Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

L_I= ,

 

где l_k – длина обмотки, l_k =0,05 м.

L_I=5 м.

- перевод в базисные величины.

Функции для расчета коэффициентов уравнения для определения нейтрали:

 

,

,

 

где r_m – магнитное сопротивление.

Напряженность в относительной форме:

 

A/м,

 

где α, β,γ – коэффициенты аппроксимации; α=625; β=19,5; γ=44,5.

 

; r_m1=2,822*10 ^–3 Гн ^–1.

 

B₁=B_I – индукция не насыщенной «стали 3»;

B_c=2 Тл – индукция потоков рассеяния;

B₂=1,75 Тл – индукция насыщенной «стали3»;

Ф_с=r_с²*В_с – поток рассеяния;

r_m1 – магнитное сопротивление не насыщенной «стали3»:

 

Гн ^–1;

r_m2 – магнитное сопротивление насыщенной «стали3»:

 

 Гн ^–1.

 

Коэффициент, входящий в уравнение нейтрали:

 

.

Рассчитаем положение нейтрали для рабочего зазора δ=0,015 м.

 

 

=0,01 м.; l₂=0,02 м.; l₃=0,02 м.

Определим магнитные потоки:

 

 

Результирующий поток:

 

Удельное МДС:

 

 f _I=6,963*10 ^–3 A/м.

 iω=2,77*10 ⁴ A/витков.

 

Рассчитаем число витков обмотки:

Выбираем [1] если импульсы питания короткие и частота небольшая f ≤ 2 Гц.

Е _I=0,1

Е=27 В-напряжение питания.

Число витков обмотки:

 

 W=270 витков.

 

Ток обмотки в коротком импульсе:

 

 i=20A.

 

Сечение окна обмотки:

r_1а=0,01 м.,

r_2а=0,0125 м.,

перевод в метры,

Коэффициент заполнения обмотки: k_z=0,4

Сечение меди: S_мед=k_z*S; S_мед=50.24 мм .

Сечение провода: .

Диаметр провода:  d_пр=0,48 мм.

Округляем до ближайшего большего числа и получаем: d_пр=0.5 мм.

Длина провода, выраженная через радиус витка:

 

; l_пр=19.07 м.

 

Сечение, выраженное через средний радиус витка:

 

.

 

Сопротивление обмотки: ,

ρ=0,01 Ом – удельное сопротивление провода обмотки (справочные данные).

R=2.1*10 ^–5 Ом.

Расчет коэффициентов для уравнения динамики ЛЭМД:

δ=0,015 м. – начальный рабочий зазор.

 δ _I=1,5 – перевод в относительную форму.

- базисное значение силы тяги; F_δ=2,5*10 ² Н.

Тяговое усилие от притяжения в рабочем зазоре:

,

 

Тяговое усилие от потоков рассеяния:

 

 

F_е2a=0,145 H.

Полное тяговое усилие, в исходном положении якоря:

 F_la=275,145H.

- приведенное значение.

Якорь располагается эксцентрично в круглом отверстии фланца, в следствие чего возникает сила одностороннего магнитного притяжения, вызывающая трение между направляющим стержнем и фланцем; найдем ее:

 – функция преобразования абсолютного значения в относительное.

 

 

Величина нерабочего зазора Δа=0,0002 м.

 

Δ=О(Δa); Δ=0.002 м.

Толщина фланца h_na=0,005 м.

 

h_n=O(h_na); h_n=0,5 мм.

 

Коэффициент трения якоря о втулку k=0,022.

Индукция направляющего стержня: В_с=2 Тл.

Радиус стержня: r_са=2*10 ^–3 м.; r_c=0,2 м.

Сила трения F_т:  F_т=7,34*10 ^–3 H.

Сила сопротивления пружины в обобщенной форме:

- жесткость пружины.

- начальная глубина внедрения якоря в обмотку.

 

 F_p=0,535 H.

 

Найдем демпфирующую силу:

- диаметр сердечника;

- зазор между сердечником и магнитопроводом.

Коэффициент демпфирования вычислим по формуле:

где v = 0,9 м/с. – усредненное значение скорости за время движения якоря.

 

 F_d=0.004 H,

 

где F_d – демпфирующая сила, зависящая от скорости движения якоря.

Рассчитаем коэффициенты выведения в пункте 1.3:

 

 p₁=2,411*10⁵, p₂=10,592

 

Подставляя эти коэффициенты в систему уравнений (1.3.3) можно рассчитать любые динамические параметры ЛЭМД.

 

2.5 Расчёт напряжений, возникающих при ударе бойка по наковальне и жёсткости амортизирующей пружины

 

Исходные данные:

, модуль упругости стали 40´;

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

Qб =0.11707 кг, масса бойка с сердечником;

Qp = 0.0186 кг, масса наковальни с долотом.

Определим максимальную силу удара в месте контакта бойка и наковальни, которая может возникнуть при работе прибора, если долото оперто в достаточно жёсткий материал (например чугунную плиту), используем формулы, выведенные на основе формул Герца.

 – коэффициент Пуассона.

 

 

R1 – радиус сферической поверхности бойка;

R2 – радиус сферической поверхности наковальни.

Для удобства обозначим:

m1= Qб,

m2 = Qp.

Найдём m – приведённую массу системы

 

г

 

Определим промежуточный коэффициент b

 

 

Зная b, найдём x макс – наибольшее сближение тел во воемя удара, соответствующее наибольшему значению ударной силы.

 

Теперь определим время соударения t cjel

 

 

Вычислим напряжения, возникающие при ударе в месте контакта, используя формулы, приведённые выше, определив радиус пятна контакта:

 

- напряжения, возникающие во время удара.

 

Допускаемое напряжение на усталость материала стали , отсюда запас

Вычислим коэффициент жёсткости пружины, установленной между корпусом и наковальней (эта пружина исключает передачу удара на корпус прибора при ненормальных режимах работы), например при холостом ударе, когда долото не опирается на кость.

Исходные данные для расчёта:

m = Qб = 0.00707 кг – масса бойка;

m = Qр = 0.0186 кг – масса наковальни с долотом.

Начальную кинетическую энергию бойка определим из выражения:

 

а максимальное перемещение наковальни при холостом ходе определим

Используя полученные данные, приравняем следующие выражения:

 

 

Выразив из него s, получим:

 

 

Найдя s, определим жёсткость пружины k

 

 

Максимальное усилие, возникающее в пружине в процессе удара:

 

 

2.6 Расчёт и обоснование элементов принципиальной схемы блока питания

 

Для обеспечения эксплуатационных характеристик рассматриваемого модернизируемого устройства – трепанатора, его необходимо питать от автономного источника питания (аккумулятора) или от сети 220 В с хорошей гальванической развязкой; для обеспечения безопасности пациента и медицинского персонала.

Из анализа возможных схем питания устройства следует, что обеспечить требуемую развязку можно только использованием трансформатора. С другой стороны, для работы инструмента требуется значительная импульсная мощность (»20 А, 50 В), что исключает применение прямого простого подключения через трансформатор, т. к. габариты и масса трансформатора на 1 кВт исключает его применение в качестве переносной аппаратуры. Поэтому необходимо сконструировать источник питания, удовлетворяющий противоречивым требованиям.

В качестве элемента, обеспечивающего согласование противоречивых требований возможно в данном случае применение конденсатора – накопителя, обеспечивающего необходимую импульсную мощность.

Таким образом, схема блока питания будет содержать три основных элемента: Трансформатор с выпрямителем, накопительный конденсатор, прерыватель – формирователь импульсов.

 

 

В соответствии с этим расчёты проводятся в нижеприведённой последовательности.