в 
 Пров. БазілоК..В балансування коліс легкових 3  
  автомобілів 
 Н. Контр. Тичков В.В. Пояснювальна  записка ЧДТУ 
 Утв.  
  
5.4 Загальні вимоги до монтажу……………………..………………. 59 
5.5 Загальні вимоги до пайки………………………………………… 59 
5.6 Загальні вимоги до технологічного контролю………………….. 61 
5.7 Загальні вимоги до складання……………………………………. 62 
5.8 Нормування монтажних робіт…………………………………… 63 
6 Спеціальний розділ…………………………………………………. 66 
6.1 Економічне обґрунтування розробки …………..………………. 66 
6.2 Охорона праці………………………………………….………… 68 
Висновки............................................................................................. 79 
Список використаної літератури........................................................... 80 
Додаток А  Відомість технічного проекту …………………………...  
Додаток Б  Перелік нормативної документації ………………........... 
Додаток В  Специфікації, перелік елементів…………………………. 
Додаток Г Комплект документації на технологічний процес 
виготовлення ……………………….................................................................. 
Додаток Д  Результати розрахунку на ЕОМ ……………….......…… 
 
 
 
 
 
  
  
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
  4 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Вступ 
 
Технічний рівень всіх галузей держави головним чином визначається 
рівнем розвитку машинобудування і приладобудування. Ґрунтуючись на розвитку 
даних галузей виконується комплексна механізація і автоматизація виробничих 
процесів в промисловості, в цивільному і промисловому будівництві, в сільському 
господарстві і транспорті. 
Точні механізми є невід'ємною частиною будь-якого автоматизованого 
комплексу, частиною силових приводів, пристроїв реєстрації і відображення 
інформації, автоматизованих комплексів, маніпуляторів. Проектування таких 
механізмів має свою специфіку, а по конструктивних параметрах вони дуже часто 
в значній мірі відрізняються від механізмів, що використовуються в загальному 
машинобудуванні, що виконують аналогічні функції. 
Розвиток механічних пристроїв систем управління і діагностики йде у 
напрямі постійного підвищення вимог до їх параметрів, збільшенню 
інтенсивності навантаження у зв'язку з мініатюризацією апаратури, 
використовуванню механізмів з особливими кінематичними характеристиками – 
механізми систем реєстрації і відображення інформації, периферійне 
устаткування ЕОМ і т д. 
Однією з особливостей сучасного технічного прогресу є систематичне 
зростання робочих швидкостей обертання приладів і механізмів. Цілком 
природно, що із збільшенням швидкостей обертання виникають і підвищені 
вібрації. 
Вібрації, що виникають при роботі машин і механізмів, створюють 
додаткові навантаження на деталі, надають несприятливу фізіологічну дію на 
організм людини. Руйнування опор і фундаментів машин, підвищений знос 
автомобільних шин - все це і багато що інше в більшості випадків пов'язано з 
високим рівнем вібрації. По цьому боротьба з шкідливими вібраціями - актуальна 
проблема сучасного машинобудування і приладобудування. В той же час, 
вібрації, що використовуються при роботі формувальних і ливарних машин, при 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм. 5 
Аркуш № докум. Підпис. Дата  
зануренні паль і труб в грунт, при ущільненні бетону і в багатьох інших 
виробничих процесах, є корисними. 
В процесі проектування машин і механізмів прагнуть зменшити шкідливі 
вібрації, вибираючи найправильніші рішення відносно конструкції і технології 
виготовлення, добиваючись вагової симетрії всіх частин, що рухаються, шляхом 
урівноваження. Проте, в процесі виготовлення і експлуатації деталей і вузлів 
виникають умови, що порушують симетрію і що приводять до неврівноваженості. 
Для зменшення неврівноваженості при виготовленні, ремонті, експлуатації 
проводять балансування тіл обертання шляхом зміни їх маси і геометрії. 
Спочатку урівноваження мас, що обертаються, проводилося лише 
розрахунковим шляхом при конструюванні. Необхідність в динамічному 
балансуванні як операції технологічного процесу виготовлення виникла у зв'язку 
з упровадженням високооборотних парових турбін. Перші верстати балансувань 
з'явилися в Росії, Швейцарії і Німеччині в кінці 19 початку 20 ст. 
Бурхливий розвиток машинобудування і приладобудування в середині 
нашого століття потребує рішення багатьох питань техніки балансування. Була 
почата розробка питань теорії балансування роторів, урівноваження механізмів; 
створені верстати для балансування деталей масою від декількох грамів до сотень 
тонн, високопродуктивних автоматів балансувань і автоматичних ліній. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
6 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного 
аналізу існуючих аналогів 
 
Тіла обертання, що підлягають балансуванню, прийнято ділити на диски і 
вали [1]. В основу даних відмінностей належить співвідношення поперечних і 
поздовжніх розмірів деталей. Диск - це деталь, діаметр d якої (поперечний розмір) 
значно більше його довжини b в напрямку осі обертання. для дисків 
застосовується метод статичного балансування, а для валів - динамічного 
балансування. Отже, колеса автомобілів, з цієї точки зору, є дисками і для них 
можна обмежитися статичної балансуванням. 
З теоретичної механіки відомо, що для забезпечення статичної 
балансування необхідно, щоб центр мас (центр ваги) перебував на геометричній 
осі обертання. Статичну балансування, як правило, проводять без обертання 
деталі, знаходячи для неї положення байдужої рівноваги локальною зміною маси 
у відповідному місці. У цьому випадку величина і розташування додаткової маси, 
яку необхідно додати до деталі або видалити з неї, визначається досвідченим 
шляхом. 
Балансування може проводитися на довгих горизонтально розташованих 
призмах (рис. 1.1) [1]. 
Точність балансування на призмах залежить від точності виготовлення 
установки і моменту сили тертя між оправкой і призмами. При цьому 
обов'язковою умовою є строго горизонтальне положення призм. На практиці така 
балансування може використовуватися для малогабаритних деталей, що мають 
малу масу, так як при великій масі не виключено пошкодження поверхні призм і 
оправлення в результаті ударів і деформації, що позначиться на точності 
балансування. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
7 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
 
 
Рисунок 1.1 – Схема статичного балансування деталі на призмах:                    
1 - оправлення, 2 - центрирующее пристрій, 3 - балансируемого деталь, 4 - гайка,         
5 - призма 
 
Набагато зручніше виконувати статичну балансування на обертових 
опорах[2] (рис. 1.2). 
 
Рисунок 1.2 – Схема статичного балансування деталі на обертових опорах: 
1 - балансуюча деталь, 2 - оправлення, 3 - ролик, 4 - стійка, 5 - підстава 
При статичної балансуванню на роликах відсутня необхідність точного 
встановлення стенду в горизонтальному положенні. Точність балансування в 
цьому випадку залежить від моменту тертя в підшипниках роликів і відносини 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм. 8 
Аркуш № докум. Підпис. Дата  
діаметра оправки до діаметру ролика. При масі балансируемого деталей до 250 кг 
діаметр роликів приймається 100 мм, при масі до 1500 кг -150 мм. 
Статичну балансування непровідних коліс можна виконати безпосередньо 
на ступиці [2]. Для цього треба підняти автомобіль домкратом, послабити 
затягування підшипників маточини. Після цього слід встановлювати колесо в 
різні положення і відпускати. Якщо при цьому колесо не утримується в 
установленому положенні, а повертається в ту чи іншу сторону і зупиняється 
тільки в одному положенні, значить, воно має дисбаланс. Однак слід зауважити, 
що на точності балансування значною мірою буде позначатися стан підшипників і 
мастила. Не завжди можливо виключити дотик гальмівних колодок з поверхнею 
диска або барабана. 
Для статичного балансування колеса необхідно: 
• знизити тиск в шині до 20.. . 30 кПа і зняти з обода балансувальні 
тягарці; 
• провести балансування, підібравши масу і місце установки 
балансуючих важків; 
• накачати шину до нормального тиску і перевірити балансування. 
Для деталей типу дисків, маховиків, що не мають опорних шийок, 
статичну балансування можна виконати на спеціальних балансувальних вагах 
(рис. 1. 3). Їх також можна використовувати і для балансування шин. 
D1 
 
Рисунок 1.3 – Схема статичного балансування на балансувальних вагах: 1 - 
балансируемого деталь, 2 - платформа, 3 - лінійка, 4 - вантаж, 5 - опора, 6 - 
покажчик, 7 - репер 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
9 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
При статичної балансуванню на вагах балансируемого деталь 1 
центрується по посадковому діаметру D на платформі 2. Під час балансування 
деталь вручну повертається щодо платформи навколо осі О - О з одночасним 
коригуванням положення вантажу-компенсатора 4 з таким розрахунком, щоб 
рухома стрілка покажчика 6 розташовувалася строго навпроти нерухомого репера 
7 і сила тяжіння діяла в вер-тікальной радіальної площині, що проходить через цю 
стрілку. В такому випадку платформа займе горизонтальне положення. Про 
величину дисбалансу судять по положенню вантажу 4 на лінійці 3 компенсуючого 
пристрою[3]. 
До недоліків статичного балансування на вагах слід віднести складність 
перебудови ваг на балансування деталей, що мають різний посадковий діаметр D і 
необхідність вручну повертати деталь щодо платформи. 
Принцип балансувальних ваг використаний в пристосуванні для 
балансування коліс, запропонованому В. Бєлугін (рис. 1.4) [3, 4]. 
 
 
Рисунок 1.4 – Схема пристосування для статичної та динамічної 
балансування коліс: 1 - балансируемого колесо, 2 - пристосування, 3 - крейда,              
4 - опора 
Статичне балансування зводиться до установки вантажників на 
піднімається частина спокійно стоїть колеса. Чутливість пристосування 
визначається відстанню від площини опори, до площини, що проходить через 
центр ваги колеса. Чим менший цей період, тим більше чутливість. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
10 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Пристосування дозволяє також виконати і динамічне балансування колеса 
методом «дзиги». З механіки відомо, що для досягнення динамічної 
збалансованості необхідно, щоб вісь обертання була головною віссю інерції. Тому 
для динамічного балансування колесо розкручують до частоти обертання 100 хв-1 
стрижнем, вставленим в отвір під болт кріплення колеса, дотримуючись заходів 
безпеки. Якщо колесо збалансовано (відсутні сили Р, що викликають дисбаланс), 
то воно повинно обертатися в горизонтальній площині, а вал повинен перебувати 
у вертикальній площині і обертатися без биття. Якщо колесо динамічно 
незбалансовано, то спостерігається биття верхнього кінця вала. В такому випадку 
доторкаються крейдою до верхнього кінця обертового вала і тим самим роблять 
мітку, що характеризує площину розташування дис-балансних мас. За мітці 
крейди встановлюють на колесо два однакових грузика в місцях, показаних 
стрілками А. Таким чином ця операція повторюється до тих пір, поки не буде 
досягнута динамічне балансування. 
Досвід експлуатації цього пристосування [4] показав, що воно не дуже 
зручно в роботі. Перше незручність в тому, що центральний стрижень 
стопориться у фланці за допомогою гвинта. Щоб змінити його положення, 
необхідно зняти колесо з опори. У процесі балансування цю операцію доводиться 
повторювати неодноразово, домагаючись бажаної чутливості приладу. Якщо 
опора розташована близько до центру тяжіння колеса або нижче нього, колесо 
неминуче перекинеться і впаде з опори. Інша незручність в тому, що усувати 
дисбаланс доводиться пробним підбором балансувальних тягарців. Однак, 
придбавши певний досвід, можна домогтися задовільних результатів 
балансування. 
Що ж стосується динамічного балансування за наведеною вище 
методикою, то тут досягти чогось корисного практично неможливо. При спробі 
розкрутити колесо до 70.. . 100 оборотів в хвилину воно зривається з опори разом 
з пристосуванням. Але і благополучно розкручене колесо не забезпечує будь-яких 
закономірних коливань центрального стрижня пристосування. Тут і практика не 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
11 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
допомагає. Таким чином, це пристосування годиться тільки для статичного 
балансування. 
Автолюбителем В. Веретенниковим запропоновано більш зручне в роботі 
пристосування [3, 4], засноване на методі вивішування (рис. 1.5). 
 
Рисунок 1.5 – Пристосування для статичного балансування коліс на 
гнучкій підвісці: 1 - гнучка підвіска, 2 - стрижень, 3 - фланець, 4 - контргайка. 
Для балансування пристосування опорним фланцем з зовнішньої сторони 
вставляють в центральний отвір колеса і за допомогою гнучкого елемента 
підвішують на зручній висоті. Дають заспокоїтися колесу. Врівноважене, воно 
займе горизонтальне положення. При наявності дисбалансу воно нахилиться в бік 
більш важкої частини. Кут нахилу при цьому знаходиться в прямій залежності від 
величини дисбалансу і в зворотному - від відстані «а» між зчленуванням гнучкого 
елемента зі стрижнем і центром тяжіння колеса. Не знімаючи колеса з підвіски, 
змінюють яку, т. Е. Обертанням стрижня за його головку регулюють чутливість 
пристрою. Таким чином, домагаються високої точності балансування. 
Основною перевагою даного пристосування, в порівнянні з попереднім, є 
те, що колесо не може перевернутися або впасти, а значить, виключаються 
травми. Однак і воно має ряд недоліків, серед яких можна відзначити наступні: 
немає індикатора горизонтального положення колеса, відсутній індикатор 
дисбалансу, що дозволяє визначити масу балансування грузика, піднімати і 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 12 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
підвішувати колесо доводиться вручну, що неприйнятно для коліс вантажних 
автомобілів неможливість виконати динамічне балансування колеса і ін. 
Статичну балансування деталей, в тому числі і коліс, можна виконати і в 
динамічному режимі. При цьому досягається більш висока точність балансування. 
Схема стенду для статичного балансування деталей в динамічному режимі 
наведена на рис. 1.6. 
 
 
Рисунок 1.6 – Схема статичного балансування деталі в динамічному 
режимі: 1 - деталь, 2 - платформа, 3 - пружина, 4 - датчик, 5 - шпиндель. 
Стенд складається з платформи 2, встановленої на пружинах 3. 
Розташований на платформі шпиндель 5 обертається з постійною кутовою 
швидкістю. Балансуюча деталь 1 закріплюється в шпинделі. 
При наявності у деталі статичної неврівноваженості центр мас системи не 
збігається з віссю обертання О-О. При обертанні деталі під дією відцентрової 
сили F4 від дісбалансной маси система здійснює коливальні рухи, амплітуду яких 
вимірює датчик 4. Амплітуда коливань платформи характеризує ступінь 
неврівноваженості деталі. 
Подібний принцип використовується і в стендах для динамічного 
балансування коліс. Стенди для динамічного балансування коліс можна розділити 
на два види: для балансування коліс безпосередньо на автомобілі і для 
балансування коліс, знятих з автомобіля. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
13 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Перший спосіб вважається більш прогресивним, так як він дозволяє не 
тільки врівноважити сумарна дія всіх обертових мас колеса (маточини, 
гальмівного барабана), але і виявити несправності маточин коліс (підшипників і т. 
П.). Однак він може використовуватися тільки для непровідних коліс автомобіля. 
Динамічний спосіб балансування колеса подібним стендом (рис. 1. 7) зводиться 
до визначення вертикальних і горизонтальних (бічних) коливань вільно 
обертового колеса зі швидкістю, що відповідає великій швидкості руху 
автомобіля (80...100 км/ч)[4]. 
Колесо вивішується домкратом і розкручується за допомогою ролика 
стенду. Потім ролик відводиться, і при вільному обертанні колеса виникають під 
дією дисбалансу вертикальні коливання, які фіксуються датчиком, що стикаються 
з важелем підвіски. У момент досягнення максимальних коливань включається 
стробоскоп, промінь якого спрямований на колесо. Таким чином визначається 
місце дисбалансу (по відношенню до лінії, нанесеної на кришці), а за показаннями 
приладу та визначається розмір дисбалансу. Горизонтальні коливання колеса від 
його дисбалансу визначаються так само при установці датчика в горизонтальне 
положення біля переднього краю гальмівного диска. 
 
 
 
Рисунок 1.7 – Стенд для балансування коліс безпосередньо на автомобілі 
Другий спосіб балансування може бути виконаний для будь-яких коліс (як 
непровідних, так і провідних), наприклад, на балансувальне верстаті типу 
«FANSYS - 200», виготовляють НПП «Пріоритет ТС» в г. Харьков (рис. 1. 8). 
Балансируемого колесо встановлюється на вал верстата з центруванням по отвору 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
14 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
диска або на шайбі універсальної з центруванням на отворах кріплення диска до 
маточини. Після розкрутки колеса на цифровому індикаторі видається інформація 
про необхідної масі вантажу в обох площинах корекції. Місце корекції 
вибирається по світловому індикатору[2]. 
 
 
 
Рисунок 1.8 – Верстат для балансування коліс, знятих з автомобіля: 1 - 
вимикач, 2 -перемикач площин, 3 - балансируемого колесо. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 15 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
2 Обґрунтування технічного завдання 
 
Пристрій балансування коліс автомобілів (далі по тексту «виріб») 
призначений для балансування коліс легкових автомобілів в умовах стаціонарної 
установки виробу на станціях технічного обслуговування. 
Виріб призначений для експлуатації в умовах: 
1. температури навколишнього середовища від 278 до 313 К (від 5 до 40 ºС); 
2. відносної вологості повітря до 80 % при температурі 298 К (25 ºС); 
3. атмосферного тиску від 97 до 105 кПа. 
Виріб забезпечує: 
1) визначення необхідної маси коректуючого вантажу, приведеної до 
однієї площини корекції дисбалансу; 
2) визначення місця установки коректуючого вантажу при балансуванні; 
3) індикацію результатів визначення маси коректуючого вантажу в 
цифровій формі. 
Точність визначення маси коректуючого вантажу: в діапазоні мас від 5 до 
50 г – не менше ± 5 г; в діапазоні мас від 50 до 250 г – не менше ± 10 %. 
Точність визначення місця установки коректуючої маси не менше 5 
градусів. 
Поріг чутливості виробу при визначенні маси коректуючого вантажу – не 
більше 5 г. 
Діапазон визначення маси коректуючого вантажу – від 5 до 250 г. 
Потужність, споживана виробом, не більше 55 Вт. 
Виріб живиться від мережі змінного струму частотою (50 ± 1) Гц, 
напругою (220 ± 22) В. 
Маса виробу не більша 100 кг. 
Середній строк служби виробу не менше 8 років. Середнє напрацювання 
виробу на відмову не менше 600 годин. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 16 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми  
 
 
3.1  Розробка структурної схеми 
 
Виріб конструктивно виконаний з чотирьох основних вузлів: блок 
живлення, коливальний блок, пульт керування і індикації, обшивки 
[ЗП63.022.402.001 СБ]. 
Несучим елементом виробу є корпус. Конструктивно корпус виконаний із 
зміщеним центром ваги (в горизонтальній площині) так, щоб запобігти 
перекиданню виробу після закріплення балансуючого колеса. Опорою корпусу на 
підлогу служать три, регульовані по висоті, стійки на гумових подушках. 
На верхній плиті корпусу закріплений чотирма болтами М8х16 
коливальний блок, який закритий захисним сталевим кожухом. 
Пульт управління і індикації закріплений чотирма гвинтами М4х10 на 
верхній стінці захисного кожуха, над коливальним блоком. 
В ніші корпусу чотирма гвинтами М5х16 закріплений блок живлення. В 
нижній частині корпусу розташована розетка для підключення блоку живлення до 
мережі змінного струму 220В за допомогою з’єднувального шнура. 
Над блоком живлення на стінці корпусу закріплена двома гвинтами М5х16 
коробки, призначена для зберігання вантажів балансувань і інструменту. 
Коливальний блок є основним елементом виробу і у свою чергу 
складається з наступних елементів: 
1) коливальної системи; 
2) гальма; 
3) стробоскопа; 
4) вузла п’єзодатчиків (датчиків тиску). 
Коливальна система складається з несучого корпусу поз. 4 і підвішеного на 
двох плоских пружинах корпусу з валом поз. 21. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 17 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Несучий корпус кріпиться до корпусу чотирма болтами М8х20 поз. 39 і 
двома штифтами 5х6х16 поз. 65. 
В корпусі на шарикопідшипниках поз. 70 змонтований вал поз. 21, на 
якому закріплюється колесо, що балансується. 
Для усунення люфту шарикопідшипники підтискаються стопорними 
кільцями. 
При установці колеса, що балансується, на вал застосовуються наступні 
деталі [ЗП63.022.402.001 СБ] 
1)  опорний фланець поз. 19; 
2) конічна пружина поз. 25; 
3) центруючий конус поз. 20; 
4) кришка притискна поз. 18; 
5) ручка затискна поз. 10; 
6) перехідник монтажний; 
7) шайба поз. 26. 
На лівій частині валу встановлений гальмівний шків поз. 9 і стробоскоп 
поз. 9. 
Датчик випромінюючий поз. 1 і приймальний датчик поз. 2 встановлені на 
верхній стінці несучого корпусу. 
Корпус з валом притискається до п’єзодатчиків пружиною поз. 26. Зусилля 
притиснення пружини регулюється гвинтами поз. 35 і фіксується контргайкою 
поз. 37. 
Вузол п’єзодатчиків зібраний в сталевій кришці поз. 14 і складається із 
наступних деталей: 
1) двох п’єзодатчиків поз. 75; 
2) трьох контактних пелюсток поз. 11; 
3) набору з ізолюючих шайби поз. 12 і стержня поз. 13; 
4) п'яти поз. 16. 
Сталева кришка кріпиться в отворі несучого корпусу чотирма болтами 
М6х20. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  18 
Коливання корпусу на п’єзодатчики передаються через контактну планку 
поз. 28, п'яту поз. 16 і шайбу поз. 12. 
Принцип роботи виробу полягає в перетворенні биття робочого валу 
коливального блоку виробу, викликаного дисбалансом колеса, що обертається, в 
електричні сигнали, пропорційні величині цього биття, обчисленні значення і 
координати еквівалентів дисбалансованої маси і індикації обчислювальних 
значень маси на табло пульта управління і індикації. 
Напруга живлення від мережі 220 В через з'єднувач «Мережа» подається 
на блок живлення А1, що формує необхідні для роботи електронної частини 
виробу напруги живлення ± 5 В, ± 12 В, ± 15 В. 
П'єзоелектричні датчики BQ1, BQ2 входять до складу датчика тиску, що 
перетворює механічне биття робочого валу коливального блоку в електричні 
сигнали відповідної фази і амплітуди, що подаються на вхід плати обчислювача 
(ПО) АВ. 
Індикатори HL1, HL2 і фотодіоди VD1, VD2 входять до складу датчика 
швидкості – положення валу, що формує в процесі обертання валу послідовність 
трапецевидних електричних сигналів, зміщених один щодо одного на 90º, 
призначеного для відстежування швидкості обертання валу коливального блоку і 
положення еквівалентної дисбалансованої маси колеса щодо крайньої нижньої 
точки обертання. 
Індикатор HL3 «Робота» сигналізує про робочий стан електронної частини 
виробу. 
Динамічна головка ВАI призначена для подачі звукових сигналів про 
досягненні достатньої для обробки інформації швидкості колеса (початок процесу 
обчислень), а також про закінчення процесу обчислень і перехід виробу в режим 
індикації результатів обчислень на табло пульта управління і індикації. 
Індикатори HL4-HL7 встановлені на лицьовій панелі пульта управління і 
індикації (ПУІ) А2 і призначені для індикації необхідного напряму обертання 
колеса в процесі виведення еквівалентної дисбалансованої маси колеса в крайню 
нижню точку обертання. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 19 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Плата резисторів (ПР) АР спільно з перемикачем SА1 «Тип колеса» 
призначені для введення в плату процесора (ППР) АП необхідних в процесі 
обчислення постійних коефіцієнтів, пропорційних типорозміру балансуючого 
колеса. 
На платі індикації (ПІ) АИ розміщені індикатори HG1-HG3, що 
відображають результати обчислення значення еквівалентної дисбалансованої 
маси колеса. 
Процес обчислень значення еквівалентної дисбалансованої маси 
здійснюється в платі обчислювача (ПО) АВ і платі процесора (ППР) АП. 
Після розкручування валу коливального блоку зі встановленим на ньому 
колесом до необхідної швидкості (швидкість обертання контролюється постійно 
датчиком швидкості-положення) плата обчислювача (ПО) фіксує сигнали від 
датчика тиску BQ1, BQ2. Про досягнення достатньої швидкості розкручування 
балансуючого колеса ВАI видається перший звуковий сигнал. 
Плата обчислювача (ПО) АВ обробляє сигнали від датчика тиску і видає в 
плату процесора (ППР) АП інформацію про величину і координату розміщення 
еквівалентної дисбалансованої маси на колесі. Ця інформація обробляється в 
платі процесора (ППР) АП з урахуванням даних, що поступили з платі резисторів 
(ПР) АР. Про закінчення процесу обробки інформації в платі процесора видається 
динаміком ВАI другий звуковий сигнал, після чого плата процесора переходить в 
режим індикації. 
В режимі індикації плата процесора (ППР) АП по сигналах від датчика 
швидкості – положення здійснює постійний контроль за положенням колеса на 
валу. У момент виведення еквівалентної дисбалансованої маси в крайню нижню 
точку обертання на цифровому табло пульта управління і індикації 
відображається величина цієї маси в грамах. Це відповідно означає, що 
коректуючу масу (вантаж) необхідно встановлювати в діаметрально протилежній 
(верхньої) точці обода колеса. 
 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
20 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
3.2 Розробка принципової схеми 
 
Пульт управління і індикації (ПУІ) 
Пульт управління і індикації (ПУІ) призначений для посилення сигналів, 
що поступають з п'єзоелектричного датчика тиску, виділення складової, 
викликаної дисбалансом колеса, що обертається, обліку геометричних розмірів 
балансуючого колеса, обчислення за цими даними маси і координати установки 
вантажу балансування і індикації їх на цифровому табло пульта. 
До складу пульта управління і індикації входять: 
1) плата обчислювача (ПО); 
2) плата процесора (ППР); 
3) плата індикації (ПІ); 
4) плата резистора (ПР). 
Плата обчислювача (ПО) призначена для посилення сигналу, що поступає 
з датчика тиску, виділення складової напруги, що виникає в результаті 
дисбалансу колеса, що обертається, обчислення еквівалентної дисбалансованої 
маси. 
Плата обчислювача складається з каналу посилення і фільтрації і каскаду 
фазової корекції. В канал посилення і фільтрації входять: 
1) диференціальний підсилювальний каскад, зібраний на 
високостабільному операційному підсилювачі з високим коефіцієнтом погашення 
синфазної перешкоди (мікросхема DD1); 
2) блок підсилення із змінним коефіцієнтом підсилення, керований 
центральним процесорним елементом (мікросхеми DD2 і DD3.1); 
3) блок фільтрів, зібраний на мікросхемах DD3.2, DD4.1; 
4) крайовий каскад підсилення зібраний на мікросхемі DD4.2. 
Каскад фазової корекції зібраний на мікросхемі DD5. 
З виходу каскаду фазової корекції на плату процесора (ППР) поступає 
сигнал Uвих, амплітудне значення якого відповідає статичній складовій 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
21 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
дисбалансу. Фазове значення сигналу визначає місце розташування 
дисбалансованої маси. 
Конденсатори С2, С11, С12, С13, С14 використовуються як фільтри напруг 
живлення операційних підсилювачів. На елементах R31 і VD1 зібраний 
параметричний стабілізатор напруги живлення 5 В. На елементах R32 і VD2 
зібраний параметричний стабілізатор напруги живлення -15 В. На елементах R36 і 
VD3 зібраний параметричний стабілізатор напруги живлення 15 В. 
Конденсатори С1, С3 – С10 і резистори R1 – R30, R33, R35, R37 – R41 
забезпечують стандартні схеми включення операційних підсилювачів. 
Плата процесора (ППР) призначена для управління режимами роботи 
виробу відповідно до управляючої програми. Плата процесора здійснює контроль 
швидкості обертання в каналі посилення і фільтрації плати обчислювача, 
проводить перетворення аналогових сигналів в цифрову форму, здійснює 
перерахунок електричних сигналів в грами дисбалансованої маси, управляє 
процесом індикації. 
Плата процесора складається з: 
1) процесорного елемента (мікросхема DD1), який служить для 
виконання арифметико-логічних операцій і управляє потоками даних; 
2) генератора тактових імпульсів (мікросхема DD2), що забезпечує 
синхронізацію роботи центрального процесорного елемента; 
3) буферного підсилювача шини даних (мікросхема DD4); 
4) селектора адреси (мікросхема DD11), що виробляє сигнали вибірки 
мікросхем, підключених на загальну шину даних; 
5) постійно запам’ятовуючого пристрою (мікросхема DD12), яка 
служить для зберігання управляючої програми; 
6) оперативно запам’ятовуючого пристрою (мікросхема DD13), яка 
служить для зберігання результатів проміжних обчислень і запам'ятовування 
іншої проміжної інформації.  
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
22 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Перераховані мікросхеми утворюють мінімальну конфігурацію вбудованої 
у виріб мікро-ЕОМ на базі мікропроцесорного комплекту серії КР580 і 
взаємодіють за стандартними правилами. 
Вузол контролю положення валу коливального блоку зібраний на 
мікросхемах DD9, DD10, DD19.4, DD19.5, DD20.3, DD20.4, DD21 і транзисторах 
VT1, VT2. При обертанні валу з датчика швидкості положення HL1, VD1 і HL2, 
VD2 в базові ланцюги транзисторів VT1 і VT2 поступає зміщені один щодо 
одного послідовності імпульсів. Після посилення ці сигнали поступають на 
тригери Шмідта, зібрані на мікросхемах DD19.4, DD19.5, набувають форму 
прямокутних імпульсів придатних для використовування в цифрових ланцюгах. 
Селектор напряму обертання валу, зібраний на мікросхемах DD20.3, 
DD20.4, DD21, забезпечує проходження імпульсів з датчика швидкості положення 
на підсумуючий вхід лічильника DD10 при обертанні валу за годинниковою 
стрілкою, і на віднімаючий вхід при обертанні валу проти годинникової стрілки. 
Таким чином, в не залежності від зміни напряму обертання у будь-який момент 
часу заданому кутовому положенню валу відповідає один і той же код на виходах 
лічильника DD9 – старші розряди, а на виходах лічильника DD10 – молодші 
розряди. Ця інформація використовується процесором для визначення кутового 
положення вантажу балансування і для обчислення швидкості обертання валу. 
Виходи лічильників DD9 і DD10 підключені до шини даних через трьохстабільну 
буферну схему (мікросхема DD16). 
Мікросхеми DD14, DD15, пов'язані з центральним процесорним елементом 
через порти мікросхеми DD8, утворюють вузол аналого-цифрового 
перетворювача. Аналоговий сигнал Uвих, що поступає з плати обчислювача, і 
опорна напруга із стабілітрона VD3 поступає на входи аналогового 
мультиплексора DD14 і в міру необхідності підключаються по командах 
процесора на вхід інтегрального аналого-цифрового перетворювача (мікросхема 
DD15), включеного по стандартній схемі з розділенням ланцюгів «Земля 
аналогова» і «Земля цифрова». Запуск аналого-цифрового перетворювача і 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
23 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
зчитування перетвореного коду здійснюється через порти інтерфейсу мікросхема 
DD8. 
Вузол індикації зібраний на мікросхемах DD5 – DD7, DD13, DD19.3, 
DD20.1, DD20.2 і транзисторі VT3. В регістри мікросхем DD5 – DD7 записуються 
семисегментні коди цифр, що створюють число грам маси вантажу балансування. 
Виходи регістрів сполучені з анодами семисегментних індикаторів HG1 – HG3, 
що подаються на входи шифратора DD13, що керується спільно з генератором 
DD16.3, DD20.1, DD20.2 комутацією одиничних індикаторів HL4, HL5, HL6, HL7, 
а також підключеного при необхідності через підсилювальний каскад транзистора 
VT3 звукову сигналізацію. 
Геометричні розміри колеса, що відповідають положенню тумблера SB1 
вводяться в підсилювальний каскад (мікросхема DA22) у вигляді підключаючих в 
його ланцюзі резисторів R1 – R18, відповідних певним типоразмірам 
балансуючого колеса. 
Решта логічних елементів виконує допоміжні функції і забезпечує 
улагодження активних рівнів і синхронізацію підключення перерахованих схем. 
Плата індикації (ПІ) призначена для індикації результатів вимірювання на 
трьох індикаторах семисегментних HG1 – HG3, на які виводиться число, 
відповідне розрахунковій масі вантажу балансування. Процесором індикації 
управляє плата процесора. Індикація здійснюється тільки при такому положенні 
колеса на валу коливального блоку, коли місце кріплення вантажу балансування 
виводиться у верхню точку. 
Плата резисторів (ПР) призначена для введення на плату процесора 
геометричних розмірів балансуючого колеса. 
Плата резисторів включає 18 високоточних резисторів R1 – R18, що 
змінюють коефіцієнти передачі підсилювального елемента плати процесора 
відповідно до геометричних розмірів балансуючого колеса. 
 
 
 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм. 24 
Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Блок живлення (БЖ) 
Блок живлення (БЖ) виконаний у вигляді окремого блоку і призначений 
для забезпечення плати пульта управління і індикації виробу стабілізованими 
живлячими напругами. 
 Живлення блоку живлення здійснюється від однофазної мережі змінного 
струму (220 ± 22) В з частотою (50 ± 1) Гц. 
Блок живлення складається з трьох каналів. Перший канал формує 
стабілізовані напруги 15 В і 12 В, і є стабілізатором компенсаційного типу з 
регулюючим елементом на транзисторі VT1 для напруги живлення 12 В, і на 
транзисторах VT2, VT4 для напруги живлення 15 В. 
Другий канал формує стабілізовані напруги мінус 15 В, мінус 5 В. Напруга 
мінус 5 В формується стабілізатором параметричного типу на стабілітроні VD8, 
напруга мінус 15 В формує компенсаційний стабілізатор з регулюючим 
елементом на транзисторах VT3, VT5. 
Третій канал формує стабілізовану напругу 5 В і зібраний на інтегральній 
мікросхемі DD1, яка забезпечена пристроєм захисту від перевантаження по 
струму. 
 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
25 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
4 Розрахунок основних елементів приладу 
 
4.1 Розрахунок механічного впливу на прилад 
У конструкціях з декількома ступенями свободи найбільш небезпечні 
сумісні резонанси можна виключити, якщо хоча б подвоїти власний резонанс 
частоти кожного елемента, який вносить додатковий степінь свободи, тобто якщо 
забезпечити умову (правило "октави" )[9]: 
f ЕРЕ
0 ≥ 2 f ТЕЗ
0  , f ТЕЗ
0 ≥ 2F бл                                     (4.1) 
де  f ЕРЕ ТЕЗ бл
0 , f0 , F  - резонансні частоти ЕРЕ, плати (ТЕЗ) та блока 
відповідно. 
Крім цього, власна резонансна частота плати має відповідати умові: 
f ТЕЗ γ ⋅ g ⋅ j
                                        0 ≥ f ТЕЗ 3 max
min =
0.003b                                  (4.2) 
де jmax  - вібраційне перенавантаження в одиницях g , що діє на плату в 
робочому діапазоні частот зовнішніх коливань, тобто перенавантаження;               
j n
max = g ; 
b - ширина ячейки , мм 
γ ТЕЗ
 - емпірична постійна, яка залежить від граничної fmin  та діючих 
прискорень jmax  (3-10 g), величина, що залежить від частоти власних коливань f0  
Коефіцієнт динамічності розраховують для механічних систем з першим 
ступенем свободи[9].  
µ K SB 1+ ε 2η 2
= дин = = 2 2 2 2  ,                                     (4.3) 
ξ0 (1−η ) + ε η
SB  - амплітуда вимушених коливань; 
K  - жорсткість системи; 
ξ  - амплітуда віброзміщення основи, мм;  
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
26 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
η f
= B  - коефіцієнт розстройки; 
f0
fB  - частота збудження; 
f0  - частота власних коливань; 
ε  - показник загасання. 
Показник загасання ε , коефіцієнт загасання δ , декремент загасання λ  і 
коефіцієнт в’язкого тертя β  пов’язані між собою[9]. 
ε λ
= ; λ πβ ; δ β
= =                                  (4.4) 
π km 2m
Декремент загасання для склотекстоліту СФ, СТЕФ  200 – 1000. 
Коефіцієнт динамічності розраховується у всьому діапазоні частотної 
вібрації. 
Віброприскорення і вібропереміщення елементів  для випадку 
кінематичного збудження 
aB = 4π 2 ⋅ f 2 ⋅ξ0 ⋅ µ                                     (4.5) 
SB = ξ0 ⋅ µ                                        (4.6) 
Якщо рахують пластину, то знаходять ще і прискорення, максимальне по 
поверхні. 
Максимальний прогин пластин відносно її країв знаходять[9]:   
δB = SB −ξ0 max                                 (4.7) 
Допустима стріла прогину 1,5 мм СТФ на довжині 1 м у одностороннього 
30 мм, у двостороннього – 11 мм. 
Умови віброміцності перевіряють: 
Для елементу бази амплітуда віброприскорення aB max < aдоп  (із аналізу 
елементної бази). 
Для елементів ЕОМ типа пластин стріла прогину на відстань l, не повинна 
2
перевищувати величин δ1 = δдопl ,  тобто δ 2
B < δдопl ,  для ПП з ЕРЕ δB <0,003b 
(b – розмір сторони, паралельно котрій встановлений ЕРЕ). 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
27 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Якщо умова віброміцності не виконується, то підвищують жорсткість 
несучих елементів, або застосовують амортизацію. 
Розрахунок на дії ударів 
Максимальну дію а механічну систему здійснює імпульс прямокутної 
форми. 
1. Умовна частота ударного імпульсу ω π
= , де τ  - тривалість імпульсу 
τ
удара 
2. Коефіцієнт передачі при ударі прямокутного імпульсу K у = 2sin π , де 
2ν
ν  - коефіцієнт розстрочки; ν ω
= , f0  - частота власних коливань. 
2 ⋅π ⋅ f0
3. Ударне прискорення aу = H уК у , де H у  -  амплітуда прискорення 
ударного імпульсу. 
4. Максимальне відносне переміщення H
Z у π
max = sin  
2 ⋅π ⋅ f0 2 ⋅ν
5. Перевіримо умову міцності до ударів за наступними критеріями: 
- для ЕРЕ ударного прискорення aу.д.б. < aу.допустимого  
.
- для плат з ЕРЕ Zmax < 0,003b; 
- для амортизаційних систем Zmax < Zсв, де Zсв – вільний хід 
амортизатора 
6. Частковим випадком удару є падіння.  
Діюче перевантаження знайдемо 
- Відносна швидкість співударяння  V0 =Vу +Vвідск , де Vу = ZgH  - 
швидкість пристрою в момент співударяння, Н – висота падіння, Vвідск =VуKB  - 
швидкість відскоку; KB  - коефіцієнт  відновлення швидкості. 
- Діюче на пристрій прискорення aП =V0 ⋅2π ⋅ f0  
Умови міцності перевіряються аналогічно п.5 по ударному прискоренню 
Захист ФУ від дестабілізуючих факторів 
Механічні дії . 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
28 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Найбільш слабкий елемент ФУ - печатна плата. 
Потрібно щоб резонансна частота ПП 
 f 1 D
0 = 2π M                                           (4.8) 
1 D
а також резонансна частота її елементів f i
0i = 2π M ,знаходилися за 
i
межами частотного діапазону вхідних впливів F0 min...F0max D, Di - жорсткість плати 
(елемента), M, Mi - маса плати (елемента) 
Взагалі можливий відхід як вище, так і нижче діапазону вхідних взаємодій. 
Однак, зазвичай, уходять "вгору" по правилу октави f0 ≥ 2Fmax , котрі 
виключають резонанс. 
При НЧ резонансі різко збільшується амплітуда вібрацій емпірична 
A 250n
формула: = 2 , де n=a\g – величина перенавантаження 
Fв
З урахуванням реальних механічних дій ППМ з ЕРЕ не повинен мати 
резонансних частот  
для неамортизованих системних блоків нижче 60 Гц ,  
для амортизованих – нижче 1,5 f0ЕОМ  (найбільша резонансна частота 
коливального блоку неамортизованого) 
Резонансну  частоту ПП при рівномірному розподілі ЄРЄ на платі 
знаходять: 
f 1 λ Е
0 = 2 m ab                          (4.9) 
2π а (1+ е
M )ρ
де λ   
0,2 – 0,5 кріплення ПП роз’ємом 
1,0 кріплення ПП в 4 точках по кутах 
кріплення ПП в 6 точках (3Х2) при кріпленні в 
2,0 
напрямних 
2,5 кріплення ПП в 5 точках (по кутах і в центрі) 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
29 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Е  - модуль Юнга  
Е =3,2*1010 Н/м2 для склотекстоліту товщиною 1,5 мм 
ρ  - густина склотекстоліту = 2,5*103 кг/м3. 
Для підвищення резонансної частоти використовують: 
•зменшення розмірів ДП 
•додаткове точку кріплення у центральній частині 
•ребра жорсткості, профілювання листового матеріалу по периметру  
•кріплення навісних ЕРЕ індивідуальними тримачами (mi > 10г) 
•кріплення ЕРЕ приклеюванням, пролакуванням, компаундом КТ-102 
 
4.2 Електричний розрахунок блоку живлення 
Для нормального функціонування схеми пристрою необхідне джерело 
живлення, що задовольняє вимогам даного пристрою. 
Для живлення процесорного блоку необхідне джерело стабілізованого 
живлення Uip1= 12B ±5%; Uip2 = 5В ±5%; Uip3 = -5В  ±5%. 
Найпоширенішим джерелом постійного струму є випрямляч, який 
перетворює перемінний струм в постійний. Випрямляч складається з трьох 
елементів: силового трансформатора, який слугує для пониження напруги мережі 
до необхідної величини, схеми випрямляча, що складається з одного або 
декількох вентилів володіючих односторонньою провідністю струму, 
згладжуючого фільтру, що зменшує проекцію випрямленого струму. В схему 
випрямляча можуть входить також різні допоміжні прилади для включення та 
виключення випрямляча, захисту від пошкоджень при порушенні нормального 
живлення и т.д[9]. 
Згладжуючим фільтром випрямляча називають пристрій, який 
призначений для зменшення перемінної складової випрямленої напруги до 
величини, при якій забезпечується нормальна робота електронної апаратури. 
Основним параметром згладжуючого фільтру є коефіцієнт згладжування, що є 
відношенням коефіцієнта пульсації на вході фільтру kpvx  до коефіцієнта пульсації 
на його виході kрех: 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
30 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
g=kpvx/kpex      (4.10) 
де kpvх - коефіцієнт пульсації на вході фільтру; kpex - коефіцієнт пульсації на 
виході фільтру. 
Коефіцієнт пульсації на вході фільтру задається залежно від призначення і 
типу живленої схеми. Звичайно він складає (0,001...0,002)%. Окрім забезпечення 
необхідного коефіцієнта згладжування, фільтр повинен задовольняти наступним 
додатковим вимогам: 
• втрати напруги на фільтрі повинні бути мінімальними; 
• фільтр не повинен давати небезпечних для випрямного пристрою 
кидків струму при включенні; 
• габарити, маса і вартість фільтру повинні бути невеликими і т.д. 
Напруга на навантаженні джерела живлення може змінюватися. Це 
пояснюється тим, що при згладжуванні пульсацій фільтром зменшується тільки 
змінна складова випрямленої напруги, а величина постійної складової може 
змінюватися при коливаннях напруги живлячої мережі і струму навантаження. 
Для отримання необхідної величини постійної напруги застосовують 
стабілізатори напруги. Стабілізатором напруги називають пристрій, який 
автоматично підтримує з необхідною точністю постійну напругу на навантаженні 
(при зміні чинників, що дестабілізували, в обумовлених межах).  
 
Вибір силового трансформатора 
Силові трансформатори малопотужних випрямлячів, що використовуються 
для живлення електронної апаратури, є електромагнітними пристроями, які 
складаються з феромагнітного сердечника (магнітопровода) і обмоток. 
Сердечники трансформаторів виготовляються з високолегованих електричних 
сталей. Нашим вимогам відповідає трансформатор марки ТС-40-2, на його 
первинну обмотку подається напруга 115В, 400 Гц, а з вторинних обмоток 
знімається напруга 6В і 12В. 
Отже: U1 = 220 В;      U23 = 6 В;           U45 = 16 В;   
            υ = 50 Гц. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм. 31 
Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Ефективний струм вторичної обмотки I45 = 0.1 А. Трансформатор має 
обмотку, що дає U23 = 6 В при I23 = 0.5 А. 
 
 
Рисунок 4.1 - Схема трансформатора   
2    26        
30        
 
Рисунок 4.2 - Переріз котушки трансформатора 
Визначаємо сумарну потужність вторинних обмоток трансформатора[9]: 
Ри = I 23 ⋅U 23 + I 45 ⋅U 45 ,                                   (4.11) 
Pu= 0.5 ⋅7 + 0.1⋅22 = 5.7 ВА. 
Визначаємо силу струму в первинній обмотці: 
I Р
1 =1.1 и ,                                                   (4.12) 
U1
I 1.1 5.7
1= = 0.029 А.        
220
Задаючись густиною струму в обмотках трансформатора 
Δ = 2 А/мм2, знаходимо діаметр проводів кожної з обмоток. 
Діаметр провода первинної обмотки[9]: 
d1 = 0.8 I1 ,                                                   (4.13) 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
32 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
11  22              
d1= 0.8 0.029 = 0.14 мм. 
Беремо провід найближчого стандартного розміру 0.14 мм. 
Діаметр провода вторинної обмотки 4-5: 
d45 = 0.8 I 45 ,                                               (4.14) 
d45= 0.8 0.1 = 0.253мм. 
Беремо провід найближчого стандартного розміру 0.27 мм. 
Діаметр проводу обмотки 2-3: 
d23 = 0.8 I 23 ,                                               (4.15) 
d23= 0.8 0.5 = 0.567 мм. 
Беремо провід найближчого стандартного розміру 0.57 мм. 
Знаходимо коефіцієнти заповнення для визначених діаметрів проводів, 
вважаючи, що відносно малої робочої напруги всі проводу можуть мати емалеву 
ізоляцію. Для d1 = 0.14 мм приймаємо kм1 ≈ 0.4; для d23 = 0.57 мм приймаємо kм23 ≈ 
0.4; для d45 = 0.27 мм приймаємо kм45 = 0.25. 
Середній коефіцієнт заповнення по міді буде[9]: 
k kм1 + kм23 + k
= м45
м ,                                 (4.16) 
3
k 0.4+ 0.4+ 0.25
м= = 0.35 . 
3
Приймаємо з округленням kм = 0.3. 
для вибору типа и розміру сердечника знаходимо необхідні значення: 
В = 104 гс; η = 0.87; Δ = 2 А/мм2. Підставляємо ці числа, а також вирахувані 
раніш, знаходимо: 
4
Q Q 10 ⋅Ри (1+η)
0 ж = ,            (4.17) 
В ⋅2 ⋅η ⋅kм ⋅ ∆
104
Q Q ⋅5.7(1+ 0.87)
0 ж = = 10.21см4. 
104 ⋅ 2 ⋅0.87 ⋅0.3 ⋅ 2
Для сбірки сердечника найбільш підходящими будуть пластини Ш12. 
Знайдемо мінімальну товщину набора сердечника з такими пластинами: 
b Q Q
= 0 ж ,                                                   (4.18) 
ahc
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
33 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
b 10.21
= =1.42мм. 
1.2 ⋅2 ⋅3
Округляємо цю величину до 1.5 см. 
Тоді  
Qж =1.2 ⋅1.5 =1.8  см2; 
Q0Qж = abhc ,                                                  (4.19) 
Q0Qж =1.2 ⋅1.5 ⋅2 ⋅3 =10.8 см4. 
Число витків первинної обмотки на 220 В: 
ω U1 ⋅106
1 = 2 ,                                  (4.20) 
2(BQж + l0 ⋅ ∆ ⋅10 )
ω 220 ⋅106
1 = = 2423 . 
2(104 ⋅1.8+13.7 ⋅2 ⋅102 )
Число витків вторинної обмотки (понижаючої) 4-5: 
ω U 45 ⋅106
45 = 2 ,                                  (4.21) 
2(BQж + l0 ⋅ ∆ ⋅10 )
ω 22 ⋅106
45 = 2(104 ⋅1.8+13.7 ⋅2 ⋅102 = 242 . 
)
Число витків обмотки 2-3: 
U ⋅106
 ω23 =
23 ,              (4.22) 
2(BQж + l0 ⋅ ∆ ⋅102 )
ω 7 ⋅106
23 = 4 = 77 . 
2(10 ⋅1.8+13.7 ⋅2 ⋅102 )
Зробимо перевірку розміщення обмоток трансформатора у вікні 
сердечника: 
Із ескізу переріза котушки знаходимо довжину обмотки: 
у = h – 2a,                                                  (4.23)  
y= 30 – 2·2 = 26 мм; 
де товщина каркаса α = 2 мм. 
Число витків в шарі первинної обмотки: 
ω′ y
1 = ,                                                 (4.24) 
d1′
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 34 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
ω′ 26
= =162 , 
0.16
де діаметр проводу первинної обмотки ПЭЛ 0.14 з ізоляцією 
d' = 0.16 мм. 
Кількість шарів первинної обмотки: 
n ω
= 1
1 ,                                               (4.25) 
ω1′
n 2423
1= =15 . 
162
Висота первинної обмотки зі врахуванням ізоляційних прокладок: 
с1 = n1 (d' + β) + γ,                                         (4.26) 
c1 = 15 (0.16 + 0.07) + 1 = 4.45 мм; 
де товщина прокладок між шарами β = 0.07 мм, товщина прокладок між 
обмотками γ = 1 мм. 
Число витків в шарі понижуючої обмотки: 
ω′ y
45 = ,                                             (4.27) 
d4′5
ω′ 26
45 = = 83 ; 
0.31
де діаметр проводу первинної обмотки ПЭЛ 0.27 з ізоляцією 
d' = 0.31 мм. 
Кількість шарів понижуючої обмотки: 
n ω45
45 = ,                                            (4.28) 
ω4′5
n 242
45 = = 3 . 
83
Висота понижуючої обмотки зі врахуванням ізоляційних прокладок: 
с45 = n45 (d' + β) + γ ,                                      (4.29) 
c45= 3 (0.31 + 0.07) + 1 = 2.14 мм; 
де товщина прокладок між шарами β = 0.07 мм, товщина прокладок між 
обмотками γ = 1 мм. 
Число витків в шарі обмотки 2-3: 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
35 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
ω2′
y
3 = ,                                             (4.30) 
d2′3
ω 26
2′3 = = 42 , 
0.62
де діаметр проводу первинної обмотки ПЭЛ 0.57 з ізоляцією  
d' = 0.62 мм. 
Кількість шарів понижуючої обмотки: 
n ω
23 =
23 ,                                            (4.31) 
ω2′3
n 77
23= = 2 . 
42
Висота обмотки 2-3 з врахуванням ізоляційних прокладок: 
с23 = n23 (d' + β) + γ,                                       (4.32) 
c23 = 2 (0.62 + 0.07) + 1 = 1.35 мм; 
де товщина прокладок між шарами β = 0.07 мм, товщина прокладок між 
обмотками γ = 1 мм. 
Повна висота всіх обмоток трансформатора: 
с' = с1 + с23 + с45 ,                                       (4.33) 
с'= 4.45 + 1.35 + 2.14 = 7.94 мм. 
Зазор між обмоткою и сердечником: 
δ = с – (с' + α) ,                                            (4.34) 
δ= 12 – (7.94 + 2) = 2.06 мм; 
що допустимо. 
 
 
4.3 Розрахунок випрямного пристрою на 12В 
Для живлення сучасної електронної апаратури найбільш часто вживані 
випрямлячі однофазного перемінного струму, які працюють в режимі 
двонапівперіодного випрямляння і схеми з подвоєнням або множенням  
випрямленої напруги. Найбільшого розповсюдження у випрямлячах знаходять 
напівпровідникові вентилі і головним чином кремнієві діоди. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
36 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Для отримання напруги Uip2=+5B ±5% і Uip3= -5 ±5% застосуємо схему 
однофазних двонапівперіодних випрямлячів з середньою крапкою, зображеною 
на рис. 4. 3. 
Визначимо орієнтовні значення параметрів вентилів Uобр, Іпр, Іпрс, а також 
габаритну потужність трансформатора STp[9]: 
Uо6p=U0×B×2,82,            (4.35) 
де U0 - номінальна випрямна напруга; В - допоміжний коефіцієнт, В = 1. 
Uо6p =5×l×2,82=14,l B 
Inpc=0,5×I0                (4.36) 
де I0 - номінальний струм. 
Inpc=0,5×0,4=0,2 А 
Inp=O,5×D×Io    (4.37) 
де D - допоміжний коефіцієнт, D=2,l. 
Inp =0,5×2,1×0,4=0,42 А 
Визначимо амплітуду зворотної напруги на вентилі 
U0бpmax=Uo× (1 +Qmax)   (4.38) 
де Qmax – відносне відключення напруги. 
Uо6pmax=5×(1+22)=115B 
Виберемо тип вентилів. При цьому необхідно виконати умови: Uо6pmax > 
Uо6p >7.05 В;Inpcmax > Inpc >0.19 A; Inp <1.57× Inpcmax<0.8 A 
Звідси вибираємо тип вентилів: D226  
Його параметри:  Uoбpmax=400 B ;Inpcmax=0,3 А;Uпр=1 В 
Визначимо активний опір вентиля: 
= U
R пр
пр I  ,                (4.39) 
прсmax
де U пр -падіння напруги на вентилі в прямому напрямку. 
 
 
 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм. 37 
Аркуш № докум. Підпис. Дата  
               T1 V1  
 
~ Uc C1 Rh 
 
 
 
  V2 
   
 
Рисунок 4.3 – Схема однофазного випрямляча з середньою точкою 
R 1
пр = = 3.0Ом . 
0.3
Встановлюємо активний опір обмоток трансформатора 
S × f ×
k ×U × Bm
4 s
s 0 ×
Rmр =
U 0 I 0
f    (4.40) 
I 0× ×
s Bm
де ks – залежний коефіцієнт від схеми випрямляча, ks=4,7; Bm – амплітуда 
магнітної індукції в магнітопроводі трансформатора, BM=1.2; S – кількість 
стержнів трансформатора, S=2. 
4,7 5 2×400×1,2
× × 4
R 5×0,4
mр = = 2,15Ом  
0,4×400×1,2
Знаходимо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора: 
K × S ×U S × f ×
L = n 0 × I × f ×B × 4 s Bm   (4.41) 
s ( p −1)2 0 s m U 0× I 0
де Kn - залежний коефіцієнт від схеми випрямляча, Kn=4,3×10-3; p - число 
передаючих секцій обмоток, p=2. 
4,3×10−3
L × 2×5
s = 2 ×0,4 400 1,2 2× 400×1,2
× × × 4 = 6,73× −4  
(2 −1) 5×0,4 10
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
38 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Визначимо кут φ, який характеризує відношення між індуктивним та 
активним опором фази випрямляча[9]: 
arctg(2π × f ×
ϕ = s Ls)
r                (4.42) 
r = rmp + nb× rnp ,       (4.43) 
де r – активний опір фази випрямляча; nв – кількість послідовно ввімкнених 
і водночас працюючих вентилів, nв=1. 
r = 2,15 +1×3,3 = 5,45Ом  
ϕ arctg(2π ×400×6.75×10−4)
= = 0
5.45 2.05  
Знаходимо основний розрахунковий коефіцієнт: 
π × I 0× r
A =
m×U       (4.44) 
0
де m – кількість фаз випрямляча, для схеми з середньою точкою m=2; I0 – 
номінальний струм. 
A π ×0,4×5,45
= = 0,68
2  
×5
По знайденому значенні А і куту φ визначаємо допоміжні коефіцієнти: 
а) В=1,4; б) D=1.8; в) F=5; г) H=800 
Величину ємкості, яка навантажує випрямляч (перший елемент фільтру) 
знаходимо по формулі: 
С = 100 H
×
r× ,          (4.45) 
kn
де Н – допоміжний коефіцієнт, Н=800; r – активний опір фази випрямляча, 
r=5.45; kn – заданий коефіцієнт пульсації випрямленої напруги у %, kn=3; C – 
ємність у мкФ: 
С = 100 800
× = 4892мкФ
5,45×3  
Будуємо нагрузочну характеристику випрямляча, тобто залежність 
випрямленої напруги від струму навантаження U0=f(I0). 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм. 39 
Аркуш № докум. Підпис. Дата  
За допомогою цієї характеристики можна визначити відхилення 
випрямленої напруги U0 від заданного значення при різних струмах 
навантаження, у тому випадку напругу холостого ходу Uxx,  струм короткого 
замикання Ікз і внутрішній опір випрямляча r0.  
Напруга холостого ходу випрямляча: 
U xx =U m× 2U ,    (4.46) 
U xx = 7× 2 ×5 = 49В  
Внутрішній опір випрямляча: 
−
r =U xx U 0
0 ,    (4.47) 
I 0
де Uxx – напруга холостого ходу випрямляча; Uo – номінальна напруга, 
Uo=5В; I0 – номінальний струм, I0=0.4 A 
r 49 − 5
0 = = 110Ом  
0,4
Струм короткого замикання: 
I m× 2U
кз = ,    (4.48) 
r
I 2× 2 ×5
кз = = 2.57A  
5.45
Визначимо ККД випрямляча: 
η = P0 ,                      (4.49) 
P0 +Рпм +Рв
де Рпм – втрати потужності на трансформаторі; Рв – втрати потужності на 
вентилях. 
Для визначення Рпм , користуємось розрахунком: 
Рпм=Sтр×(1-ηтр)=40×(1-0,85)=6 Вт            (4.50) 
Величину Рв знаходимо по формулі: 
Pв = I прс×U пр×N ,                    (4.51) 
де N – загальне число вентилів у випрямлячі. 
Pв = 0,2×1× 2 = 0,4Вт  
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм. 40 
Аркуш № докум. Підпис. Дата  
η 40
= = 0,86  
40+ 6+ 0,4
Таким чином ККД випрямляючої схеми з середньою точкою дорівнює 
0,86%. 
 
4.4 Розрахунок згладжуючого фільтру на 12В 
Вибираємо найпоширенішу схему фільтру індуктивно-ємкісного фільтру, 
яка приведена на рис. 4.4. 
Дія конденсатора як елемента фільтру зводиться до того, що шунтуючи 
опір навантаження (еквівалентний опір живленого пристрою), він пропускає через 
себе найбільшу частину змінної складової випрямленого струму. Тому необхідною 
умовою, яка забезпечує згладжуюче дію фільтру, є співвідношення[9]:  
1
<<
m×ω C R
× н     (4.52) 
де m – кількість фаз випрямляча; 
ω = 2π × f , 
с
fc – частота мережі. 
 
Рисунок 4.4 – Схема згладжуючого фільтру 
Дія дроселя зводиться до того, що на ньому втрачається найбільша 
частина змінної складової напруги. Тому необхідно, щоб: 
m×ω×L>>RH     (4.53) 
Якщо Rн невідоме, то його можна розрахувати за законом Ома, знаючи 
величину U0 і І0 на навантаженні: 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 41 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
R =U 0                                  (4.54) 
н I 0
Розрахунок фільтрів типу LC зводиться до визначення параметрів 
індуктивних і ємкісних  елементів забезпечуючих необхідне значення коефіцієнта 
згладжування. 
Знаходимо величину коефіцієнта згладжування[9]: 
g = k пвх
k           (4.55) 
пвых
де kпвх - коефіцієнт пульсації на вході фільтру kпвх=0,006; kпвых - коефіцієнт 
пульсації на виході фільтру,  kпвых=0,002, 
g 0,006
= = 3
0,002  
g = g = 3 =1.7                    (4.56) 
зв
де g3B - коефіцієнт згладжування кожної ланки. 
Визначимо L1C1 для однієї ланки Г- образного фільтру[9]: 
L1C1=2.5(gл+1)                    (4.57) 
L1C1=2.5(1,7+1)=6,75 
Визначивши значення похідності L1C1, знайдемо окремо значення L1 і С1. 
Оскільки першим елементом фільтру є місткість яка була визначена в процесі 
розрахунку випрямляча, то значення місткості конденсатора фільтру C1 
вибираємо такої ж величини. 
Як конденсатор фільтру використовуємо електролітичний конденсатор. 
Керуючись таблицею номінальних значень місткостей конденсаторів вибираємо 
електролітичний конденсатор марки КР-50-24 місткістю 4700 мкФ. 
Визначимо індуктивність L1: 
6.75
L1 =
C      (4.58) 
1
L 6.75
1 = = 0.0014Гн  
4700×10−6
Вибираємо стандартний дросель Д202. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
42 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Розрахуємо схему живлення на Uж=12 В ±5%. 
 
4.5 Розрахунок випрямного пристрою на 5В 
Для живлення електричної схеми пристрою автоматизованого контролю 
застосуємо схему випрямляча, яка представлена на рис. 4.5. 
Випрямляч, зібраний по цій схемі забезпечує двонапівперіодне 
випрямляння і має всі переваги схеми з середньою точкою. Разом з тим 
конструкція випрямляча спрощується, оскільки розміри і маса трансформатора 
зменшуються. Крім того, зворотна напруга на вентилі в мостовій схемі менше. 
Визначимо орієнтовні значення параметрів вентилів U обр , Iпрс, Iпр [9]: 
Uобр=2,82U0    (4.59) 
де Uo - номінальна випрямлена напруга. 
Uобр=2,82×12=33,84 В 
Іпрс=0,5×І0     (4.60) 
Іпрс=0,5×0,2=0,1А 
де І0 – номінальне значення струму. 
 
Рисунок 4.5 –  Мостова схема випрямляча 
Іпрс=0,5×І0×D                      (4.61) 
де D - допоміжний коефіцієнт. 
Іпрс=0,5×0,1××2,1=0,105 А 
Визначаємо амплітуду зворотної напруги на вентилі: 
Uобрmax=12×(1+Qmax)                             (4.62) 
де Qmax - відносне відхилення напруги мережі. 
Uобрmax=12×(1+22)=276 В 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
43 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Вибираємо тип вентилів, при цьому необхідно виконати умови: 
Uобрmax>Uобр>16.92 В; Іпрmax>Iпрс>0,1 А; Iпр<1.57×Iпрmax<0.42 A 
Знаходимо опір вентиля в прямому напрямі: 
r = U пр
пр ,      (4.63) 
I прmax
де Unp - падіння напруги на вентилі в прямому напрямі. 
r 1
пр = = 3.3Ом  
0.3
Вибираємо випрямний діод типа Д226, його параметри: Uобрmax=400; 
ВІпрmax=0.3A; Uпр=1В 
Параметри випрямленого діода узяті з таблиці параметрів діодів і діодних 
зборок. 
Визначаємо активний опір обмоток трансформатора по формулі (4.40): 
S × f ×
k ×U × s Bm
4
s 0
R = U 0× I 0  
mр I 0× f ×
s Bm
3,5 12 2×400×1,2
× × 4
R 12×0,2
mр = = 9Ом  
0,2×400×1,2
де ks - коефіцієнт, який залежить від схеми випрямляння, ks=3.5; Bm - 
амплітуда магнітної індукції в магнітопроводі трансформатора; S - кількість 
стрижнів трансформатора, S=2; fc - частота мережі живлення, fc=400 Гц. 
Знаходимо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора по 
формулі (4.40): 
L K n× S ×U S × ×
0 f B
4 s m  
s = 2 × × f × ×
( I B
p −1) 0 s m U 0× I 0
 
де Кп - коефіцієнт, який залежить від схеми випрямляння, Кп=5×10-3; р - 
число чергуючих секцій обмоток, р=2.  
5×10−3× 2×12
Ls = ×0,2 400 1,2 2× 400×1,2
× × × 4 = 3,77×10−3 Гн  
(2 −1)2 12×0,2
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 44 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Визначимо кут ф, що характеризує співвідношення між індуктивним і 
активним опором фази випрямляча по формулам  4.42 і 4.43: 
arctg(2π × f × )
ϕ = s Ls
r  
r = rmp + nb× rnp  
де r - активний опір фази випрямляча; nв- кількість послідовно включених і 
одночасно працюючих вентилів, nв=2: 
r = 9+ 2×3,3 =15,6  
ϕ arctg(2π × 400×3,77× −3)
= 10 = 0
15,6 77  
Знаходимо основний розрахунковий коефіцієнт по формулі 4.44: 
π × I 0× r
A =
m×U  
0
де m - число фаз випрямляча, m=2; І0 - номінальне значення струму,  І0=0,2 А; 
r- активний опір фази, r=15.6 Ом. 
A π ×0,2×15,6
= = 0,4
2,5×12  
По знайденому значенню А визначимо допоміжні коефіцієнти: 
а) В=1,5; б) D=1.65; в) F=3; г) Н=250 
Величину місткості навантажуючий випрямляч знайдемо по формулі 4.45: 
C H
= 100× , 
r × kn
де Н – допоміжний коефіцієнт; r – активний опір фази випрямляча; kn – 
заданий коефіцієнт пульсації випрямленої напруги, kn=3%. 
C 250
= 100× = 544,66мкФ
15,6×3  
Напруга холостого ходу випрямляча: 
U хх =U m× 2 ×U =14× 2 ×12 = 235.2В , 
Струм короткого замикання по формулі 4.46:  
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
     45 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата
I m× 2U
кз =  
r
I 2× 2 ×12
кз = = 2,57А  
15,6
Внутрішній опір випрямляча по формулі 4.47: 
−
r =U xx U 0
0  
I 0
де Uxx – напруга холостого ходу випрямляча; Uo – номінальна напруга, 
Uo=5В; I0 – номінальний струм, I0=0.4 A 
r 235,2−12
0 = =1,2кОм  
0,2
Визначимо ККД випрямляча по формулі 4.16: 
η = P0  
P0 +Рпм +Рв
де Рпм – втрати потужності на трансформаторі; Рв – втрати потужності на 
вентилях. 
Для визначення Рпм , користуємось формулою 4.47: 
Рпм=Sтр×(1-ηтр), 
де ηтр – ККД трансформатора. 
Рпм=40×(1-0,85)=6 Вт 
Величину Рв знаходимо по формулі 4.48: 
Pв = I прс×U пр×N , 
де N - загальна кількість вентилів у випрямлячі. 
Pв = 0,1×1× 4 = 0,4Вт  
η 40
= = 0,86  
40+ 6+ 0,4
 
Розрахунок згладжуючого фільтру 
Для побудови згладжуючого фільтру вибираємо схему, побудовану на 
основі Г- образного індуктивно-ємкісному фільтру. Ця найпоширеніша схема 
приведена на рис. 4.6. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
46 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Дія конденсатора, як елемента фільтру, зводиться до того, що шунтуючи 
опір навантаження (еквівалентний опір живленого пристрою), він пропускає через 
себе найбільшу частину змінної складової випрямленого струму. 
 
Рисунок 4.6 – Схема згладжуючого фільтру 
Дія дроселя зводиться до того, що на ньому втрачається найбільша частка 
змінної складової напруги. 
Знаходимо величину коефіцієнта згладжування по формулі 4.55: 
g = k пвх
k  
пвых
де kпвх - коефіцієнт пульсації на вході фільтру; kпвих - коефіцієнт пульсації 
на виході фільтру. 
k H
пвих =      (4.64) 
r×C
k 250
пвих = 6 = 0.5 
15.6×544.66×10−
g 0.03
= = 0.06
0.5  
g = g = 0.06 = 0.24  
де gзв – коефіцієнт згладжування кожної ланки. 
Визначимо величину L2C1 для кожної ланки Г- образного фільтру по 
формулі 4.57: 
L2C1=2.5(gзв+1) 
де gзв – коефіцієнт згладжування кожної ланки. 
L2C1=2.5(0,24+1)=3,1 
Визначивши значення L2С1 знайдемо окремо значення L2 і С1. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
47 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Оскільки першим елементом фільтру є місткість яка була визначена в 
процесі розрахунку випрямляча, те значення місткості конденсатора фільтру С1 
вибираємо такої ж величини. 
Як конденсатор фільтру використовуємо електролітичний конденсатор 
марки К-50-24 місткістю 500 мкФ. 
Визначимо індуктивність L2 по формулі 4.58: 
6.75
L1 =
C  
1
6.75
L2 = = 0,0062Гн
500×  
10−6
Вибираємо стандартний дросель Д247. 
 
4.6 Вибір і розрахунок зовнішніх елементів інтегрального 
стабілізатора на +12В 
З аналогових інтегральних мікросхем серій К142, К181, К221, що 
випускаються в СНД, вибираємо мікросхему К142ЕН. Принципова електрична 
схема показана на рис. 4.7. 
Регулювання величини стабілізованої вихідної напруги позитивної 
полярності можна здійснювати за допомогою R1 (R1<20кОм). Опір R2 звичайно 
дорівнює 1.2кОм. 
За допомогою конденсаторів С1 і С2 забезпечується стійка робота 
мікросхеми. 
При Uex>5В місткості конденсаторів С2 і С3 можуть складати С2>100пФ, 
С3>1мкФ. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 48 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
 
Рисунок 4.7 – Схема інтегрального стабілізатора на + 12В 
Резистори R3, R4, R5 працюють в ланцюгах захисту. За допомогою 
дільника R4R5 подається напруга на базу транзистора захисту. Резистор R3 
служить датчиком струму в схемі захисту від перевантажень по струму. Опір цих 
резисторів вибирають із співвідношень: 
(VT10)
R =U ЕВ
3 ,    (4.65) 
I H max
де I H max  - максимальне значення струму навантаження I H max =0,25А. 
UEB(VT10)=UEB(VT8)≈0.7В 
R3=0.7/0.25=3 Ом 
U +U (VT8)
R = EX EB
4     (4.66) 
IR4R5
ІR4R5=0.3мA 
R 12+ 0,7
4 = 3×10−4 = 42кОм  
R5=2кОм=const 
Захист від перевантаження по струму спрацьовує при такому збільшенні 
струму навантаження, коли приріст напруги на зовнішньому резисторі R не 
менше 0,7В. В цьому випадку транзистор захисту мікросхеми (VT10) 
відкривається і шунтує регулюючий транзистор. 
 
 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм. 49 
Аркуш № докум. Підпис. Дата  
4.7 Вибір і розрахунок зовнішніх елементів інтегрального 
стабілізатора на+5В 
На рис. 4.5 приведена схема такого інтегрального стабілізатора. Ця схема з 
додатковим зовнішнім транзистором, який забезпечує підвищення вихідного 
струму. В цій схемі опір резистора R6 і місткостей С5 і С6 вибираються так само як 
в попередньому пункті, тобто C5>100пФ, С6>1мкФ, R6<20кОм. 
Резистор R7 обираємо з умови[9]: 
R Uоптmin
7 = ,                (4.67) 
k21e (VT1)× I Dmin
де Uоптmin – мінімальне значення опорної напруги, Uоптmin=2В; K21e(VT1) - 
коефіцієнт передачі струму зовнішнім транзистором VT1; IDmin - мінімальний 
струм вихідного дільника напруги, IDmin=(1…1,5) мА.  
Зовнішнім транзистором вибираємо КТ818Б, для нього K21e(VT1)=20. 
R 2
7 = 22Ом  
1,5×10−3 ×20
Резистор R8 служить для замикання струмів витоку регулюючого 
транзистора, і вибирається в межах (50... 150) Ом. Вибираємо R8=100 Ом.  
 
 
4.8 Оцінка точності і надійності 
Оцінка надійності 
Надійність – це властивість об’єкта зберігати у часі в установлених межах 
значення всіх параметрів, що характеризують здатність об’єкту виконувати певні 
функції в заданих режимах та умовах експлуатації[10]. 
До поняття надійності відноситься дуже багато різноманітних 
властивостей об’єкта. Це, наприклад: безвідмовність, довговічність, 
ремонтоздатність, збереженість. 
Надійність схеми являється одним з найголовніших параметрів при 
розробці приладів промислової та побутової техніки. Надійність будь-яких видів 
колориметрів “закладається” в процесі їх розробки та виробництва. Вона залежить 
від якості елементів, що використовуються та їх захищеності конструктивними 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
50 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
методами; структурної захищеності колориметрів, що забезпечує їх функціювання 
при наявності відмов; вірного вибору коефіцієнтів відмов і т.п[10]. 
В даному випадку розрахунку надійності приладу доцільніше підрахувати 
кількість елементів одного типу та помножити на відсоток їх відмови, а потім 
просумувати їх та знайти загальний відсоток відмови приладу. 
Розрахунок на надійність був проведений з використанням ЕОМ. 
Результати розрахунку приведені нище. 
Середній час безвідмовної роботи: 
для максимальної інтенсивності відмов    1.582553926E+05   годин; 
для середньої інтенсивності відмов         2.562105436E+05   годин; 
для мінімальної інтенсивності відмов     1.337882133E+06   годин; 
інтенсивність відмов ЕВА при середньому рівні інтенсивностей відмов 
елементів 3.903040000E-06   1/год. 
 
Оцінка точності 
В процесі розробки апаратури завжди намагаються досягти найбільшої 
точності. Але враховуючи те, що прилад складається із реальних модулів, які 
мають практичні точності параметри, можна говорити про досягнену точність. Її 
оцінюють за формулою[10]: 
n
δ 2
пр = ∑δ i   ,                                                   (4.68) 
i=1
де δі – точність модуля приладу. 
Пристрій для балансування коліс автомобілів складається з блоків, що 
пов’язані з електронікою. Отже точність таких вузлів висока. 
Розпишемо усі блоки, які входять до модуля вхідного підсилення, та 
проаналізуємо їх точність. 
 
 
 
 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 51 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Таблиця 4.1 - Аналіз модуля вхідного підсилення 
Назва блоку Похибка, % 
Плата резисторів 0,1 
Плата процесора 0,1 
Плата індикації 0,1 
Плата обчислювача 0,5 
Підраховуємо сумарну похибку блоків, що входять до модуля вхідного 
підсилювача. 
δ пр = 0,12 + 0,12 + 0,12 + 0,52 = 0,5 % . 
Так як допустима похибка приладу 1%, то в даному розрахунку приладу на 
точність при його експлуатації задовольняє поставлену задачу у технічному 
завданню. Таким чином, задана точність досягнена. 
Результати розрахунку приведені в додатку. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 52 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
5 Технологічний розділ 
 
Покращити якість роботи електронних систем з одночасним підвищенням 
надійності, зменшенням маси, габаритних розмірів і використання енергії при 
мінімальних затратах можливо за рахунок використання методів і засобів 
мікроелектроніки і комплексної мініатюризації. 
Для мікроелектронної апаратури характерно збільшення кількості вузлів, 
виконаних на основі цифрових схем, котрі виготовлені засобами 
напівпровідникової або гібридної технології. 
Однією з особливостей проектування мікроелектронної апаратури 
являється розширення можливостей стандартизації схемних рішень. 
При функціонально-вузловому проектуванні гостро постає питання 
електричного, конструктивного і технологічного узгодження інтегральних схем і 
мікрозбірок, відмінних конструктивним виконанням, напругою живлення, рівнем 
вхідних та вихідних сигналів. 
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 взаємозамінністю[15]. 
 
5.1 Призначення друкованої плати процесора 
Розроблювана друкована плата процесора одна з декількох друкованих 
плат пристрою. Плата процесора призначена для управління режимами роботи 
виробу відповідно до управляючої програми. Плата процесора здійснює контроль 
швидкості обертання в каналі посилення і фільтрації плати обчислювача, 
проводить перетворення аналогових сигналів в цифрову форму, здійснює 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
53 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
перерахунок електричних сигналів в грами дисбалансованої маси, управляє 
процесом індикації[15]. 
Плата процесора складається з: 
7) процесорного елемента (мікросхема DD1), який служить для 
виконання арифметико-логічних операцій і управляє потоками даних; 
8) генератора тактових імпульсів (мікросхема DD2), що забезпечує 
синхронізацію роботи центрального процесорного елемента; 
9) буферного підсилювача шини даних (мікросхема DD4); 
10) селектора адреси (мікросхема DD11), що виробляє сигнали вибірки 
мікросхем, підключених на загальну шину даних; 
11) постійно запам’ятовуючого пристрою (мікросхема DD12), яка 
служить для зберігання управляючої програми; 
12) оперативно запам’ятовуючого пристрою (мікросхема DD13), яка 
служить для зберігання результатів проміжних обчислень і запам'ятовування 
іншої проміжної інформації.  
Перераховані мікросхеми утворюють мінімальну конфігурацію вбудованої 
у виріб мікро-ЕОМ на базі мікропроцесорного комплекту серії КР580 і 
взаємодіють за стандартними правилами. 
Вузол контролю положення валу коливального блоку зібраний на 
мікросхемах DD9, DD10, DD19.4, DD19.5, DD20.3, DD20.4, DD21 і транзисторах 
VT1, VT2. При обертанні валу з датчика швидкості положення HL1, VD1 і HL2, 
VD2 в базові ланцюги транзисторів VT1 і VT2 поступає зміщені один щодо 
одного послідовності імпульсів. Після посилення ці сигнали поступають на 
тригери Шмідта, зібрані на мікросхемах DD19.4, DD19.5, набувають форму 
прямокутних імпульсів придатних для використовування в цифрових ланцюгах. 
Селектор напряму обертання валу, зібраний на мікросхемах DD20.3, 
DD20.4, DD21, забезпечує проходження імпульсів з датчика швидкості положення 
на підсумуючий вхід лічильника DD10 при обертанні валу за годинниковою 
стрілкою, і на віднімаючий вхід при обертанні валу проти годинникової стрілки. 
Таким чином, в не залежності від зміни напряму обертання у будь-який момент 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 54 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
часу заданому кутовому положенню валу відповідає один і той же код на виходах 
лічильника DD9 – старші розряди, а на виходах лічильника DD10 – молодші 
розряди. Ця інформація використовується процесором для визначення кутового 
положення вантажу балансування і для обчислення швидкості обертання валу. 
Виходи лічильників DD9 і DD10 підключені до шини даних через трьохстабільну 
буферну схему (мікросхема DD16). 
Мікросхеми DD14, DD15, пов'язані з центральним процесорним елементом 
через порти мікросхеми DD8, утворюють вузол аналого-цифрового 
перетворювача. Аналоговий сигнал Uвих, що поступає з плати обчислювача, і 
опорна напруга із стабілітрона VD3 поступає на входи аналогового 
мультиплексора DD14 і в міру необхідності підключаються по командах 
процесора на вхід інтегрального аналого-цифрового перетворювача (мікросхема 
DD15), включеного по стандартній схемі з розділенням ланцюгів «Земля 
аналогова» і «Земля цифрова». Запуск аналого-цифрового перетворювача і 
зчитування перетвореного коду здійснюється через порти інтерфейсу мікросхема 
DD8. 
Вузол індикації зібраний на мікросхемах DD5 – DD7, DD13, DD19.3, 
DD20.1, DD20.2 і транзисторі VT3. В регістри мікросхем DD5 – DD7 записуються 
семисегментні коди цифр, що створюють число грам маси вантажу балансування. 
Виходи регістрів сполучені з анодами семисегментних індикаторів HG1 – HG3, 
що подаються на входи шифратора DD13, що керується спільно з генератором 
DD16.3, DD20.1, DD20.2 комутацією одиничних індикаторів HL4, HL5, HL6, HL7, 
а також підключеного при необхідності через підсилювальний каскад транзистора 
VT3 звукову сигналізацію. 
Геометричні розміри колеса, що відповідають положенню тумблера SB1 
вводяться в підсилювальний каскад (мікросхема DA22) у вигляді підключаючих в 
його ланцюзі резисторів R1 – R18, відповідних певним типоразмірам 
балансуючого колеса. 
Решта логічних елементів виконує допоміжні функції і забезпечує 
улагодження активних рівнів і синхронізацію підключення перерахованих схем. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
55 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
5.2 Аналіз елементної бази модуля 
Відповідно до схеми електричної принципової модуля вхідного 
підсилювача (ЗП63.022.402.101Э3) у якості елементної бази використовуються 
такі вироби електронної техніки: 
• резистори С2-23 із різноманітним номінальним опором, але з 
однаковим допустимим відхиленням опору від номінального ± 5 %, що дає 
можливість поліпшити роботу устрою при різноманітних режимах роботи; 
• резистори С5-16 із різноманітним номінальним опором, але з 
однаковим допустимим відхиленням опору від номінального ± 5 %, що дає 
можливість поліпшити роботу устрою при різноманітних режимах роботи; 
• резистори СП3-39А із різноманітним номінальним опором, але з 
однаковим допустимим відхиленням опору від номінального ± 5 %, що дає 
можливість поліпшити роботу устрою при різноманітних режимах роботи; 
• резистори С2-33Н із різноманітним номінальним опором, але з 
однаковим допустимим відхиленням опору від номінального ± 5 %, що дає 
можливість поліпшити роботу устрою при різноманітних режимах роботи; 
• конденсатори постійної ємності К10-17 з допустимим відхиленням 
ємності від номінальної ± 20 %; 
• конденсатори постійної ємності К50-24 з допустимим відхиленням 
ємності від номінальної ± 20 %; 
• конденсатори постійної ємності КМ-6А з допустимим відхиленням 
ємності від номінальної ± 20 %; 
• діоди КД522Б, який має пластмасовий корпус та напругу живлення 
1,1В; 
• стабілітрони КС147А, який має металевий корпус та напругу 
стабілізації 9,1 В; 
• стабілітрони КС133А, який має металевий корпус та напругу 
стабілізації 9,1 В; 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
56 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
• транзистор КТ31026М, який має металевий корпус та напругу 
живлення    70 В; 
• мікросхеми інтегральні КР580, що має прямокутний пластмасовий 
корпус типу DIP14 з напругою живлення ± 2В … ± 20 В; 
• мікросхема інтегральна К555, що має прямокутний пластмасовий 
корпус типу DIP16 з напругою живлення 9 В; 
• мікросхема інтегральна КР537, що має прямокутний пластмасовий 
корпус типу DIP20 з напругою живлення 9 В; 
• мікросхема інтегральна KP590, що має прямокутний пластмасовий 
корпус типу DIP14 з напругою живлення ± 2В … ± 20 В; 
• мікросхема інтегральна К1113, що має прямокутний пластмасовий 
корпус типу DIP14 з напругою живлення 15 В; 
• мікросхема інтегральна КР140, що має прямокутний пластмасовий 
корпус типу DIP16 з напругою живлення 15 В; 
• резонатор, що має округлу форму. 
Всі вироби електронної техніки (ВЕТ) працюють в однаковому тепловому 
експлуатаційному режимі від -50 до +60 °С при номінальному електричному 
навантаженні і від -50 до + 115 °С при зниженні електричного навантаження до 
0,2 РН. Мінімальний наробіток на відмову всіх ВЕТ 20000 часів. Термін зберігання 
14 років. 
 
5.3 Обґрунтування вибору варіанта технологічного процесу 
Для друкованої плати вибирається наступна схема технологічного процесу 
складання і монтажу радіоелементів. 
Складання і монтаж вузлів конструкції з ручним встановленням 
радіоелементів при використанні методу індивідуальної пайки. 
1. Заготівельні операції[15]: 
• підготовка ЕРЕ до монтажу; 
• складання друкованої плати. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм. Аркуш № докум.    57 
Підпис. Дата
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[15]: 
1.  Контроль радіоелементів по номіналам «придатний-непридатний»; 
2.  Рихтовка виводів; 
3.  Підрізка виводів; 
4.  Загинання виводів; 
5.  Вкладка радіоелементів в технологічні касети; 
6.  Лудження виводів радіоелементів; 
7.  Формування виводів радіоелементів. 
Операції складання ДП[15]: 
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; 
7.  Доскладання плати; 
8.  Контроль правильності і якості встановлення радіоелементів. 
Операції пайки монтажних з’єднань на ДП[15]: 
1.  Обезжирення плати; 
2.  Флюсування місць пайки; 
3.  Пайка з’єднань на платі; 
4.  Допайка з’єднань; 
5.  Промивка плати; 
6.  Висушування плати. 
 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
58 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
5.4 Загальні вимоги до монтажу 
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. 
Провідники 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. 
 
5.5 Загальні вимоги на пайки 
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 по паяючих 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 паяючих металів і 
припоїв[15]. 
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 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 59 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
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 сурьми, срібла, вісмута, кадмія. Так срібло 
і сурма підвищують, а вісмут і кадмій зменшують температуру плавлення і 
затвердіння 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 паяючого металу; корозійна стійкість як в процесі пайки, так і при 
експлуатації. 
Технологічні вимоги до припою передбачають добру змочуваність 
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. 
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 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
60 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
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. Припій 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. Температуру жала паяльника необхідно контролювати 
приладом 4-703 МГ2.821.Э1649 або МПП-254М. 
 
5.6 Зальні вимоги до технологічного контролю 
Змонтовані плати піддаються технічному контролю. Загальна структура 
контрольних операцій включає візуальний контроль монтажу, автоматичний 
контроль правильності монтажних з’єднань, функціональний контроль зібраних 
плат. Шляхом зовнішнього огляду і порівняння із зразками провіряють тип, 
номінальне значення, маркування, якість лудження виводів, відсутність подряпин, 
сколів, тріщин корпуса і пошкодження надписів. 
Всі контрольні операції повинні бути виконані відповідно до технічних 
умов і вимог і без погіршення якості монтажу. 
Надійність монтажних з'єднань перевіряється при зовнішньому огляді. 
Механічну тривкість монтажних з'єднань припускається перевіряти 
вибірково, але не більш одного разу в процесі приймання монтажу. Зусилля 
повинно бути спрямоване уздовж осі припаяного проводу і не повинно 
перевищувати 0,5 кг. В окремих випадках припускається перевірка пінцетом, на 
губки якого повинні бути надягнуті ізоляційні трубки. 
Контроль правильності електричних з’єднань є необхідною операцією 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 61 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
перед настройкою. В одиничному і дрібносерійному виробництві цю операцію 
виконують вручну за допомогою універсальної вимірювальної апаратури по 
картам опорів і монтажній схемі. 
В масовому виробництві широко використовують автоматичні тестери, які 
працюють по принципу неврівноваженого моста. Плата через з’єднувачі 
підключається до тестера, який по розробленій програмі перевіряє омічний опір 
кожної електричної ділянки і визначає її стан. Плати, які не пройшли перевірку 
монтажу поступають на ділянку ремонту. Годні плати поступають на 
функціональний контроль, де перевіряють логічні зв’язки елементів за допомогою 
діагностичних тестів. Плати, які мають відхилення вихідних параметрів 
поступають на регулювання, а несправні - на ремонт. 
Якість паяного з'єднання проводів перетином 0,12 мм2 і менше повинно 
перевірятися візуально. 
При контролі якості монтажу забороняється перегинати провід біля пайки. 
Перевірену пайку контролер повинний відзначати кольоровим лаком, що 
наноситься на місце спаю у виді невеличкого акуратної точки, що не мішає 
подальшому контролю пайки. Зафарбування лаком усієї пайки не припускається. 
Позначка повинна завдаватися відразу ж після перевірки кожної пайки. 
При об'ємному монтажі на друкованих платах припускається за 
узгодженням із замовником не робити нанесення що перевіряються паянь лаком. 
 
5.7 Загальні вимоги до складання 
До виконання роботи зі складання ДП припускаються особи, що атестовані 
по операціях даного технологічного процесу. 
Робітник при виконанні будь-якої виробничої задачі відповідає за якість 
виконання роботи і при здачі продукції майстру повинен відокремити придатну 
продукцію від браку. 
Складання і монтаж ДП у міру необхідності робітник повинен вести по 
індивідуальних технологічних картах і еталонних зразках. Складання компонентів 
на ДП складається із подачі їх до місця установки, орієнтація виводів відносно 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 62 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
монтажних отворів чи контактних площадок, спряження із складальними 
елементами і фіксація в потрібному положенні. Воно в залежності від характеру 
виробництва може виконуватися вручну, механізованим чи автоматизованим 
методами. Використання ручного складання економічно доцільно при 
виробництві не більше 15 тис. Плат в рік партіями по 100 штук. На кожній платі 
повинно бути розміщено не більше 100 елементів, в тому числі 11 інтегральних 
мікросхем. Суттєвою перевагою ручного складання є можливість постійного 
візуального контролю, що дозволяє використовувати відносно великі допуски на 
розміри виводів, контактних площадок і монтажних отворів.  
Всі операції необхідно робити з дотриманням вимог по техніки безпеки, 
виробничої санітарії й охороні праці. 
Технологічні витримки, що вказуються в технологічному процесі, повинні 
фіксуватися в спеціальному журналі і технологічному паспорті. Час 
технологічних витримок необхідно контролювати по часах відповідно до      
ГОСТ 3309. 
При перерві виробництва більше одного місяця необхідно робити 
складання контрольної групи складальних одиниць і виробів по технологічному 
процесі в кількості не менше 5 штук під спостереженням технолога цеху. 
При складанні і здачі виробів необхідно додержуватися вимоги відповідно 
до СТП-803-78-87. 
Припускається використання технологічний тари АЛ7890-3054,        
АЛ1056-3190. 
 
5.8 Нормування монтажних робіт 
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 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
63 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
формулі[15]: 
Тшт = Топ ⋅ (1+К/100)                                                  (5.1) 
де Тшт – норма штучного часу, хв.; 
     Топ – оперативний час, хв.; 
     К – час на організаційно-технологічне обслуговування робочого місця, 
відпочинок і власні потреби у відсотках від оперативного часу, 14 %. 
Tшт = Tоп ⋅К                                                          (5.2) 
Відповідно до складального креслення ДП приладу (ЗП63.022.402.101СБ) 
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 
друкованої плати 
№п Назва роботи Кількість Оп, год, t∑, хв 
/п елементів, шт. Топ, хв. 
1 Лудження резисторів 42 0,179 7,52 
2 Лудження 
26 0,179 4,65 
конденсаторів 
3 Лудження мікросхем 5 0,839 4,19 
4 Лудження 
4 0,211 0,844 
транзисторів 
5 Лудження діодів  7 0,179 1,25 
6  Вирівнювання виводів 
виробів  229 0,105 24,04 
електронної техніки 
7  Зачищення виводів 
виробів  229 0,155 35,49 
електронної техніки 
 
 
 
 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
64 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Продовження таблиці 5.1 
8  Обрізання виводів 
виробів  229 0,074 16,94 
електронної техніки 
9  Установлення 
42 0,168 7,05 
резисторів 
10  Установлення 
26 0,138 3,59 
конденсаторів 
11  Установлення 
інтегральних 5 0,336 0,79 
мікросхем 
12 Установлення 
4 0,185 0,74 
транзисторів 
13 Установлення діодів 7 0,168 1,17 
10  Пайка кінців виводів 
виробів  229 0,164 37,55 
електронної техніки 
Всього   108,26 
Тшт = 108,26 ⋅ (1+14/100) = 108,4 хв. 
В додатку Д наведений комплект документів на технологічний процес на 
монтаж виробів електронної техніки на друковану плату процесора. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм.  65 
Аркуш № докум. Підпис. Дата  
6 Спеціальний розділ 
 
 
6.1 Економічне обґрунтування розробки  
Для з'ясування обсягу ринку і можливих обсягів продаж необхідно 
визначити потенційного споживача. Стаціонарна система балансування коліс 
легкових автомобілів може застосовуватися на станціях технічного 
обслуговування, а також в інформаційно-обчислювальних і інформаційно-
вимірювальних комплексах при рішенні різних задач. Налагодити виробництво 
мікросхем можна на приладобудівному заводі, що має спеціальну технічну базу. 
Візьмемо за середнє по області 90 приладів. Таким чином, обсяг ринку по 
Україні буде складати близько 2250 одиниць. Через вузьку спеціалізацію даного 
пристрою і щодо невеликих ринків збуту виробництво буде дрібносерійним. Для 
таких виробничих потужностей можна обмежитися персоналом (як розроблювачі 
проекту, так і виробничі робітники) не більш 250 чоловік. 
Далі будуть приведені розрахунки, що дозволяють кількісно визначити 
економічні показники проектування та виготовлення акустичного реєстратора 
глибини під кораблем. 
Таблиця 6.1- Розрахунок вартості основних матеріалів 
Одиниця Кіль- Сума 
№ п/п Назва обладнання, матеріалів 
виміру кість витрат грн. 
1. Перелік обладнання: 
1.1 Радіоелементи  та матеріали  шт - 1244 
2. Перелік програм: 
2.1 Програма «Proteus» шт 1 6190 
Всього: 7 434 
Загальна вартість матеріалів 6 833,26 грн. 
 
Розрахунок допоміжних витрат 
Для розрахунку допоміжних витрат використовуються дані таблиці 8.5. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 66 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Таблиця 8.2 - Нормування допоміжних витрат  
№ Назва Одиниця Сума витрат, грн. 
Кількість 
П/П матеріалів виміру За одиницю Загальна 
1 Припій кг 0,07 1750 122,5 
2 Флюс , Ф3 л 0,192 360 69,12 
3 Спирт л 0,05 140 7 
4 Хлорне залізо Упаковка 1 120 120 
5 Лак л 0,05 450 22.5 
    Всього : 341,12 
 
Розраховується вартість електроенергії що споживається в процесі обробки 
плати[20]. 
Визначаються витрати електричної енергії на освітлення по формулі (6.1) . 
W місце.осв. = Р освітлення × Т витр.    6.1) 
W місце.осв. = 0,24 × 13,17 = 3,16 кВт×год. 
Р освітлення = 0,24 кВт 
Т витр. – час витрачений з приладом. 
Визначаються витрати електричної енергії на електричний дриль по 
формулі (6.2) . 
Wел.дриль = Р освітлення × Т витр.   (6.2) 
Wел.дриль = 0,9 × 1.239= 1,1151 кВт×год 
Р ел.дрелі = 0,9 кВт 
Т витр. – час витрачений з приладом. 
Визначаються витрати  електричної енергії на паяльник по формулі (6.3) 
Wел.паяльн. = Р освітлення × Т витр.      (6.3) 
 Wел.паяльн. = 0,04 × 3,008 = 0,12 кВт × год 
 Р паяльника  = 0,04 кВт 
Т витр. – час витрачений з приладом. 
Загальні витрати електричної енергії визначаються по формулі (6.4)  
 Wзаг.= Wміс.осв.+Wел.дрел.+Wел.паяльн.                  (6.4) 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
67 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Wзаг.= 3,16+1,1151+0,12=4,431 кВт 
Визначається вартість використаної електричної енергії по формулі (6.5) 
Вел.ен= Wзаг × Тел. енергії.                              (6.5) 
де Тел.енергії - тариф за ел. енергію 0,9 грн./кВт × год. 
Вел.ен =4,431 × 0,9 =39,88грн. 
 
Розрахунок прямих витрат виконуватимемо за даними таблиці 6.3.  
 
Таблиця 6.3 - Розрахунок прямих витрат 
№ п/п Назва статей витрат Сума витрат, грн. Примітка 
1 Прямі матеріальні витрати   
1.1 Сировина, матеріали 7 434 Таблиця 8.1 
1.2 Допоміжні матеріали 341,12 Таблиця 8.4 
1.3 Електроенергія 39,88 Вел.ен. 
                                   Всього: 7 815 
 
Отже, прямі витрати на розробку та виготовлення стаціонарної системи 
балансування коліс легкових автомобілів складають 7 815грн. 
 
6.2 Охорона праці 
Аналіз  небезпек та шкідливостей, що виникають при роботі в 
приміщенні проектно-конструкторського відділу 
Проектування системи балансування коліс легкових автомобілів 
неможливе без використання комп’ютерної техніки для відповідних розрахунків 
та побудови таблиць, планів та схем. Тому для більш продуктивної та безпечної 
праці співробітника відділу необхідно створити раціональні та безпечні умови 
праці під час роботи в приміщенні відділу.  В приміщенні працюють 5 робітників, 
п’ять днів на тиждень, протягом восьмигодинного робочого дня. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
68 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Перш за все, потрібно звернути особливу увагу на фактори середовища, які 
безпосередньо впливають на людину, яка працює, що призводить до зміни його 
настрою та продуктивності. 
Проаналізуємо фактори, що впливають на здоров'я і працездатність  
співробітника, який працює у відділу. За рівнем фізичних навантажень дана 
робота відноситься до категорії I а, оскільки не потребує навіть деякого фізичного 
навантаження при роботі з комп’ютером.  
Ступінь складності завдання полягає в передачі інформації, обробці 
отриманих результатів, визначаючи їх вірність та коректність, що відповідає 
допустимому класу умов праці. 
Розміри відділу становлять: ширина – 5 м, довжина – 8 м, висота стелі – 3 
м, загальна площа приміщення складає 40 м2. Відділ розрахований на 
максимальну кількість працюючих 5 осіб. Звідси площа, яка припадає на одну 
людину, дорівнює 8 м2. Об’єм приміщення становить 120 м3. Звідси об'єм, який 
припадає на одну людину, дорівнює 24 м3, що відповідає вимогам ДБН В.2.2-28-
2010. 
Відділ розташований в північній частині будівлі, стіни мають світле 
забарвлення із коефіцієнтом відбиття світла 35 %, колір має матову структуру. 
Робоче місце співробітника є постійним і складається зі столу, рухомого 
крісла, персонального комп'ютера. Робоче місце знаходиться в окремому 
приміщенні, мебльованому столами зі встановленими на них комп’ютерами. 
Монітори комп'ютерів розміщені так, щоб відстань від очей користувача до 
екрану складала не менше 70 cм, кут зору 30о, для мінімізації  впливу 
випромінювання на зір. Висота столу над рівнем підлоги повинна складати 80 см. 
Робочий розмір поверхні 1600 х 1000  мм2 .  Робочий стілець повинен бути 
оснащений підйомно-поворотним механізмом, та висота регулюватися в межах 
400-500 мм., відповідно до ДСанПіН 3.3.2.007-98. 
Важливе значення мають фактори мікроклімату в робочому приміщенні, 
так як вони безпосередньо впливають на здоров’я та самопочуття дослідника. У 
приміщеннях на робочих місцях мають забезпечуватись оптимальні значення 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
69 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
параметрів мікроклімату: температури, відносної вологості й рухливості повітря у 
відповідності до ДСТУ-Н Б А.3.2-1:2007, ДСН 3.3.6.042-99. 
 
Таблиця 6.1- Нормативні значення основних факторів мікроклімату 
Температура Відносна Швидкість 
Категорія повітря, вологість руху 
Пора року 
робіт град. С повітря, % повітря, м/с 
оптимальна оптимальна оптимальна 
Холодна легка-1 а 22 - 24 40 - 60 0,1 
Тепла легка-1 а 23 - 25 40 - 60 0,1 
 
Фактичні параметри мікроклімату повністю відповідають нормативним 
вимогам згідно ДСТУ-Н Б А.3.2-1:2007, ДСН 3.3.6.042-99. 
 
Таблиця 6.2 - Фактичні значення основних параметрів мікроклімату 
Відносна Швидкість 
Категорія Температура 
Пора року вологість руху 
робіт повітря, град. С 
повітря, % повітря, м/с 
Холодна легка-1 а 22-26 55-57 0,1-0,2 
Тепла легка-1 а 24-27 50-53 0,1-0,3 
 
Розташовані у приміщенні ПК являються джерелами тепловиділень, крім 
того, у відділу в холодний період року функціонує система централізованого 
водяного опалення, яка відповідає ДБН В.2.5-67-2013 «Опалення, вентиляція та 
кондиціювання». Для її забезпечення встановлено 4 сталевих радіатори Alltermo 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
70 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
500/85, що дозволяють підтримувати температуру повітря в холодний період року 
в нормативних межах. 
Приміщення, в яких встановлені персональні комп’ютери, повинні мати 
природне та штучне освітлення відповідно до ДБН В 2.5.28-2018 «Природне та 
штучне освітлення». 
Раціонально виконане освітлення виробничих приміщень надає 
позитивного психофізіологічного впливу на працюючих, сприяє підвищенню 
продуктивності праці, забезпеченню її безпеки, знижує втому і травматизм на 
виробництві, зберігає високу працездатність. 
Приміщення відділу – це приміщення з однобічним природним 
освітленням, північно-східною орієнтацією віконних отворів. Природне 
освітлення забезпечується крізь вікна. Розміри вікон становлять 1,3×1,4 м. 
Штучне освітлення забезпечується системою загального рівномірного 
освітлення. У разі переважної роботи з документами допускається використання 
комбінованого освітлення. 
Згідно з ДБН В.2.5-28-2018 нормування природного освітлення 
проводиться за допомогою коефіцієнта природного освітлення (КПО), розряд 
зорової праці – II в, найменший об’єкт розрізнення – 0,25 мм, що відповідає 
високому ступеню точності зорової праці, для неї ен  становить 2,5%. 
Контрастність найменшого об’єкту розрізнення та фонів: між текстом на моніторі 
та фоном, між текстом на аркуші паперу та аркушем, букв на клавіатурі. 
Фактичне значення КПО становить 35-37 %, що відповідає вимогам ДБН В.2.5-
28-2018. 
Для темного часу доби передбачене штучне освітлення. При штучному 
освітленні нормується величина освітленості в люксах (Лк), яка вибирається в 
залежності від характеристик зорової праці з урахуванням найменшого розміру 
об'єкта розрізнення, фону, контрасту об'єкта розрізнення з фоном. 
Відділ має чотири світильника ЛСО05(2х40), кожний з яких має дві 
люмінесцентні лампи. Фактичний рівень штучного освітлення складає 225 лк, а 
повинен складати 400 лк. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 71 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Отже, рівень штучного освітлення на робочому місці не відповідає ДБН 
В.2.5-28-2018. Штучне освітлення буде модернізовано в наступному пункті 
даного розділу. 
Особливістю роботи співробітника відділу з монітором комп’ютера є 
підвищене зорове напруження, що пов'язане із спостереженням за інформацією на 
екрані, а також з іншими негативними факторами. 
Оскільки працівник проводить велику кількість часу поряд із системним 
блоком комп’ютера, то шум також являється важливим фактором виробничого 
середовища. Головним джерелом шуму є вентилятор охолодження в системному 
блоці комп’ютера та принтер. 
Згідно з ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми рівнів шуму на робочих 
місцях» допустимий еквівалентний рівень шуму при даному видові діяльності та 
типу робочого місця складає 50дБА, а рівень фактичного шуму становить 37-40 
дБА, що відповідає нормативному. 
Робота з обладнанням, зокрема з комп’ютером ведеться відповідно до 
рекомендацій безпечної роботи згідно ДСанПІН 3.3.2.007-98.  
Існуюче обладнання не створює підвищеного рівня вібрації на робочих 
місцях, тому рівень загальної та локальної вібрації на ділянці відповідає ДСН 
3.3.6.039-99. 
Рівень інфрачервоного випромінювання не перевищує гранично-
допустимих рівнів відповідно ДСН 3.3.6.042-99.  
Рівні електромагнітного випромінювання на робочих місцях від 
обладнання не перевищують нормативних значень відповідно ДСН 3.3.6-096-
2002. 
Робоча поза працюючого безпосередньо пов’язана з тривалим очікуванням 
закінчення обробки результатів комп’ютером, що в свою чергу призводить до 
періодичного перебування в незручній, фіксованій позі до 25% від загальної 
тривалості роботи. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
72 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Ступінь складності завдання полягає в передачі інформації, обробці 
отриманих результатів, визначаючи їх вірність та коректність, що відповідає 
допустимому класу умов праці. 
Приміщення за небезпекою ураження електричним струмом можна  
віднести  до  1  класу,  тобто  це  приміщення  без  підвищеної  небезпеки (сухе, 
без пилу, з нормальною температурою повітря, ізольованими підлогами і малим 
числом заземлених приладів), відповідно до  ПУЕ-17. 
На робочому місці металевим є лише корпус  системного  блоку  
комп'ютера,  але  тут  використовуються  системні блоки,  у  яких  крім  робочої  
ізоляції передбачений  елемент  для  заземлення  і  провід  з  жилою,  що  
заземлює,  для приєднання до джерела живлення,  також передбачена магістраль 
захисного заземлення типу TN-S (ДСТУ Б В.2.5:82-2016). 
Приміщення, відповідно до ДСТУ Б В.1.1:36-2016, відноситься по вибухо- 
та пожежонебезпеці до категорії В (в приміщенні знаходяться та 
використовуються тверді горючі та важкозаймисті речовини та матеріали, пари 
яких спалахують при температурі більшій за 120 °С). 
Можливими причинами пожежі в приміщенні є несправність 
електроустаткування і порушення протипожежного режиму. 
В разі виникнення пожежі приміщення обладнане порошковим 
вогнегасником ВП-5 та вуглекислотним – ВВК-3.5, які закріплені на підставці на 
стіні поряд з дверима, згідно з Правилами експлуатації вогнегасників. 
Для сповіщення про пожежу встановлено сигналізатори виникнення 
пожежі типу JTW-ZCD-G3N (2 шт) і димовий сигналізатор АСП-10 (1 шт.). 
Таким чином, кількість встановлених сигналізаторів відповідає вимогам  
ДБН В.2.5-56-2014.  
Інструктаж з техніки безпеки для працівників, складений враховуючи 
ДНАОП 0.00-1.32-01, ДСТУ Б В.2.5-82-2016, ПУЕ та інші нормативні документи, 
проводиться з працівниками відділу відповідно НПАОП 0.00-4.12-05. 
З усіма працівниками перед допуском до роботи проводять вступний та 
первинний інструктажі згідно типового положення про навчання з питань 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
Зм.   73 
Аркуш № докум. Підпис. Дата  
охорони праці (НПАОП 0.00-4.12-05). Допуск до роботи відбувається після 
проведення перевірки знань із вступного та первинного інструктажів. Перевірка 
здійснюється згідно затвердженого переліку запитань. 
Вступний інструктаж з питань охорони праці проводиться з усіма 
працівниками, які щойно прийняті на роботу (постійну або тимчасову) незалежно 
від їх освіти, стажу роботи за цією професією або посади. 
Первинний інструктаж проводиться з працівниками та студентами на 
робочому місці до початку роботи. Запис про проведення вступного інструктажу 
робиться у спеціальному журналі. 
В результаті проведеного аналізу можливо зробити висновок про те, що 
найбільш важливим чинником, що впливає на безпеку праці дослідника є 
недостатній рівень загального освітлення. Тому необхідно модернізувати в 
лабораторії систему загального штучного освітлення. 
 
Модернізація системи загального штучного освітлення в приміщенні 
проектно-конструкторського відділу 
Залежно від джерела світла виробниче освітлення можу бути: природним, 
що створюється прямим сонячними променями та розсіяним світлом небосхилу; 
штучним, що створюється електричними джерелами світла; суміщеним, при 
якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним. 
Штучне освітлення передбачається у всіх виробничих та побутових 
приміщеннях для компенсації нестачі природного світла та для освітлення 
приміщень у темний період доби. Від того, наскільки кваліфіковано воно 
спроектовано залежить безпека праці та самопочуття працівників, продуктивність 
їхньої праці та якість продукції.  
При малому рівні освітлення та низькій якості освітлення відбувається 
швидке стомлення зорових аналізаторів, відповідно знижується працездатність. 
При раціонально спроектованому штучному освітленні приміщень, підвищується 
продуктивність робітників на 15-20%, маючи ті ж самі витрати електроенергії. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 74 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Разом з тим неправильно вибране та недостатнє освітлення робочих місць може 
бути причиною функціональних зорових порушень у працівників. 
Світильник, згідно з міжнародним "Керівництвом зі світлотехніки" — 
це прилад для розподілу, фільтрації і перетворення світла від лампи або ламп, що 
включають необхідні компоненти для їхнього захисту, кріплення і 
постачання електроенергією. 
Основними світлотехнічними характеристиками світильників є: розподіл 
світла, що характеризується фотометричним тілом джерела світла та кривою сили 
світла (фотометричною діаграмою), коефіцієнт корисної дії світильника та 
захисний кут. 
Відмінність між світильниками може визначатися за джерелом світла 
(лампи розжарювання, люмінесцентні, газорозрядні), кількістю (одна або більше), 
розташуванням (внутрішнє, зовнішнє), мірою захисту (світильник для сухих, 
вологих або запорошених приміщень), конструкцією (відкриті, закриті, лампи з 
відбивачем, дзеркальні, растрові світильники і автомобільні фари), місцем 
монтажу (настінні, стельові, маятникові і переносні світильники) і призначенням 
(технічні, декоративні і світильники для ефектів). 
Світильники класифікують: 
За світлотехнічною функцією: освітлювальні прилади, світлосигнальні 
прилади.  
За умовами експлуатації: світлові прилади для приміщень, світлові 
прилади для відкритих просторів (вуличні, садово-паркові тощо), світлові 
прилади для екстремальних середовищ.  
За характером світлорозподілу: світильники, прожектори і проектори. За 
типом лампи: з лампою розжарювання, з розрядною лампою, з лампами 
змішаного світла, з радіоізотопними і електролюмінісцентними джерелами світла, 
з електричною дуговою вугільною лампою, світлодіодні. 
За формою фотометричного тіла: симетричні світлові прилади, кругло 
симетричні світлові прилади, не симетричні світлові прилади.  
За ступенем захисту від пилу і води.  
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
 75 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
За можливістю переміщення при експлуатації: стаціонарні, переносні, 
пересувні. 
За способом живлення лампи: мережеві, з індивідуальним джерелом 
живлення, комбінованого живлення. 
За можливістю зміни положення оптичної системи: рухливі, не рухомого. 
За можливістю зміни світлотехнічних характеристик: регульовані, 
нерегульовані. 
За місцем установки усередині приміщень: настінний світильник, 
стельовий світильник, підлоговий світильник, настільний світильник, підвісний 
світильник, вбудований світильник. 
Оскільки, відповідно проведено аналізу умов праці рівень штучного 
загального освітлення не відповідає нормативному значенню, проведемо 
модернізацію системи загального штучного освітлення. 
Для розрахунок системи проведемо методом коефіцієнта використання 
світлового потоку. 
 
 
 
Рисунок 6.1 – Приклади світильників загального освітлення приміщень 
 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
76 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
В якості світильника приймаємо світильники типу TCS022 2xTL-D36W 
HFS L1 марки PHILIPS, який містить дві лампи TL-D 36W, потужність кожної 36 
Вт.  
 Оскільки світильники кріпляться до стелі, то їх висота над підлогою 
майже рівна висоті стелі ( h0 =3 м), що відповідно задовольняє ДБН В 2.5.28-2018. 
Визначимо висоту світильника над робочою поверхнею: 
 
h=h0 − h р = 3− 0.8 = 2.2 (м) , де 
 
hp = 0.8 м – висота робочих поверхонь (столів); 
Показник приміщення і становить: 
 
 
 
h = 2.2 м – розрахункова висота підвішування світильника над робочої 
поверхнею; a = 8 м – довжина приміщення; b = 5 м– ширина приміщення. 
При і=1.5 (і=1.39 відсутнє в таблиці), ρстелі = 70%, ρст = 50%, коефіцієнт 
використання для світильника TCS становить - η =55 %. 
Визначимо необхідну кількість світильників, для забезпечення необхідної 
нормованої освітленості робочих поверхонь, якщо відомо, що в кожному 
світильнику встановлено по  дві лампи TL-D36W, світловий потік якої становить 
Фл = 2275 лм: 
 
N= E×S×K×Z 300×40×1.5×1.1
= = 7.91
2×Фл×η 2×2275×0.55  
 
Таким чином, необхідна кількість світильників в приміщенні становить 8 
штук, які для забезпечення рівномірного освітлення розташовуємо в два ряди по 4 
штуки в кожному. Оскільки довжина світильника майже така ж як довжина 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
77 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
люмінесцентної лампи, встановленої в ньому, то загальна довжина усіх 
світильників у ряді становитиме Lсв = 1,2 х 4 = 4,8 м. Це менше довжини 
приміщення, тому між світильниками будуть відповідні розриви. 
Визначимо сумарну електричну потужність усіх світильників: 
 
PСВ = Pл×N×n = 36×8×2 = 576Вт;  
 
Люмінесцентний світильник PHILIPS ТCS022 2xTL-D36W HFS 
зображений на рис. 5.2 має такі параметри: 
− напруга живлення 230 В; 
− потужність 2х36 Вт; 
− тип лампи TL-D 36W (люмінесцентна); 
− кількість ламп 2 штуки; 
− захист ІР20; 
− матеріал метал, полімер; 
− колір білий, сатин; 
− довжина 1250 мм; 
− висота 187 мм; 
− ширина 190 мм. 
 
Рисунок 6.2 - Світильник PHILIPS ТCS022 2xTL-D36W HFS. 
 
 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
78 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
Висновок 
 
Пристрій балансування коліс автомобілів призначений для балансування 
коліс легкових автомобілів в умовах стаціонарної установки виробу на станціях 
технічного обслуговування. 
Виріб конструктивно виконаний з чотирьох основних вузлів: блок 
живлення, коливальний блок, пульт керування і індикації, обшивки. 
Принцип роботи виробу полягає в перетворенні биття робочого валу 
коливального блоку виробу, викликаного дисбалансом колеса, що обертається, в 
електричні сигнали, пропорційні величині цього биття, обчисленні значення і 
координати еквівалентів дисбалансованої маси і індикації обчислювальних 
значень маси на табло пульта управління і індикації. 
П'єзоелектричні датчики входять до складу датчика тиску, що перетворює 
механічне биття робочого валу коливального блоку в електричні сигнали 
відповідної фази і амплітуди, що подаються на вхід плати обчислювача. 
Індикатори і фотодіоди входять до складу датчика швидкості – положення 
валу, що формує в процесі обертання валу послідовність трапецевидних 
електричних сигналів, зміщених один щодо одного на 90º, призначеного для 
відстежування швидкості обертання валу коливального блоку і положення 
еквівалентної дисбалансованої маси колеса щодо крайньої нижньої точки 
обертання. 
Індикатор «Робота» сигналізує про робочий стан електронної частини 
виробу. 
Динамічна головка призначена для подачі звукових сигналів про 
досягненні достатньої для обробки інформації швидкості колеса (початок процесу 
обчислень), а також про закінчення процесу обчислень і перехід виробу в режим 
індикації результатів обчислень на табло пульта управління і індикації. 
Індикатори, що встановлені на лицьовій панелі пульта управління і 
індикації призначені для індикації необхідного напряму обертання колеса в 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
79 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата  
процесі виведення еквівалентної дисбалансованої маси колеса в крайню нижню 
точку обертання. 
Плата резисторів спільно з перемикачем «Тип колеса» призначені для 
введення в плату процесора необхідних в процесі обчислення постійних 
коефіцієнтів, пропорційних типорозміру балансуючого колеса. 
На платі індикації розміщені індикатори, що відображають результати 
обчислення значення еквівалентної дисбалансованої маси колеса. 
Процес обчислень значення еквівалентної дисбалансованої маси 
здійснюється в платі обчислювача і платі процесора. 
Після розкручування валу коливального блоку зі встановленим на ньому 
колесом до необхідної швидкості (швидкість обертання контролюється постійно 
датчиком швидкості-положення) плата обчислювача фіксує сигнали від датчика 
тиску. Про досягнення достатньої швидкості розкручування балансуючого колеса 
видається перший звуковий сигнал. 
Плата обчислювача обробляє сигнали від датчика тиску і видає в плату 
процесора інформацію про величину і координату розміщення еквівалентної 
дисбалансованої маси на колесі. Ця інформація обробляється в платі процесора з 
урахуванням даних, що поступили з платі резисторів. Про закінчення процесу 
обробки інформації в платі процесора видається динаміком другий звуковий 
сигнал, після чого плата процесора переходить в режим індикації. 
В режимі індикації плата процесора по сигналах від датчика швидкості – 
положення здійснює постійний контроль за положенням колеса на валу. У момент 
виведення еквівалентної дисбалансованої маси в крайню нижню точку обертання 
на цифровому табло пульта управління і індикації відображається величина цієї 
маси в грамах. Це відповідно означає, що коректуючу масу (вантаж) необхідно 
встановлювати в діаметрально протилежній (верхньої) точці обода колеса. 
В ході розробки пристрою балансування коліс автомобілів було 
розроблено, складальне креслення, принципову схему, плату процесора. Були 
розраховані основні вузли пристрою балансування коліс автомобіля. Розрахована 
калькуляція собівартості виготовлення приладу та повна його ціна. 
Аркуш 
 ЗП63.022.402.001ПЗ 
80 
Зм. Аркуш № докум. Підпис. Дата