Проектирование трепанатора (стр. 4 из 8)
Мощность импульса определяется
В данном случае
, 
Мощность трансформатора с выпрямителем получится в виде:
Коэффициент «3» взят с учётом потерь в ограничительном резисторе и не идеальности формирования импульсов.
Таким образом для расчёта трансформатора получаются следующие исходные данные:
Тогда
Площадь поперечного сечения сердечника определятся выражением:
Сечение провода определяется из плотности тока 
Проверяем заполнение медью
Коэффициент 1.7 учитывает реальное заполнение и изоляцию. В данном случае имеется большой запас сечения окна по меди, и можно в принципе уменьшить сечение, и это означает, что данные параметры трансформатора вполне реализуемы.
В качестве выпрямительного моста используем мост КЦ 402 В, с параметрами:
Как видно, имеются достаточные запасы по обратному напряжению и выпрямляющему току.
2.8 Расчёт накопительного конденсатора
Расчёт проводится из основания обеспечения выходного импульса тока с параметрами:
Электромагнитные параметры:
Длительность импульса составляет
.Чтобы работа электромагнита была эффективной, переходный процесс должен закончиться в течении времени
 |
Для этого индуктивность
должна быть 
Для разряда ёмкости на электромагнит необходимо будет выполнить следующие соотношения:
 |
Принимая
получим
или
Тогда ёмкость конденсатора должна быть не менее
Таким образом необходима ёмкость
Этому требованию удовлетворяет ёмкость К50 – 18
.Ограничительный резистор выбран исходя из возможностей выпрямляющего мостика
. 
Примем
 |
Тогда постоянная времени заряда накопительного конденсатора будет равна:
Тогда постоянная, обеспечивающая заданную частоту следования импульсов
Мощность ограничивающего резистора
определяется соотношением через энергию заряда 
2.9 Расчёт прерывателя – формирователя импульсов
Для реализации данной схемы можно применить схему генератора одиночных импульсов на микросхеме 561 ЛН 1, управляющим терристорным ключом К 4202 Н. Для согласования мощности микросхемы и мощности терристором, используется усилитель на транзисторах КТ 315 В, КТ 817 Г.
Питание микросхемы и усилителя осуществляется от стабилизатора – эмитерного повторителя на транзисторе КТ 817 А.
Светодиод АЛ 307 Б сигнализирует о включении питания. Диод КД 202 А служит для защиты терристора от обратных импульсов с электромагнита при выключении (по окончании времени
).Резистор 1.1 к (
) устанавливает ток управления терристором (25 мм).Требуемая длительность импульсов
обеспечивается подбором ёмкостей в цепи управляющей кромки 
(в диапазоне до 10 мкф.) и резисторов в зарядно – резисторной цепочке ( 
) регулировкой 10к потенциометр.Постоянная времени в данном случае оценивается как
, то есть сравнима с .Т.О. Параметры элементов схемы обеспечивают требуемые параметры импульса на электромагнитный привод.
2.10 Расчет надежности и долговечности ЛЭМД
1) расчет надежности возвратной пружины
Материал пружины проволока 60С2 ГОСТ 9389–75.
σв=1275·106 Па – напряжение при однократном нагружении.
σ1=σв, σN=300000000 – действующее значение напряжения.
Принимаем показатель усталости t=8.
Средняя частота циклов:
ω=1,5 Гц.
Для найденных значений принимаем:
F1=0,99999969; F2=0,99999971
Вероятность безотказной работы:
Проверка
2) Расчет надежности распорной пружины
Материал пружины проволока 60С2 ГОСТ 9389–75.
σв=1275·106 Па – напряжение при однократном нагружении.
σ1=σв, σN=350000000 – действующее значение напряжения.
Принимаем показатель усталости t=8.
Средняя частота циклов:
ω=1,5 Гц.
Для найденных значений принимаем:
F1=0,9999996652; F2=0,9999997134
Вероятность безотказной работы:
3) Расчет надежности амортизирующей пружины
Материал пружины проволока 60С2 ГОСТ 9389–75.
σв=1275·106 Па – напряжение при однократном нагружении.
σ1=σв, σN=318750000 – действующее значение напряжения.
Принимаем показатель усталости t=8.
Средняя частота циклов:
ω=1,5 Гц.
Для найденных значений принимаем:
F1=0,99999968; F2=0,99999971
Вероятность безотказной работы:
4) Расчет надежности ударной пары боек-наковальня
Материал бойка сталь40ХН