Проектування трепанатора

1. Теоретична частина

1.1 Опис пристрою для обробки біологічних тканин

На рис. 1 зображено пристрій в зібраному вигляді без робочого інструменту. Пристрій містить: інструментальний фіксатор 1 з притискними гвинтами 2, герметизуючу трубку гофр 3, що сполучає інструментальний фіксатор 1 і корпус приладу, підшипники ковзання 4, ковадло 5, встановлену на штоку 6, сполученим з інструментальним фіксатором 1. Під ковадлом розташована амортизуюча пружина 7, виключає передачу удару на корпус приладу в кінці робочого ходу ковадла 5, ковадло Распертов щодо корпусу распорной пружиною 8, жорсткість пружини вибирається рівної жорсткості контакту «інструмент-тканина», бойок 9 жорстко пов'язаний з сердечником 10, встановленим в підшипники ковзання 11, частини магнітопровода 12, сталевий трубчастий корпус 13, що намагнічує котушку 14, поворотну пружину 15, жорсткість пружини 15 вибирається з умови повернення сердечника з бойком у вихідне положення і максимальної частоти коливань, герметизуючу втулку 16, кабель, який живить 17, що зв'язує намагничивающей котушку з блоком живлення, кришку 18, фланець виконаний з немагнітного матеріалу (алюмінію) 20.

Пристрій працює наступним чином: Трепанатор і змінні робочі інструменти (долота, власники штифтів) дезінфікують у спецрозчину і сухожарові шафі. Хірург кнопками блоку живлення встановлює потрібну частоту і силу ударів, закріплює в інструментальному фіксаторі 1 необхідний інструмент з допомогою притискних гвинтів 2. При натисканні на педаль управління на котушку ЛЕМД 14 з блоку живлення через кабель, який живить 17 починають надходити прямокутні імпульси з заданою частотою та амплітудою. Під дією імпульсу сердечник 10 втягується в магнітопровід, що складається з частин 12,13, тобто розганяється протягом робочого ходу, потім вдаряє бойком 9 по ковадлу 5, передаючи імпульс удару на ріжучу кромку долота і переміщаючи ковадло 5 із інструментальним фіксатором 1 на мінімальну величину робочого ходу, після чого сердечник 10 із бойком 9 повертається у вихідне положення поворотної пружиною 15, далі робочий цикл повторюється. Підшипники ковзання 11, забезпечують можливість переміщення осердя 10 з бойком 9 щодо корпусу в осьовому напрямку. Підшипники ковзання 4 дозволяють переміщатися штоку 6 з ковадлом 5 в осьовому напрямку, гвинт 19 виконує функцію направляючого штифта і виключає можливість проворота ковадла 5 із інструментальним фіксатором 1 в радіальному напрямку. Трубка гофр 3 герметизує рухоме з'єднання «корпус - інструментальний фіксатор». Герметизуюча втулка 16 забезпечує герметичність з'єднання живильного кабелю 17 з кришкою корпуса 18.

При необхідності більш швидкого видалення кісткового матеріалу, хірург натискає на корпус приладу, тобто прикладає більше зусилля вздовж осі долота, під дією цього зусилля ковадло 5 із долотом відводиться на більшу величину робочого ходу, долаючи опір распорной пружини 8, і при наступному ударі бойка повертається у вихідне положення, тобто амплітуда коливань долота зростає. Це спільно зі збільшенням зусилля різання дозволяє підвищити продуктивність операції при видаленні порівняно великих обсягів кістки.

При сковзанню долота з кістки в м'які тканини, амплітуда коливань негайно зменшується до несуттєвою величини, так як осьове зусилля в цьому випадку мінімально, а енергія удару гаситься амортизуючою пружиною 7. Це знижує травматизм при операції.

Таким чином, пропонований пристрій дозволяє оптимізувати процес операції. Це відповідає розвитку прогресивних щадних принципів операційного втручання, особливо важливих, наприклад, при виконанні операцій на середньому вусі, в умовах глибоких і вузьких порожнин. При цих операціях необхідно точно дозувати силу удару, щоб уникнути пошкоджень.

1.2 Висновок рівняння динаміки лінійного електромагнітного двигуна

Розрахунок динамічних характеристик лінійних електромагнітних двигунів (ЛЕМД) представляє складне завдання, тому що вимагає врахування таких чинників, як насичення сталі, вихрові струми, паразитні зазори, протидіючі сили.

До динамічних характеристик відносяться: залежність від часу струму обмотки, потокозчеплення, індукції в сердечнику якоря, тягове зусилля, величини ходу якоря, швидкості і прискорення його руху. У загальному випадку процеси, що протікають в ЛЕМД, описуються системою нелінійних диференціальних рівнянь:

1. Для електричного кола:

Е = i · R + d Y a / dta, (1.3.1)

де: E - ЕРС джерела живлення;

R - опір обмотки;

i - струм;

Y - потокозчеплення;

t - час.

Рівняння механічної рівноваги:

де h _a - Глибина впровадження якоря в обмотку;

F _ea - тягове зусилля ЛЕМД;

F _na - сила поворотної пружини;

F _ta - сила тертя, знак якої залежить від напрямку руху якоря;

m _a - маса рухомих частин,

де маса якоря;

рухома маса оснащення;

g - прискорення сили тяжіння;

a - кут нахилу осі трепанатора;

F _{p g a} - зовнішня протидіюча сила.

Ці рівняння записані в абсолютних величинах. Перетворимо рівняння (1.3.1) і (1.3.2), записавши їх у вигляді функцій відносних геометричних розмірів і параметром ЛЕМД. За визначенням, питома магніто-рушійна сила обмотки:

,

струм, що протікає в обмотці:

.

Опір обмотки:

R = r * l _np * S _pr,

де l _np і S _pr - Довжина і перетин дроту;

r - питомий опір дроту обмотки.

,

де r ₀ - питомий опір при ⁰ 0 С;

a _r - температурний коефіцієнт опору;

Θ _ос - температура навколишнього середовища;

- Перевищення температури обмотки над Θ _ос..

Довжина дроту визначається за формулою:

.

Перетин дроту:

,

де k _z - коефіцієнт заповнення обмотки;

r _1а - внутрішній радіус обмотки;

r _2а - зовнішній радіус обмотки.

Отже, формула для R записується:

,

Прискорення руху якоря, запишемо як другу похідну від відносної глибини впровадження якоря в обмотку (h _a).

де t, t _b - Відносне і базисне значення часу,

h - відносна глибина впровадження якоря в обмотку.

Маса рухомих частин ЛЕМД:

де l _b - Приведена довжина якоря у відносних величинах;

g - щільність матеріалу якоря.

Силу тертя, що виникає між направляючим стрижнем і фланцем, в наслідок одностороннього магнітного притягання якоря до магнітних частинам ЛЕМД, величина якого залежить від величини зазору між направляючим стрижнем якоря, стопором і фланцем визначається за формулою [2]:

,

де К _тр - коефіцієнт тертя;

- Величина ексцентриситету якоря;

В _с - величина магнітної індукції;

r _с - радіус стержня;

h _p - товщина фланця;

l ₁ - висота столу;

Δ - величина неробочого зазору;

F _b - базисна сила, яка визначається за формулою:

,

Сила поворотної пружини:

,

де до _np - коефіцієнт жорсткості пружини;

h _{0 a} - початкова глибина впровадження якоря в обмотку;

F _{0 a} - сила початкового стиснення.

Початкове стиснення обумовлено масою рухомих частин, отже:

,

,

Враховуючи базисне значення або F _b, в узагальненій формі отримаємо:

,

Зовнішня протидіюча сила:

,

Підставляючи отримані формули в рівняння (1.3.1) і (1.3.2), отримаємо систему нелінійних диференціальних рівнянь третього порядку щодо функцій В, h, dh / dt, для ЛЕМД в узагальненій формі, які дозволяють визначити будь-які динамічні параметри ЛЕМД.

E ¢ = p ₁ * f + p ₂ * (d y / dt),

,

де p ₁ = ,

p ₂ = , Де F _c і f - статичні функції.

2. Розрахунково-конструкторська частина

2.1 Вихідні дані для проектування двигуна

Основною характеристикою двигуна є тягове зусилля, в нашому випадку - максимальний імпульс удару.

У медичній практиці застосовується максимальний удар молотка вагою 100 гр., Зі швидкістю в момент удару приблизно 2 м / с. Звідси імпульс у момент удару:

P = m * V Þ P = 0,2 кг. м / с.

Обчислимо масу і об'єм сердечника електромагніту:

; ,

D - діаметр сердечника, D = 2 см.;

h ₁ - висота сердечника, h ₁ = 4.7 c м.;

d - діаметр штока, d = 0,6 см.;

h ₂ - висота штока, h ₂ = 4.7 c м.;

d ₁ - діаметр бойка, d ₁ = 0,4 c м.;

h ₃ - висота бойка, h ₃ = 0,65 c м.;

,

Þ Q = кг.

Швидкість, до якої повинен розгонитися якір. дорівнює:

v = P / Q Þ v = 1,81 м / с.

Прискорення, до якого розганяється якір:

.

Знаходимо тягове зусилля електромагніта без урахування сил опору:

F ₁ = Q * a = 360.36 H.

C мули опору:

F ₂ - c мулу тертя, F ₂ = Q * 0,25 * 9,8 = 0.27 H;

F ₃ - c мулу опору пружини, F ₃ = ₃ H.

Знайдемо демпфуючу чинність: F ₄ = C * V,

де С - коефіцієнт демпфування.

t ₁ = c ек.,

де t ₁ - час руху.

V (t) = a * t, де t = 0 ... 0,0055

D - діаметр сердечника, D = 0.02 м.

d = 2 * 10 ^-4 м.,

де d - зазор між серцевиною і магнітопроводом.

Коефіцієнт демпфування обчислюється за формулою:

Таким чином,

F ₄ = 0.00467 * 1,81 = 0,008 H.

Повне тягове зусилля: F = F ₁ + F ₂ + F ₃ + F ₄ = 363.6 H.

Повний робочий хід: S = 0,01 м.

Число ходів в хвилину: N = 120

Частота коливань якоря: Гц.

2.2. Розрахунок двигуна і коефіцієнтів для рівнянь динаміки

Розрахунок коефіцієнтів для рівнянь динаміки зробимо за методикою викладеної в [7].

Введемо відносні величини:

Ф = Ф _а / Ф _б; U = U _a / U _б; f = f _a / F _б; l = L _a / L _б;

H = H _a / H _б; X = X _a / X _б; γ _{2 =} γ _{2 a} / X _б,

де індекс "а" належить до абсолютних величин, а ііндекс «б» - до базисних. Як Ф _б вибираємо значення магнітного потоку, при якому відносна величина Ф виразиться простими числами.

Нехай,

Ф _б = У _б * π * r ² _1а,

де Ф _б - базисне значення магнітної індукції.

З умови подібності магнітних полів, слід рівність величин індукції в подібних точках поля. Так як відносна індукція не повинна залежати від абсолютних розмірів, базисне значення має бути постійною величиною, У _б = const. Вважаємо У _б = 1Тл., При цьому відносна величина магнітного потоку стане рівною відносному значенні індукції якоря Ф _х = В _х і виявиться незалежної від абсолютних розмірів для геометрично подібних систем.

2.3 Розрахунок магнітних провідностей

Визначимо магнітну провідність потоків розсіяння на одиницю довжини обмотки.

,

де r _1а - радіус якоря, r _1а = 0,01 м.;

r _{2 a} - Зовнішній радіус обмотки, r _2а = 0,017 м.;

μ ₀ - магнітна проникність у вакуумі, μ ₀ = 4 π * 10 ^-7 Гн / м;

G _s = 4,74 * 10 ^-7 Гн.

Провідність робочого зазору у відносній формі:

_,

де r _са - радіус напрямного стрижня;

δ - початковий робочий зазор.

,

Розрахуємо провідність неробочого зазору:

,

де l _b - ширина муздрамтеатру, l _b = 0,01 м;

- Зазор між серцевиною і магнітопроводом, = 0,0002 м.

Визначимо відносне значення G _II магнітної провідності неробочого зазору:

,

Розрахуємо відносні значення магнітних провідностей для двох точок при х = 0,015 м., G _I (х) = 64,52;

при х = 0,005 м., G _I (х) = 192,5.

Знайдемо похідну:

; .

Так як похідна за неробочому зазору дорівнює нулю, можна зробити висновок, що сила тяги створюється тільки в робочому зазорі.

2.4 Розрахуємо положення нейтралі

L _I = ,

де l _k - довжина обмотки, l _k = 0,05 м.

L _I = 5 м.

- Переведення в базисні величини.

Функції для розрахунку коефіцієнтів рівняння для визначення нейтралі:

,

,

де r _m - магнітне опір.

Напруженість у відносній формі:

A / м,

де α, β, γ - коефіцієнти апроксимації; α = 625; β = 19,5; γ = 44,5.

; R _{m 1} = 2,822 * 10 ^-3 Гн ^-1.

B ₁ = B _I - Індукція не насиченою «стали 3»;

B _c = 2 Тл - індукція потоків розсіювання;

B ₂ = 1,75 Тл - індукція насиченою «сталі3»;

Ф _з = r _з ² * В _с - потік розсіювання;

r _{m 1} - магнітне опір не насиченою «сталі3»:

Гн ^-1;

r _{m 2} - магнітне опір насиченою «сталі3»:

Гн ^-1.

Коефіцієнт, що входить в рівняння нейтралі:

.

Розрахуємо положення нейтралі для робочого зазору δ = 0,015 м.

= 0,01 м.; l ₂ = 0,02 м.; l ₃ = 0,02 м.

Визначимо магнітні потоки:

Результуючий потік:

Питомий МДС:

f _I ​​= 6,963 * 10 ^-3 A / м.

iω = 2,77 * 10 ⁴ A / витків.

Розрахуємо кількість витків обмотки:

Вибираємо [1] якщо імпульси харчування короткі і частота невелика f ≤ 2 Гц.

Е _I = 0,1

Е = 27 В-напруга живлення.

Число витків обмотки:

W = 270 витків.

Струм обмотки в короткому імпульсі:

i = 20 A.

Перетин вікна обмотки:

r _1а = 0,01 м.,

r _2а = 0,0125 м.,

переклад в метри,

Коефіцієнт заповнення обмотки: k _z = 0,4

Перетин міді: S _мед = k _z * S; S _мед = 50.24 мм .

Перетин дроту: .

Діаметр дроту: d _пр = 0,48 мм.

Округлюємо до найближчого більшого числа і отримуємо: d _пр = 0.5 мм.

Довжина дроту, виражена через радіус витка:

; L _пр = 19.07 м.

Перетин, виражене через середній радіус витка:

.

Опір обмотки: ,

ρ = 0,01 Ом - питомий опір дроту обмотки (довідкові дані).

R = 2.1 * 10 ^-5 Ом.

Розрахунок коефіцієнтів для рівняння динаміки ЛЕМД:

δ = 0,015 м. - Початковий робочий зазор.

δ _I = 1,5 - переклад у відносну форму.

- Базисне значення сили тяги; F _δ = 2,5 * ¹⁰ лютого Н.

Тягове зусилля від тяжіння в робочому зазорі:

,

Тягове зусилля від потоків розсіювання:

F _{е2 a} = 0,145 H.

Повне тягове зусилля, у вихідному положенні якоря:

F _la = 275,145 H.

- Наведене значення.

Якір розташовується ексцентрично у круглому отворі фланця, в наслідок чого виникає сила одностороннього магнітного притягання, що викликає тертя між направляючим стрижнем і фланцем; знайдемо її:

- Функція перетворення абсолютного значення в відносне.

Величина неробочого зазору Δ а = 0,0002 м.

Δ = О (Δ a); Δ = 0.002 м.

Товщина фланця h _na = 0,005 м.

h _n = O (h _na); h _n = 0,5   мм.

Коефіцієнт тертя якоря про втулку k = 0,022.

Індукція напрямного стрижня: В _з = 2 Тл.

Радіус стержня: r _са = 2 * 10 ^-3 м.; r _c = 0,2 м.

Сила тертя F _т: F _т = 7,34 * 10 ^-3 H.

Сила опору пружини в узагальненій формі:

- Жорсткість пружини.

- Початкова глибина впровадження якоря в обмотку.

F _p = 0,535 H.

Знайдемо демпфуючу чинність:

- Діаметр сердечника;

- Зазор між серцевиною і магнітопроводом.

Коефіцієнт демпфування обчислимо за формулою:

де v = 0,9 м / с. - Усереднене значення швидкості під час руху якоря.

F _d = 0.004 H,

де F _d - демпфуюча сила, що залежить від швидкості руху якоря.

Розрахуємо коефіцієнти виведення в пункті 1.3:

p ₁ = 2,411 * 10 ^5, p ₂ = 10,592

Підставляючи ці коефіцієнти в систему рівнянь (1.3.3) можна розрахувати будь-які динамічні параметри ЛЕМД.

2.5 Розрахунок напружень, що виникають при ударі бойка по ковадлу і жорсткості амортизуючою пружини

Вихідні дані:

, Модуль пружності стали 40 ';

U = 1.54 м / сек, швидкість бойка перед ударом;

Q б = 0.11707 кг, маса бойка з сердечником;

Qp = 0.0186 кг, маса ковадла з долотом.

Визначимо максимальну силу удару в місці контакту бойка і ковадла, яка може виникнути при роботі приладу, якщо долото опертя в досить жорсткий матеріал (наприклад чавунну плиту), використовуємо формули, виведені на основі формул Герца.

- Коефіцієнт Пуассона.

R 1 - радіус сферичної поверхні бойка;

R 2 - радіус сферичної поверхні ковадла.

Для зручності позначимо:

m 1 = Q б,

m 2 = Qp.

Знайдемо m - приведену масу системи

г

Визначимо проміжний коефіцієнт b

Знаючи b, знайдемо x макс - найбільше зближення тіл у воемя удару, відповідне найбільшим значенням ударної сили.

Тепер визначимо час зіткнення t cjel

Обчислимо напруги, що виникають при ударі в місці контакту, використовуючи формули, наведені вище, визначивши радіус плями контакту:

- Напруги, що виникають під час удару.

Допустиме напруження на втому матеріалу стали , Звідси запас

Обчислимо коефіцієнт жорсткості пружини, встановленої між корпусом і ковадлом (ця пружина виключає передачу удару на корпус приладу при ненормальних режимах роботи), наприклад при холостому ударі, коли долото не спирається на кістку.

Вихідні дані для розрахунку:

m = Q б = 0.00707 кг - маса бойка;

m = Q р = 0.0186 кг - маса ковадла з долотом.

Початкову кінетичну енергію бойка визначимо з виразу:

а максимальне переміщення ковадла при холостому ході визначимо

Використовуючи отримані дані, прирівняємо такі вирази:

Висловивши з нього s, отримаємо:

Знайшовши s, визначимо жорсткість пружини k

Максимальне зусилля, що виникає в пружині в процесі удару:

2.6 Розрахунок і обгрунтування елементів принципової схеми блоку живлення

Для забезпечення експлуатаційних характеристик аналізованого модернізованого пристрої - трепанатора, його необхідно живити від автономного джерела живлення (акумулятора) або від мережі 220 В з хорошою гальванічною розв'язкою; для забезпечення безпеки пацієнта і медичного персоналу.

З аналізу можливих схем живлення пристрою слід, що забезпечити потрібну розв'язку можна лише використанням трансформатора. З іншого боку, для роботи інструменту потрібна значна імпульсна потужність (»20 А, 50 В), що виключає застосування прямого простого підключення через трансформатор, тому що габарити і маса трансформатора на 1 кВт виключає його застосування як переносної апаратури. Тому необхідно сконструювати джерело живлення, що задовольняє суперечливим вимогам.

В якості елемента, що забезпечує узгодження суперечливих вимог можливо в даному випадку застосування конденсатора - накопичувача, що забезпечує необхідну імпульсну потужність.

Таким чином, схема блоку живлення буде містити три основних елементи: Трансформатор з випрямлячем, накопичувальний конденсатор, переривник - формувач імпульсів.

Відповідно до цього розрахунки проводяться у такій послідовності.

2.7 Розрахунок трансформатора з випрямлячем

Визначення потужності трансформатора проводиться виходячи з потужності імпульсів на виході і шпаруватості. Шпаруватість q визначається співвідношенням:

де - Період проходження імпульсів;

- Тривалість імпульсів.

У даному випадку

Потужність імпульсу визначається

У даному випадку ,

Потужність трансформатора з випрямлячем вийде у вигляді:

Коефіцієнт «3» взятий з урахуванням втрат з обмежувальним резистори і не ідеальності формування імпульсів.

Таким чином для розрахунку трансформатора виходять такі вихідні дані:

Тоді

Площа поперечного перерізу осердя визначаться виразом:

Перетин дроту визначається з густини струму

Перевіряємо заповнення міддю

Коефіцієнт 1.7 враховує реальне заповнення та ізоляцію. У даному випадку є великий запас перетину вікна по міді, і можна в принципі зменшити перетин, і це означає, що дані параметри трансформатора цілком реалізувати.

Як випрямного мосту використовуємо міст КЦ 402 В, з параметрами:

Як видно, є достатні запаси по зворотному напрузі й випрямляємо току.

2.8 Розрахунок накопичувального конденсатора

Розрахунок проводиться з підстави забезпечення вихідного імпульсу струму з параметрами:

Електромагнітні параметри:

Тривалість імпульсу становить .

Щоб робота електромагніту була ефективною, перехідний процес повинен закінчитися в плині часу

Для цього індуктивність повинна бути

Для розряду ємності на електромагніт необхідно буде виконати наступні співвідношення:

Приймаючи

отримаємо

або

Тоді ємність конденсатора повинна бути не менш

Таким чином необхідна ємність

Цій вимозі задовольняє ємність К50 - 18 .

Обмежувальний резистор вибраний виходячи з можливостей випрямляє містка .

Приймемо

Тоді постійна часу заряду накопичувального конденсатора буде дорівнює:

Тоді постійна, що забезпечує задану частоту проходження імпульсів

Потужність обмежує резистора визначається співвідношенням через енергію заряду

2.9 Розрахунок переривника - формувача імпульсів

Для реалізації даної схеми можна застосувати схему генератора одиночних імпульсів на мікросхемі 561 ЛН 1, керуючим террісторним ключем До 4202 Н. Для узгодження потужності мікросхеми та потужності Терристор, використовується підсилювач на транзисторах КТ 315 В, КТ 817 Г.

Харчування мікросхеми та підсилювача здійснюється від стабілізатора - емітерного повторювача на транзисторі КТ 817 А.

Світлодіод АЛ 307 Б сигналізує про включення харчування. Діод КД 202 А служить для захисту терристора від зворотних імпульсів з електромагніта при виключенні (після закінчення часу ).

Резистор 1.1 до ( ) Встановлює струм управління Терристор (25 мм).

Необхідна тривалість імпульсів забезпечується підбором ємностей в ланцюзі керуючої кромки (В діапазоні до 10 мкф.) Та резисторів в зарядно - резисторной ланцюжку ( ) Регулюванням 10к потенціометр.

Постійна часу в даному випадку оцінюється як , Тобто порівнянна з .

Т.О. Параметри елементів схеми забезпечують необхідні параметри імпульсу на електромагнітний привід.

2.10 Розрахунок надійності і довговічності ЛЕМД

1) розрахунок надійності поворотної пружини

Матеріал пружини дріт 60С2 ГОСТ 9389-75.

σ _в = 1275 · ¹⁰ Червня Па - напруга при одноразовому навантаженні.

σ 1 = σ _в, σ _N = 300000000   Па - діюче значення напруги.

Приймаються показник втоми t = 8.

Середня частота циклів:

ω = 1,5 Гц.

Для знайдених значень приймаємо:

F ₁ = 0,99999969; F ₂ = 0,99999971

Імовірність безвідмовної роботи:

Перевірка

2) Розрахунок надійності распорной пружини

Матеріал пружини дріт 60С2 ГОСТ 9389-75.

σ _в = 1275 · ¹⁰ Червня Па - напруга при одноразовому навантаженні.

σ 1 = σ _в, σ _N = 350000000   Па - діюче значення напруги.

Приймаються показник втоми t = 8.

Середня частота циклів:

ω = 1,5 Гц.

Для знайдених значень приймаємо:

F ₁ = 0,9999996652; F ₂ = 0,9999997134

Імовірність безвідмовної роботи:

3) Розрахунок надійності амортизуючою пружини

Матеріал пружини дріт 60С2 ГОСТ 9389-75.

σ _в = 1275 · ¹⁰ Червня Па - напруга при одноразовому навантаженні.

σ 1 = σ _в, σ _N = 318750000   Па - діюче значення напруги.

Приймаються показник втоми t = 8.

Середня частота циклів:

ω = 1,5 Гц.

Для знайдених значень приймаємо:

F ₁ = 0,99999968; F ₂ = 0,99999971

Імовірність безвідмовної роботи:

4) Розрахунок надійності ударної пари бойок-ковадло

Матеріал бойка сталь40ХН

σ _в = 2400 · ¹⁰ Червня Па - напруга при одноразовому навантаженні.

σ 1 = σ _в, - діюче значення напруги.

σ _N = 1,1474 · ¹⁰ Вересня   Па

Приймаються показник втоми t = 8.

Середня частота циклів:

ω = 1,5 Гц.

Для знайдених значень приймаємо:

F ₁ = 0,9884; F ₂ = 0,99999971

Імовірність безвідмовної роботи:

5) Розрахунок надійності підшипників ковзання напрямних бойка

h _доп = 0,2 · 10 ^-3   м - допустимий зазор

v = 2   м / с - середня швидкість ковзання

J _n = 10 ^-9 - інтенсивність зношування бронзи Брж80

Для знайдених значень приймаємо:

F ₁ = 0,99999969; F ₂ = 0,99999971

Імовірність безвідмовної роботи:

- Імовірність безвідмовної роботи двох підшипників.

6) Розрахунок надійності підшипників ковзання напрямних ковадла

h _доп = 0,5 · 10 ^-3   м - допустимий зазор

v = 2   м / с - середня швидкість ковзання

J _n = 10 ^-9 - інтенсивність зношування бронзи Брж80

Для знайдених значень приймаємо:

F ₁ = 0,9999996821; F ₂ = 0,9999997134

Імовірність безвідмовної роботи:

- Імовірність безвідмовної роботи двох підшипників.

Перевірка

Сумарна ймовірність безвідмовної роботи є твір ймовірностей її окремих вузлів Р (t) _хутро = 0,988442, при цьому найслабшою ланкою є ударна пара «бойок-ковадло».

Розрахунок надійності пристрою обробки кісткової тканини можна розділити на дві частини: розрахунок надійності механічної та електричної частини. Розрахунок механічної частини на даному етапі проектування зробити не можливо, так як величини інтенсивності відмов елементів γ _i, що входять у виріб відомі не для кожного елемента.

Розрахунок електричної частини трепанатора можливо зробити за методикою, викладеною в []

Імовірність безвідмовної роботи визначимо за формулою: .

Середнє напрацювання до першої відмови:

де λ _c - інтенсивність відмови системи,

,

де N _i - число елементів i-ого типу;

γ - число типів елементів;

t - час;

λ _i - інтенсивність відмови елементів системи.

Значення λ _i беремо з таблиці § 3 [8].

C залишимо таблицю для визначення λ _с.

Номінальна інтенсивність відмов елементів електронної частини трепанатора

λ _с = 50 * 10 ^-6 1/час Р _з (1000) = 0,856

_Т сер = 20000

Імовірність безвідмовної роботи всього приладу дорівнює:

P (1000) = P _м (t) P _е (t) = 0.846

3. Технологічна частина

3.1 Опис електричної схеми пульта перевірки короткозамкнених витків котушки

Електрична схема пульта складається: з блоку живлення, що включає в себе понижуючий трансформатор - ТР-1 і випрямляч на діодах Д4 - Д7; фільтра з конденсаторів виключають взаємний вплив напруг транзисторів; стабілізатора напруги Д 8 - Д11; генератора звукової частоти, виконаного на лампах Л1 і Л2 (або польових транзисторах Т1 - Т2); вихідного транзистора ТР 2; мостової схеми з вимірювачем ІП - 1 та вимірювальної котушки індуктивності l 1 з сердечником, на який надівається перевіряється котушка.

Мостова схема реагує на зміни індуктивності в ланцюгах вимірювальної котушки l 1, викликані наявністю у перевіреній Катушев К3В.

Настроювальна ланцюг харчується через трансформатор ТР 2 і опір R 18. При вимірах порівнюється дві напруги:

1) випрямлена діодом Д2 напруга, пропорційне напрузі настроювальної ланцюга;

2) напруга в колі вихідного трансформатора ТР 2, яке за величиною одно випрямленій напрузі з Д1, пропорційного напрузі харчування.

Тому будь-яка зміна напруги, викликаного наявністю КЗВ перевіряється котушки, викликає відхилення стрілки мікрометра ІП 1.

Напруга настроювальної ланцюга практично не залежить від ємнісної складової повного опору перевіряється котушки з-за низької частоти (близько 400 Гц).

Попереднє настроювання схеми здійснюється резисторами R 10, R 16, R 7, R 17, остаточна балансування моста здійснюється потенціометром R 20. Контроль роботи схеми здійснюється кнопкою КН 1.

Виходячи із запропонованої схеми на лицьову панель пульта необхідно винести: сердечник вимірювальної котушки L 1, вимірювальний прилад ВП 1, кнопку КН 1, ручку потенціометра R 20, вимикач мережі В 1 і сигнальну лампу Л 3.

3.2 Опис конструкції пульта

Пульт представляє собою коробчату конструкцію. На передній панелі (поз. 1) розташовується вимірювальний прилад - мікроамперметр, вимикач харчування, ручка регулятора подстречного резистора R 20 (див. електричну схему), кнопка перевірки чутливості приладу КН 1 і сигнальна лампочка, що сигналізує відключення пульта. На передню панель виведений також вимірювальний стрижень котушки індуктивності (поз. 4).

Передня панель з'єднується із задньою стінкою (поз. 6) двома підставами (поз. 5); в нижньому підставі прикріплені чотири ніжки (поз. 7). На внутрішніх сторонах панелі (поз. 1) і стінки (поз. 6) закріплюється плита (поз. 2), на якій змонтований блок живлення пульта, фільтр, генератор і вимірювальний міст відповідно до електричної схеми.

На задній стінці закріплюється роз'єм (поз. 14); зверху і збоку пульт закритий кожухом (поз. 3).

3.3 Методика випробувань на коротко замкнутість витків котушки

1. Включити пульт в мережу ~ 220 В і прогріти протягом трьох хвилин.

2. Відкоригувати ручкою потенціометра R 20 ланцюг вимірювального моста, встановивши стрілку міліамперметра на нуль.

3. Натиснути і відпустити кнопку КН 1 для перевірки чутливості пульта: при цьому стрілка міліамперметра повинна відхилятися на вісім поділів, не менше.

4. Повільно одягнути проверяемую котушку на вимірювальний стержень, стежачи за показаннями міліамперметра.

5. При різкому кидку стрілки приладу пересувати котушку по вимірювального стрижня не слід, оскільки це свідчить про велику кількість коротко замкнутих витків у перевіреній котушці.

6. При роботі з пультом рекомендується порівнювати якість досліджуваних котушок з еталонною.

3.4 Опис конструкції литтєвий форми

Форма литьевая призначена для виготовлення каркаса і щоки котушки на литьевой машині для переробки пластмас. Форма литьевая дозволяє виготовляти одночасно два каркаси і дві щоки.

До складу форми входять такі основні деталі:

- Плита кріпильна (поз. 12), яка центрується фланцем (поз. 1) і кільцем (поз. 11) до нерухомої частини литтєвий машини і кріпиться на ній за допомогою прихватів;

• плита кріпильна (поз. 18), яка центрується фланцем (поз. 2) і кільцем (поз. 11) до рухомої частини литтєвий машини;

До плиті (поз. 18) гвинтами (поз. 37) закріплюється форма-плита (поз. 17) з чотирма матрицями (поз. 21), формоутворювальними знаками (поз. 20, 28) і литниковой втулкою (поз. 23); тут ж кріпиться чотири напрямних колонки (поз. 4 і 5).

Плита (поз. 12) через дві дошки (поз. 3) і колонок (поз. 8) гвинтами (поз. 38) з'єднується з проміжною плитою (поз. 15). За колонкам (поз. 8) через направляючі втулки (поз. 9) можуть переміщатися з'єднані між собою гвинтами (поз. 36) плита (поз. 13) і плита виштовхувачем (поз. 14) з чотирма штовхачами (поз. 25) разом з штовхачами (поз. 29) для виштовхування готових виробів. У центральній частині плити (поз. 13) ввернуть хвостовик (поз. 10) і штовхач (поз. 24), якими і здійснюється переміщення плит (поз. 13, 14) в осьовому напрямку.

Плита (поз. 15) з'єднана зі знакодержателем (поз. 16), що несе знаки (поз. 19,27).

Всередині плит (поз. 16, 17) розміщені трубки (поз. 26) для охолодження готових виробів.

Робота литтєвий форми відбувається наступним чином: у момент часу, коли половини литтєвий форми зімкнуті, через литниковой отвір втулки (поз. 23) і ливникові пази матриці (поз. 21) формотворчих порожнини заливається розплавлена ​​пластмаса. Після витримки під тиском включається охолодження - вода, що тече по трубках (поз. 26) і пластмаса твердне.

Далі відбувається роз'єм форми та виймання готових виробів. Для цього рухома плита (поз. 18) разом з форма - плитою (поз. 17) переміщуються колонками (поз. 4, 5) за втулкам (див. 6, 7) вправо, оголюючи готові вироби.

Потім за допомогою хвостовика (поз. 10) і штовхача (поз. 24) починає переміщатися плита (поз. 14) з штовхачами (поз. 25, 29), які виштовхують готовий виріб.

4. Економічна частина

4.1 Розрахунок капітальних витрат при виробництві пристрої

Розрахунки будуть відноситися тільки до модернізованим частинам вузлів приладу.

Матеріальні витрати до калькуляції собівартості наведені в таблиці 5.1.1.

Витрати на основні матеріали розраховуються за формулою:

,

де m _i - норма витрати i-го матеріалу на виготовлення виробу;

Ц _i - ціна одиниці виміру i-го виду матеріалів, руб.;

З _тз = 7 - транспортно-заготівельні витрати, виражені в% від вартості матеріалів,%.

27.90 руб.

Таблиця 4.1.1 - Матеріальні витрати

Витрати на комплектуючі вироби і напівфабрикати розраховуються за формулою:

,

де N _j - норма витрати j-го виду комплектуючих виробів, напівфабрикатів на один виріб;

Ц _kj - ціна одиниці j-го комплектуючого виробу, напівфабрикату, руб.

213.63 руб.

Собівартість покупних виробів

Основна заробітна плата:

456.87 руб.,

де - Вартість нормогодини i-ої операції, руб.;

- Кількість нормогодин i-ої операції, годинник.

Розрахунок додаткової заробітної плати виробничих робітників здійснюється за формулою:

,

де - Відсоток додаткової заробітної плати і премій,%.

90.74 руб.

Трудові витрати

Види робіт	Трудомісткість і зарплата
	Нормо-години Т k, годинник	Вартість нормо-години З k, руб.	Тарифна зарплата, руб.
Автоматні	0.3	4.40	1.32
Відрізні	0.5	3.80	1.90
Револьверні	2.0	4.70	9.40
Розточувальні	0.2	4.90	3.65
Фрезерні	0.8	4.70	3.65
Токарні	2.0	4.50	9.00
Шліфувальні	0.6	5.00	3.00
Штампувальні	0.3	4.10	1.25
Свердлильні	0.5	4.50	2.25
Програмно-комбіновані	1.2	4.90	5.90
Пресувальників	0.1	3.90	0. 40
Намотувальні	0.78	4.40	3.45
Промивні	0.8	3.80	3.05
Складальні	5.0	4.90	24.50
Монтажні	10.0	4.50	45.00
Регулювальні	2.0	5.20	10.40
Перевірочні	1.3	5.00	6. 5 0

Разом	25. 22		129.72

Відрахування на соціальне страхування визначається за формулою:

,

де - Відсоток відрахувань на соціальні потреби,%.

86.836 руб.

Накладні витрати обчислюються за формулою:

,

де - Відсоток накладних витрат,%.

65.97 руб.

Повна собівартість одного виробу:

991.946 руб.

Оптова ціна визначається за формулою:

,

де Р = 20 - рівень рентабельності підприємства,%.

1190.34 руб.

Трудомісткість конструкторських робіт можна визначити за формулою:

,

де - Трудомісткість конструкторських робіт на певний формат креслення;

- Число листів креслень відповідного формату;

- Коефіцієнт новизни];

- Коефіцієнт складності.

нормогодин.

Вартість конструкторських робіт обчислимо за формулою:

,

де С _кр = 5 - ціна однієї години конструкторських робіт, руб.

До _кр = 1638.65 руб.

Обчислимо капітальні витрати:

К = К _кр = 1638.65 руб.

Річний економічний приріст:

,

де Ц _с - ціна апарата до модернізації, руб.;

Ц _н = Ц _з + Ц _м - ціна апарату після модернізації, руб.;

N = 1500 - кількість апаратів, що випускаються за рік, шт.;

e = 30 - норма дисконту,%.

Е _р = 209040 руб.

Чиста поточна вартість обчислюється за формулою:

ЧДД = ,

де К _{д t} - коефіцієнт дисконтування;

t - номер року.

.

t = 1 К _д1 = 0.77

t = 2 К _{д 2} = 0.59

t = 3 До _{д 3} = 0.46

t = 4 К _{д 4} = 0.35

t = 5 К _{д 5} = 0.27

ЧДД = 54883,92 руб.

Оцінку якості пристрою, що виступає в якості модернізованого вироби, будемо робити на основі комплексного показника якості.

Складемо ієрархічну модель якості, в якій присутні всі необхідні параметри та характеристики модернізованого пристрої:

Якість:

• Відповідність потребам

• Ціна (1);

• Гнучкість в управлінні;

• Безпека (2);

• Переміщувані (3);

• Споживана потужність (4);

• Зручність харчування (5);

• Час безперервної роботи (6);

• Дизайн (7);

• Габарити (8);

• Маса (9);

• Гарантійний термін служби (10);

• Наявність основних блоків і пристроїв

• Блок живлення;

• Блок управління;

• ЛЕМД;

• Відповідність конструкції

• Матеріали робочих органів (11);

• Точність деталей;

• Уніфікація елементної бази (12);

• Взаємозамінність елементів;

• Точність вихідних параметрів (13);

• Надійність

• Імовірність безвідмовної роботи (14);

• Середнє напрацювання на відмову;

• Ремонтопридатність;

• Довговічність.

З усіх існуючих компонент вибираються найбільш важливі (підкреслені). Вибрані компоненти будуть використані нижче в пунктах 4), 5), 7).

Для оцінки якості апарату були запрошені кілька експертів. Послідовність проведення експертизи:

1. Виявляється відповідність експертів наступним вимогам:

а) досить високий рівень загального інтелектуального розвитку;

б) кваліфікація досліджуваної області;

в) здатність адекватно відображати і описувати досліджувані категорії та явища;

г) вміння чітко і ясно висловлювати свої думки і аргументувати їх.

Всі представлені експерти відповідають представленим вище вимогам.

2. Визначення рівня компетентності кожного з експертів.

Коефіцієнт компетентності кожного i-го експерта визначимо за формулою:

,

де k _ai - коефіцієнт аргументації i-го експерта;

k _oci - коефіцієнт поінформованості;

k _amax = k _ocmax = 1 - максимальні значення коефіцієнтів.

Дані про компетентність заносяться в таблицю 5.1.4.

Таблиця 5.1.4 - Рівень компетентності i-го експерта.

3. Перевірка показності експертної групи.

,

де n = 3 - кількість експертів, чол.

W = 0.75.

Група експертів вважається представницької, якщо виконується умова: 0.66 £ W £ 1. Видно, що умова виконується, отже групу експертів можна вважати представницької.

4. Ступінь вагомості і важливості показника у виробі.

Оцінка ступеня впливу показника на рівень якості наведено в таблиці 5.1.5.

У таблицю 5.1.6 занесені дані про ступінь вагомості і важливості показників у виробі.

До _{під j} = ,

де К _{0 j} - загальний j-ий показник для всіх експертів.

Оцінка ступеня впливу показника на рівень якості

5) Ступінь здійснення j-го показника в апараті до і після модернізації записана в таблиці 5.1.7.

6. Узагальнений показник якості після модернізації апарату:

,

де m = 14 - число важливих компонент.

62.81

K _oj = . Узагальнений показник якості до модернізації:

Ступінь вагомості і важливості показника у виробі

де K _{в ij} - оцінки i-го експерта з j-му важливого компоненту.

1 £ j £ 18 - діапазон зміни важливих компонент;

K _{у j} - узагальнена оцінка j-ої компоненти.

Ступінь здійснення j-го показника до / після модернізації

де 0 £ До _ij £ 10 - значення j-их показників для кожного i-го експерта;

K _oj - узагальнена оцінка ступеня здійснення j-ої компоненти.

.

= 51.9

Модернізація приладу виправдана, якщо виконується така умова:

Ц _з + Ц _м £ ,

де Ц _з = 870 - ціна апарата до модернізації, руб.

870 +237.35 £

1053.087 £ 1107.35

Видно, що умова виконується, отже проведена модернізація пристрою для обробки біологічних тканин економічно доцільна.

Таким чином, комп'ютер у багатьох випадках замінить роботу.

Зведені техніко-економічні показники

5. Маркетингові дослідження

5.1 Загальний аналіз ринку і перспектив його розвитку

Пристрій для обробки біологічних тканин (надалі просто пристрій) призначений для хірургічної обробки кісткових, хрящових і м'язових тканин пацієнта.

Пристрій виготовляється для потреб народного господарства і на експорт.

Область застосування - хірургічні та стоматологічні відділення клінік і лікарень, приватних стоматологічних кабінетів і т.д.

Перспектива розвитку виробництва даного пристрою в рамках Саратовської області:

• Саратов і Саратовська область багата великими клініками, спеціалізованими лікарнями та іншими спеціалізованими медичними установами, що дозволяє судити про широкому ринку збуту цієї продукції;

• існування в Саратові таких великих приладобудівних підприємств як «Корпус», «Заводу ім. Серго Орджонікідзе », які мають у своїй структурі відділи, що займаються безпосередньо випуском пристроїв медичної техніки, що дозволяє використовувати накопичений ними досвід і потенціал для освоєння виробництва.

• У Саратові може вестися підготовка фахівців (І.Т.Р., виробничих робітників). Кількість навчальних закладів всілякого рівня (ВНЗ, коледжі) як технічних, так і гуманітарних напрямків, і особливо цікавлять нас медичних, інженерних і стоматологічних дозволяє сподіватися на успішне впровадження розроблювального пристрою у сферу охорони здоров'я.

• Органи влади ведуть підтримуючу політику щодо впровадження виробництва нових виробів, що дає можливість працевлаштування.

Негативні сторони розвитку виробництва:

• податкова система гальмує розвиток виробництва.

• Вітчизняна техніка на декілька порядків поступається зарубіжним аналогам (не враховується дизайн виробів, особливості роботи та умов ергономічності).

5.2 Мотиви та спонукання придбання

Мотивом придбання даного зразка пристрою для обробки біологічних тканин є наступні його переваги:

1. маса апарату (разом з блоком живлення і набором змінних інструментів) не перевищує 300 грам;

2. геометричні розміри пристрою, його форма (розробляються як більш ергономічна і зручна) дозволяють використовувати його з найбільшою корисною віддачею в умовах хірургічних та стоматологічних операцій;

3. на відміну від попереднього зразка, розроблювальний пристрій харчується від побутової мережі (220 В, 50 Гц);

4. при тому, що геометричні розміри пристрою зменшені майже вдвічі, імпульс удару не зменшився, що не дозволяє сумніватися в його використовуваної.

5.3 Методи та структури збуту

Даний прилад розрахований на вузьке коло споживачів, тому що є специфічним товаром. Тому стосовно є прямий метод збуту, тобто коли відсутні посередники, а зв'язок йде безпосередньо між виробником і покупцем (споживачем).

Це пов'язано з тим, що бажано уникати витрат на посередницькі послуги.

5.4 Методи просування товару і рекламна підтримка

Для формування позитивного образу і товару, а також формування попиту і стимулювання збуту, використовуємо також основні елементи комунікативної політики як реклама і особистий продаж.

Використання особистого продажу в даному випадку полягає в скороченні марною аудиторії, тому що пристрій не є товаром широкого вжитку.

Для реалізації особистого продажу на підприємстві вводиться така структурна одиниця, як відділ продажів, де працюють люди, які розуміються не тільки в економічних дисциплінах, а й знають технологію виготовлення, виробництво в цілому і кожну конкретну модель зі всіма її параметрами.

Реклама медичної техніки повинна давати повне уявлення про товар, тому рекламні кошти в даному випадку можуть бути наступними:

• Проведення різних семінарів і конференцій медичної тематики з роздачею безкоштовних брошур, прайс-листів, проспектів;

• Використання засобів зв'язку: пошти, телеграфу і т.д. Версія для ілюстрована продукція повинна містити повний комплекс інформації про продукт;

• Участь у тематичних виставках і ярмарках.

6. Безпека запропонованого технічного пристрою

6.1 Технічна безпека (електробезпека) пристрої для обробки біологічних тканин

Відомо, що електричний струм, проходячи через організм людини, чинить негативний (термічне, електролітичне і біологічне) вплив. Це розмаїття впливу електричного струму нерідко призводить до електротравма, які можна звести до двох видів: місцевим електротравма і загальним електротравма.

Місцеві електротравми - це чітко виражені місцеві пошкодження тканин організму, викликані впливом електричного струму або електричної дуги. Розрізняють такі місцеві електротравми:

- Електричні опіки - можуть бути викликані протіканням струму через тіло людини (струмовий або контактний опік), а також впливом електричної дуги на тіло людини (дуговий опік).

- Електричні знаки - чітко окреслені плями сірого або блідо - жовтого кольору діаметром 1 - 5 мм на поверхні шкіри людини, яка зазнала дії електричного струму.

- Металізація шкіри - це проникнення у верхні шари шкіри найдрібніших частинок металу, розплавився під дією електричної дуги.

- Механічні ушкодження є наслідком різких мимовільних судомних скорочень м'язів під дією струму, що проходить через тіло людини. У результаті можуть відбутися розриви шкіри, кровоносних судин та нервової тканини, вивихи суглобів або навіть переломи кісток.

- Електроофтальмія - запалення зовнішніх оболонок очей, що виникає в результаті впливу потужного потоку ультрафіолетового випромінювання

електричної дуги.

На силу поразки електричним струмом впливає частота електричного струму, сила струму і тривалість впливу. Найбільш небезпечною є промислова частота (50 Гц). Людина починає відчувати струм даної частоти при значенні 0,6 - 1,5 мА. Струм 10 - 15 мА викликає сильні і дуже хворобливі судороги м'язів (неотпускающий струм). При силі струму 25 - 50 мА настає порушення дихання. При 100 мА струм безпосередньо впливає і на м'яз серця, при тривалості більше 0,5 с струм може викликати зупинку або фібриляцію серця.

Звідси випливає, що для електробезпеки пацієнта й обслуговуючого персоналу необхідно запобігання наступних явищ: протікання струму небезпечної величини через тіло людини і впливу електричної дуги на людину. Ці явища запобігають використанням низької напруги живлення пристрою (24В) і відсутністю в конструкції елементів, що можуть викликати явище електричної дуги при роботі пристрою. При проведенні операції хірург і пацієнт безпосередньо контактують з металевим корпусом приладу. Корпус приладу заземлений див. рис

Заземлення корпусу пристрою, корпусу блоку живлення виключає ураження електричним струмом пацієнта й обслуговуючого персоналу.

6.2 Екологічність пристрої для обробки біологічних тканин

Екологічність пристрою полягає у відсутності забруднення навколишнього середовища відходами роботи пристрою і можливістю утилізації пристрої після завершення терміну служби.

Конструкція пристрою передбачає застосування матеріалів, що не виділяють при роботі шкідливих речовин в атмосферу. При стеріалізаціі пристрою перед операцією не допускається використання хімічних розчинників і токсичних речовин, шкідливих для здоров'я. Також шляхом застосування відповідних технологій утилізації відходів можлива майже повна переробка компонентів пристрою (радіодеталей з виділенням дорогоцінних металів, переплавлення металевих деталей і т.д.). Електромеханічні пристрої зазвичай є джерелом підвищеного шуму і вібрацій. У даному пристрої для зниження шуму застосовуються напрямні з підшипниками ковзання. Ударна пара бойок-ковадло знаходиться всередині герметичного корпусу. Таке конструктивне рішення забезпечує зниження рівня шуму на величину порядку 10 дБ.

6.3 Пристрій для обробки біологічних тканин як джерело надзвичайної ситуації (пожежобезпечність пристрої для обробки біологічних тканин)

Пожежі становлять велику небезпеку для працюючих і можуть заподіяти величезний матеріальний збиток.

Пожежна безпека може бути забезпечена заходами протипожежної профілактики і активного пожежного захисту.

Причини пожеж технічного характеру і відповідна їм частота випадків (%) такі:

Порушення технологічного режиму 33%

Несправність електроустаткування 16%

Самозаймання 13%

Недотримання графіку планового ремонту,

знос і корозія 10%

Конструктивні недоліки устаткування 7%

Ремонт обладнання на ходу 2%

Видно, що найбільше число виникнення пожеж відбувається від порушення технологічного режиму, тобто, нерушенія правил використання устаткування, у зв'язку з чим ефективним заходом запобігання пожеж є допуск до роботи з пристроєм лише кваліфікованого персоналу і проведення регулярного інструктажу з персоналом. Також важливим заходом є регулярна перевірка і правильний монтаж електрообладнання. Технологічно це досягається правильної ізоляцією і підключенням електромереж, вибором проводу відповідного перерізу. Захист від самозаймання зводиться до своєчасної прибирання матеріалів, підданих самозаймання (напр., промасленого ганчір'я) після чергової профілактики пристрою. Неприпустима також експлуатація пристрою в зношеному або ушкодженому стані, необхідно регулярне проведення профілактики пристрої та своєчасного ремонту. Кабінет, де встановлено пристрій повинен бути обладнаний вуглекислотним вогнегасником і електрична мережа кабінету повинна мати місцевий рубильник, пожежну сигналізацію та аварійне освітлення.

Висновок

1. За розробленим кресленнями виготовлений і апробовано блок живлення і ЛЕМД

2. Пристрій для обробки біологічних тканин, модернізація якого проведена в процесі дипломного проектування, набуло таких позитивні якості, відсутні у попереднього зразка, як менший діаметр (близько 60 - ти міліметрів у старого зразка, і 30 міліметрів у нового), що робить його більш зручним і застосовним на практиці в умовах хірургічних операцій на кісткових тканинах, а також в стоматології і навіть у процесі проведення косметичних операцій;

Живлення пристрою походить від стандартної мережі (220 В, 50 Гц), для чого був спроектований і розрахований блок живлення, що включає в себе також фільтр від перешкод в мережі, що робить роботу пристрою більш надійної;

Пристрій зберегло такі важливі позитивні якості, як достатній імпульс удару, можливість заміни інструменту;

Спроектована пристрій відповідає всім вимогам, що пред'являються до електро - медичним приладам (вихідна напруга з блоку живлення - 27 В).

У пояснювальну записку до проекту включені дослідження з організаційно - економічну частину, безпеки пристрої, технології, а також виготовлений патентний пошук на предмет існуючих трепанаторов і лінійних двигунів.

Ще одна важлива дослідження економічних показників модернізованого пристрою показало, що його виробництво на малому приладобудівному підприємстві більш вигідно, бо його собівартість менша (за рахунок зменшення витрат матеріалу і трудомісткості роботи при його виробництві).

Література

1. Агаронянц Р.А. Динаміка, синтез і розрахунок електромагнітів. - М.: Наука, 1967. - 269 с.

2. А.с. № 540631 СРСР, МПК А61В 17/16, Пристрій для обробки кісток / Болдирєв   Р.Н., Воїнів В.П, Мулюков К.І., Кацнельсон Н.Б., Купряшкіна Е.А., 1976.

3. А. c. № 578062 СРСР, МПК А61В 17/16, Пристрій для обробки кісток / Воїнів В.П., Болдирєв Р.Н., Мулюков К.І., 1980.

4. А.с. № 688187 СРСР, МПК А61В 17/16, Пристрій для обробки кісток / Воїнів В.П., Ведерников Н.М., Болдирєв Р.Н., 1981.

5. А.с. № 860753 СРСР, А61В 17/16, Пристрій для обробки кісток / Воїнів В.П., Ведерников Н.М., 1981.

1. А.с. № 895419 СРСР, МПК А61В 17/16. Пристрій для обробки кісток / Воїнів В.П., Бучин В.Г., 1982.

2. А.с. № 925326 СРСР, МПК А61В 17/16, Пристрій для обробки кісток / Шумада І.В., Яворський Ю.Д., Катонін К.І., 1982.

3. А.с. № 836353 СРСР, МПК А61В 17/16, Пристрій для обробки кісток / Ведерников Н.М. Воїнів В.П., Бучин В.Г., 1982.

4. А.с. № 950358 СРСР, МПК А61В 17/16, Пристрій для трепанації кісток черепа / Зененов Є.С., 1982.

5. А.с. № 969258 СРСР, МПК А61 В 17/16, Ультразвуковий пристрій для механічної обробки кісткових тканин / Григор'єв А.М., Гачок А.Г., 1982.

6. А.с. № 1144695 СРСР, МПК А61В 17/16, Пристрій для обробки кісткових тканин / Цибульський А.П., Рєпін В.А., 1985.

7. А.с. № 1152577 СРСР, МПК А61В 17/16, Двигун коливальний пневматичний ротаційний для хірургічних інструментів / Зененов Є.С., Кільнінов А.А., 1985.

8. А.с. № 1153897 СРСР, МПК А61В 17/16, Механізований інструмент для різання кісткових тканин / Сабато В.Х.; Рєпін В.А., 1985.

9. А.с. № 1245304 СРСР, МПК А61В 17/16, Пристрій для розрізання кісткових тканин / Сабітов В.Х., Рєпін В.А., 1986.

10. А.с. № 1245305 СРСР, МПК А 61 В 17/16 А1. Пристрій для розрізування кісткових тканин / Сабітов В.Х., Рєпін В.А., 1986.

11. А.с. № 1498472 СРСР, А61 B 17/16, зуболікарський інструмент / Шаровецкій Г.Г., 1989.

12. Близняков Л.В. Короткий довідник технолога машинобудівника і майстри механічних цехів. - К.: Рязан.кніж. з-во, 1963. - 310 с.

13. Бочарова М.Д. Електротехнічні роботи Б.С. Якобі. - М.-Л.: Госенергоіздат, 1959. - 232 с.

14. Волчек В.І. Основи отарінтологіі. - Ленінград, 1939.

15. Гжіров Р.І. Короткий довідник конструктора. - Л. Машинобудування, 1984. - 480 с.

16. Заплетохін В.А. Конструювання з'єднань деталей у приладобудуванні. Довідник. - Л.: Вид-во Лен.ун-та, 1974.

17. Заплетохін В.А. Конструювання з'єднань деталей у приладобудуванні. Довідник. - Л.: Машинобудування, 1985. - 223 с.

18. Іванов В.І., Дуйденко Б.М., Тлегенов Ш.К. Розрахунок енергії руйнування при дробленні кістки / / Вісник ОНУ «Харчові технології», 1988. - № 2. - С117-118.

19. Кнетс І.В. та ін Деформування і руйнування твердих біологічних тканин. - Рига: Зінатне, 1980. - 319 с.

20. Пановко Я.Г. Основи прикладної теорії коливань і удару. - Л.: Політехніка, 1990. - 272 с.

21. Патент № 2012251 Росії, МПК А61В 17/16, Електромеханічний пристрій для різання кісткових тканин, остетотоміі, введення і вилучення штифтів при остеосинтезі і для масажу / Бородін В.В., 1992.

22. Патент № 2102018 Росії, МПК А61В 17/16, Пристрій для обробки тканин / Рамзаєм А.П., Рогова О.Г., Ходаковський А.В., 1998.

23. Тер-Акопов А.К. Динаміка швидкодіючих електромагнітів. - М.: Енергія, 1965. - 230 с.

24. 175.658.305 Хірургічне бурове долото програми маршрутизації.

25. 185.638.290. блок, що становить шпиндель бору для розширення отворів і бор для розширення отворів для хірургії.

26. 195.591.170. Кістково - мозковий розсічення кістки.

27. 345.376.092. Бор для розширення отворів для формування поглиблень кістки.

28. 485.055.105 Бурове долото кісткового свердла.

29. 594.884.571. Черепній перфоратор з повторно використовуваних ріжучим сегментом.

30. 694.600.006 Черепній перфоратор.