Апарат для стоматології - бормашина "БЕС-10"

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Зміст

Вступ

1. Конструкторська частина

1. 1Зуби, їх утворення, будова та функції

1.2 Карієс зубів

1.3 Класифікація бормашин

1.4 Огляд сучасних бормашин

1.5 Аналіз і огляд методів та засобів лікування бормашинами за об'єктами інтелектуальної власності

1.6 Розробка приладу

1.6.1 Опис конструкції та принцип роботи бормашини

1.6.2 Електрична схема

1.6.3 Модифікація. Розрахунок електричних характеристик приладу

1.6.4 Вказівки заходів безпеки

1.6.5 Алгоритм роботи апарату

1.6.6 Догляд за апаратом

1.6.7 Технічне обслуговування

1.6.8 Характерні несправності та методи їх усунення

1.6.9 Поточний ремонт

Висновки по розділу

2. Технологічна частина

2.1 Опис вузла

2.2 Розрахунок параметрів технологічності

2.3 Розрахунок геометричної точності розмірного ланцюга

2.4 Опис структурної схеми складання приладу2.5 Опис техноголічної схеми складання приладу

Висновки по розділу

3. Економічна частина

3.1 Оцінка рівня якості виробу

3.1.1 Вихідні положення

3.1.2 Обґрунтування системи параметрів виробу і визначення відносних показників якості

3.1.3 Визначення коефіцієнтів вагомості параметрів

3.2 Кошторис витрат на дослідно-конструкторські роботи (ДКР)

3.2.1 Матеріальні витрати (з відрахуванням вартості зворотних відходів

3.2.2 Витрати на оплату праці

3.2.3 Єдиний соціальний внесок

3.2.4 Витрати на спеціальне обладнання

3.2.5 Витрати на службові відрядження

3.2.6 Експериметально виробничі витрати

3.2.7 Накладні витрати

3.2.8 Прибуток

3.2.9 Загальні витрати

3.2. 10 Податок на додану вартість (ПДВ)

3.2. 11 Повна вартість роботи, виконаної власними силами

3.2. 12 Кошторис вартості виконаних робіт

Висновки по розділу

4. Охорона праці

Вступ до розділу

4.1 Аналіз умов для експлуатації апарату у лабораторії

4.2 Аналіз шуму та вібрацій

4.3 Ергономіка

4.4 Пожежна безпека

4.5 Інструкція техніки безпеки по роботі з бормашиною

Загальні висновки

Література

Вступ

Хвороби переслідують людство протягом тисячоліть. Але була винайдена медична техніка, покликана полегшити діагностику й лікування багатьох захворювань.

Медична техніка для діагностики, лікування й реанімації застосовується всюди. Компанії, які роблять медичну техніку, розробляють все нові й нові пристрої, і на сьогоднішній день багато медичної техніки містить у собі величезну кількість різних приладів.

В даній дипломній роботі розглянуто апарат для стоматології- бормашину «БЕС-10».

Апарат призначений для проведення лікувальних процедур та операцій в стоматології. Апарат застосовується в стоматологічних клініках та зуботехнічних лабораторіях. В апараті пускорегулюючий пристрій (ПРУ), який забезпечує пуск або зупинку апарату, ввімкнення зворотного ходу та вибору однієї з п’яти швидкостей. За допомогою бормашини проводять лікувальні (терапевтичні та ортопедичні), зуботехнічні роботи.

Далі в роботі розглянуто алгоритм функціонування апарату, а також більш детально представлено один з його вузлів, структурну і технологічну схему вузла.

1. КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА

1.1 Зуби, їх утворення, будова та функції

Зуби -- це важлива частина жувальномовного апарату, що є комплексом анатомічно й функціонально пов’язаних органів, які беруть участь у жуванні, голосоутворенні та артикуляції.

До цього комплексу належать:

тверда опора -- лицевий скелет і скронево-нижньощелепний суглоб;

жувальні м’язи;

органи захоплювання, перемішування та пересування їжі, формування харчової грудки для ковтання, а також забезпечення функцій звукомовного апарату (губи, щоки, піднебіння, зуби, язик);

органи подрібнення їжі -- зуби;

залози, секрет яких розріджує їжу та ферментативно її обробляє.

Розвиток зубів у ряду хребетних спричинився дуже важливими життєвими функціями організму -- захоплюванням, утримуванням і грубим механічним обробленням їжі, а часто також захистом і нападом.

Еволюційно зуби є похідними ектодермального епітелію, утвореного з луски. Луска давніх риб, що росла з країв щелеп, поступово залучалась до механічного оброблення їжі, набуваючи нових функцій. Внаслідок зношування луска замінювалась на нову, звідси зміна зубів, яка у нижчих хребетних повторюється багаторазово протягом життя, а в людини -- двічі.

Спеціалізовані зуби людини розвиваються з епітелію ротової ямки й розташованої нижче мезенхіми. З епітелію формується емалевий орган, а з мезенхіми -- дентин, пульпа, цемент, тверді та м’які тканини, які оточують зуб (пародонт).

Формування зубів починається з 6 -- 7-го тижня ембріогенезу. Умовно в розвитку зубів розрізняють три періоди, або стадії: закладання й утворення зачатків зубів; диференціація зубних зачатків; процеси одонтогенезу, а також розвиток тканин, які оточують зуби.

За хімічним складом і фізичними властивостями зуби наближаються до кісток, але будовою тканин вони відрізняються від них. Міцність і стійкість зубних тканин забезпечують тривале їх збереження у зовнішньому середовищі після смерті тварини чи людини, що дає змогу палеонтологам отримувати цінні відомості про будову тіла вимерлих попередників і його удосконалення в людини.

Емаль і дентин є органічною (твердою) основою зуба, серед елементів якої пізніше відкладаються неорганічні компоненти. У кістках скелета, в дентині та емалі органічні елементи, переплітаючись у складні конструкції, надають тканинам пружності й міцності при розтягненні, неорганічні компоненти формують і роблять їх твердими.

Кістка, дентин і емаль подібні між собою наявністю в них органічних і неорганічних (мінеральних солей) компонентів, але значно відрізняються їх співвідношенням, а також мікроскопічною структурою. Кістка містить близько 45% органічних речовин, дентин -- близько 30%, а емаль дорослої людини -- менше 5%. Кістка, дентин і емаль відрізняються гістологічною будовою: клітини кістки містяться в окремих лакунах; у дентині клітин немає, вони розташовані по периферії пульпи, а сам дентин пронизаний великою кількістю канальців, у яких проходять відростки одонтобластів. Емаль складається з призматичних структур -- емалевих призм, а клітини, які її формують, після прорізування зубів повністю руйнуються. Емаль є найтвердішою тканиною тіла, міцність її зумовлена високим (близько 97%) вмістом мінеральних солей. Зріла емаль не містить клітин, оскільки після її утворення і прорізування зубів амелобласти дегенерують. Тому емаль не здатна до регенерації в разі ушкодження.

Мінеральні речовини зуба досить легко можуть розчинятися кислотами їжі та деяких напоїв, що може призводити до утворення тріщин і ямок на поверхні емалі. У цих ділянках затримуються частинки їжі, в яких осідають і розмножуються бактерії, що продукують кислоти. Внаслідок руйнування в емалі з’являються порожнини. Цей процес відбувається без больових відчуттів. Біль виникає тоді, коли порожнина досягає дентину. Далі до процесу залучається пульпа. У ній розвивається запалення, що призводить до її загибелі.

Процес утворення емалі й дентину починається на верхівці коронки зуба й поширюється далі до його кореня. Через це корінь видовжується, що є важливим чинником у прорізуванні зубів.

Цемент -- також тверда речовина зуба, що формує його кісткову оболонку. Цемент не утворюється до тих пір, поки зуб не закінчить ріст і не займе остаточного положення в щелепі.

Основна функція цементу полягає в тому, щоб замурувати й міцно утримувати волокна періодонтичної пластинки, розташованої між цементом і кістковою стінкою зубної альвеоли, фіксуючи корінь зуба в альвеолі. У верхній частині кореня цемент безклітинний, у нижній (біля верхівки зуба) у невеликих лакунах серед звапнованої міжклітинної речовини містяться клітини цементобласти, які сполучаються з джерелами живлення за допомогою своїх відростків.

Зуб складається з таких частин: коронки, шийки, кореня (рис. 1. 1). Різні у функціональному відношенні зуби мають неоднакову кількість коренів (1−3).

Основна маса зуба (коронка, корінь) складається з дентину, який визначає форму зуба. Дентин коронки вкритий емаллю, а дентин кореня (коренів) -- цементом. Місце з'єднання емалі коронки й цементу кореня розташоване в ділянці шийки зуба. Є чотири види з'єднання емалі з цементом: у стик (щільно прилягаючи); наповзання емалі на цемент; перекривання емалі цементом; незакривання ділянки дентину внаслідок того, що емаль не доходить до краю цементу.

Розрізняють анатомічну коронку зуба, вкриту емаллю, і клінічну коронку -- частину зуба, що виступає над яснами. Клінічна коронка внаслідок атрофії тканин з віком збільшується. На коронках усіх зубів розрізняють кілька поверхонь: жувальну, або змикальну, поверхню, -- поверхню доторкування верхнього і нижнього зубних рядів під час їх сходження; присінкову, або щічну; язикову, або піднебінну; контактну, яка має присередню і дистальну поверхні. На жувальній поверхні малих і великих кутніх зубів є горбки зуба.

Всередині зуба міститься невелика порожнина — пульпа, форма якої залежить від форми зуба.

бормашина технологічність витрати

Рис. 1.1 Будова зуба

Заміна зубів у людини відбувається один раз (рідко двічі як відлуння філогенетичних особливостей). Перша генерація зубів (20) -- це тимчасові (випадні), або молочні, які починають прорізуватись на 6 -- 7-му місяці життя і закінчують у 2 роки (ембріональний розвиток зубів). Друга генерація зубів (32 постійних зуби), починають прорізуватись у 5 -- б років життя і закінчують у 16--18 років.

Порядок розташування зубів реєструється у вигляді зубної формули, в якій окремі зуби позначаються цифрами або літерами. Отже, анатомічну формулу молочних зубів можна записати так: 2, 1, 2, тобто на кожному боці як верхньої, так і нижньої щелеп є два різці, ікло і два великих кутніх. Анатомічна формула постійних зубів: 2,1,2,3 (два різці, ікло, два малих кутніх і три великих кутніх. Третій великий кутній, або зуб мудрості, мінливий як за формою і розмірами, так і за терміном прорізування.

Зуби верхніх і нижніх дуг під час змикання щелеп перебувають у певному співвідношенні. Так, горбки малих і великих кутніх зубів однієї щелепи відповідають заглибинам на однойменних зубах іншої. У певному порядку доторкуються протилежні різці та ікла. Під час змикання щелеп таке співвідношення зубів у зубних дугах називається оклюзією.

Розрізняють чотири види оклюзії: центральну, передню і дві бічні. Центральна оклюзія -- наявність під час змикання зубів максимальної кількості контактуючих точок, причому серединна лінія лиця проходить між центральними різцями. Передня оклюзія -- серединне сходження зубних рядів, але із зміщеною допереду нижньою дугою. Бічна оклюзія -- зміщення нижньої щелепи праворуч (права оклюзія) чи ліворуч (ліва оклюзія).

Положення зубних дуг у центральній оклюзії називається прикусом. Розрізняють фізіологічні (нормальні) і патологічні прикуси. До фізіологічних прикусів належать ортогнатичний, прямий, деякі ступені прогнатичного й опістогнатичний; до патологічних -- прогнатичний, прогенічний, глибокий, відкритий і перехресний. Усі види прикусів вивчають у курсі ортопедичної стоматології.

1.2 Карієс зубів

Карієс — це патологічний процес, який виникає після прорізування зубів, внаслідок дії комплексу несприятливих факторів зовнішнього і внутрішнього середовища і проявляється демінералізацією і розм’якшенням твердих тканин зуба з наступним утворенням дефекту у вигляді каріозної порожнини.

Карієс зубів відомий давно. В літературі є данні про зуби, зруйновані карієсом, які відносяться до періоду 3−2,5 тисячі років до нашої ери. Під час розкопок, виявилось, що у наших предків, які жили на Київській Русі IX-XI століттях, відсоток осіб, які мали каріозні зуби 3,3.

Фактори, які впливають на розвиток каріозного процесу:

низька концентрація фтору у питній воді (менше 1,5 мг/мл);

характер харчування та роль у ньому вуглеводів (внаслідок клінічних та експерементальних досліджень доведено, що в осіб, які полюбляють солодощі інтенсивно уражаються зуби карієсом);

мікроорганізми, які в процесі ферментування вуглеводів утворюють молочну та інші органічні кислоти;

зубні відкладення (в них проходить процес розщеплення мікроорганізмами вуглеводів з утворенням органічних кислот);

недостатьне надходження мікроелементів (Са, Р) та мікроелементів;

іонізуюче випромінення, радіація, рентгентерапія, променева хвороба (причиною виникнення карієсу при променевій хворобі, є порушення слиновиділення, накопичення мікроорганізмів і тд.).

В залежності від принципів, карієс розрізняють:

анатомічий (в залежності від ураженних тканин — карієс емалі/дентину/цементу);

за локалізацією вогнища ураження (фігурний, апроксимальний (контактний), пришийковий);

клінічний.

За характером перебігу карієс поділяють на карієс повільного, швидкого перебігу та стабілізований.

Клінічний карієс (рис. 1. 2) поділяють на:

початковий карієс;

поверхневий карієс;

середній карієс;

глибокий карієс.

Рис. 1.2 Клінічний карієс.

Початковий карієс — це підповерхнева демінералізація емалі, має 5 зон: поверхневу, підповерхневу, центральну, проміжну, внутрішню. Скарг, як правило не має. Лише можливе відчуття оскомини. Зуб втрачає природній блиск. Стає матовим, крейдяноподібним. При зондуванні білої плями — зонд ковзає. При пігментованій плямі (хронічний перебіг) спостерігається забарвлення коричневе аж до чорного. При зондуванні відчувається легко шорстка поверхня.

Поверхневий карієс. При поверхневому карієсі спостерігається розм’якшення і утворення дефекту в емалі. При гострому поверхневому карієсі хворі скаржаться на відчуття оскомини (особливо на солодке), біль від холодного, біль під час механічного подразнення (чищення зуба). Краї емалі не рівні, крейдяноподібно змінені. Зонд застряє. При хронічному перебігу каріозна порожнина пігментована, не болюча, дно поверхні шорстке. Каріозна порожнина не велика при огляді.

Середній карієс. Спостерігається диструкція тердих тканин з утворенням дефекту до плащового дентину. Гострий середній карієс має не великий вхідний отвір, а коли краї емалі обломались то відчувається біль, але короткочасний на всі види подразників (термічний, механічний, хімічний подразник). Після зняття подразника біль зразу припиняється.

При хронічному перебігу — каріозна порожнина виглядає як блюдце, тобто, широкий вхідний отвір із звуженим кінцем донизу. Дно і стнки при хронічному перебігу — пігментовані, тверді.

Глибокий карієс. Гострий глибокий карієс. Все те саме, щой при гострому середньому карієсі. А саме: якщо попадають подразники тоді різка реакція на термічні, механічні, хімічні (солодке, кисле) подразники. Біль не зникає зразу, а може ще тривати до 1,5 хвилини. Вхід в порожнину — малий отвір, а сама порожнина росширюється до дна. Дентин — світлий, розм’якшений. При хронічному глибокому карієсі глибока порожнина, виглядає як блюдце. Широкий вхідний отвір із звуженим кінцем донизу.

Лікування карієсу.

Початковий карієс. При гострому початковому карієсі (в стадії білої плями) можна застосувати місцеве лікування: а саме, ремінералізуючу терапію з припаратами Са, F, Р. Використовують 10% розчин глюконату Са, 2% розчин NaF, 75% фтористу пасту втирають у ділянку початкового карієсу, покривають фторлаком, використовують 3% ремоденту. Ремінералізуючу терапію проводять шляхом аплікацій, електрофорезу, фонофорезу.

В стадії пігментованої плями ремінералізуюча терапія неефективна. Якщо каріозна порожнина невелика, то спостерігаємо в динаміці. Коли карієс займає обширну поверхню то необхідно її зішліфувати і запломбувати.

При покритті зуба штучною коронкою незалежно від її розмірів слід зішліфувати і запломбувати.

Поверхневий, середній і глибокий карієс лікують оперативно-відновним методом, тобто препарування і пломбування.

У зв’язку з тим, що переважна більшість хворих звертається до лікаря в розвинутій стадії карієсу, коли вже виникла каріозна порожнина, пломбування є єдиним способом лікування, який забезпечує відновлення анатомічної форми і функції зуба, а також сприяє призупиненню каріозного процесу.

Препарування каріозної порожнини передбачає інструментальну обробку каріозної порожнини з метою:

висічення патологічно змінених тканин емалі з дентином.

створення найкращих умов для фіксації пломбувального матеріалу з відновленням анатомічної форми і функції зуба.

При препаруванні ми дотримуємося двох принципів: біологічної доцільності та технічної раціоналізації.

Принцип технічної раціоналізації передбачає профілактичне розширення каріозної порожнини до так званих «імунних зон» (його запропонував Блек).

Принцип біологічної доцільності, який протиставляється принципу технічної раціоналізації, є більш бережливим і передбачає препарування каріозної порожнини до видимо здорових тканин. Його висунули відчизняні вчені. Лікарю необхідно постійно ніби балансувати між цими двома взаємовиключаючими один одного принципами. Пам’ятаючи при них лікар приступає до етапів препарування.

Етапи препарування:

розкриття каріозної порожнини;

розширення каріозної порожнини;

нефректомія;

формування каріозної порожнини;

обробка емалевого краю.

1−3 етап є втіленням принципу біологічної доцільності, а 4,5 — технічної раціональності.

Розкриття каріозної порожнини полягає в тому, щоб розширити вхідний отвір в каріозну порожнину, видаляючи нависаючі краї емалі. Для цього використовують кулясті та фісурні бори, краще алмазні. Розмір бора менший або рівний вхідному отвору.

Розширення каріозної порожнини здійснюється з метою створення зручного доступу для огляду і препарування. При розширені каріозної порожнини вирівнюються емалеві краї, висікаються уражені фісури, заокругляються гострі кути, частково видаляється некротизований дентин. Розширюють порожнину фісурними борами середнього і великого розміру.

Некректомія — це кінцеве видалення із каріозної порожнини всіх уражених тканин емалі і дентину. Цю операцію здійснюють починаючи гострим екскаватором, закінцуючи кулястим, фісурним або конусоподібним борами.

Формування каріозної порожнини має на меті створити сприятливі умови для фіксації і тривалого збереження постійної пломби. При поверхневому і середньому карієсі найбільш раціональною є ящикоподібна порожнина із прямими стінками, плоским дном, кут між якими 900. Форма може бути у вигляді прямокутника, хрестоподібна та інш. під час формування при глибокому карієсі слід враховувати близькість рогів пульпи, тому дно формується валикоподібним (валик над рогом пульпи). Формування проводять зворотньо-конусними борами. Для створення насічок, боріздок, заглиблень використовують колесоподібний бор.

Обробка емалевого краю (заключний етап). Цей етап ще називають так: згладження країв емалі, фінірування країв емалі, створення фальцу, створення скосу під кутом 450є. Отже, по краях порожнини утворюють скос емалі під кутом 450є. Утворений фальц, ніби головка цвяха оберігає пломбу від осьового зміщення під дією жувального тиску. Крім того, площа зчеплення пломби з емаллю значно збільшується завдяки фальцу.

Отже, відпрепарована каріозна порожнина має такі елементи:

дно — обернене до пульпи зуба;

стінки — під прямим кутом до дна;

порожнина основна — на місці каріозного вогнища;

порожнина додаткова (її ще називають додатковою площадкою, яка створюється в здорових тканинах для кращої фіксації пломби при II, III, IV класах за Блеком);

кути, їх називають застінками що їх утворюють (щічно-медіальний і тд.);

краї- разом зі стінками обмежують вхідний отвір каріозної порожнини.

Для знеболення препарування використовують такі розчини для аплікацій: карбонати і гідрокарбонати Na i K, 75% паста NaF за Лукомським, 75% хлориду стронцію, 75% гліцерофосфату Са.

Після препарування каріозної порожнини проводять медикаментозну обробку такими засобами: перикись водню 3%, спирт 70%, ефір. Оскільки ефір неповністю висушує, а знежирює каріозну порожнину то ще висушують повітрям. Після цього пломбують, ставлять ізолюючу прокладку, а зверху постійну пломбу.

Лише гострий глибокий карієс лікують в два сеанси: 1-ше відвідування кладуть лікувальну прокладку і тимчасову пломбу, а в друге відвідування через 10 днів, якщо немає болю прокладку і постійну пломбу.

1.3 Класифікація бормашин

Бормашини, які використовуються в медичній практиці, використовують широкий діапазон швидкостей оберту, низької до надвисокої. Існують різні підходи до класифікації бормашин, наприклад, за способом розташу- вання, що використовується, за способом кріплення шлангів для накінечників (верхня і нижня подача), за типом приводу.

У стоматології застосовують різні бормашини з регульованою швидкістю обертання, яку прийнято вважати:

низькою (до 10 000 об / хв);

середньої (від 25 000 до 50 000 об / хв);

високою (від 50 000 до 100 000 об / хв);

дуже високою (від 100 000 до 300 000 об / хв);

надвисокою (понад 300 000 об / хв).

По типу приводу бормашини можна класифікувати на:

повітряні для установки на рукаві накінечників:

турбінні;

мікромоторні;

з вбудованими повітряними мікромоторами, які встановлюються на повітряний рукав через швидкий з'єднувач;

спеціального призначення (лазерні, для препарування променем);

для проведення ендодонтичних робіт;

для пародонтологічних маніпуляцій);

для професійної гігієни (зняття зубних відкладень; відбілювання содою під тиском) та зняття за рахунок руйнування цементного шару штучних коронок і мостовидних протезів;

електричні для установки на них електричних мікромоторів (щіткових і безщіточних) і п'єзоелектричних скалером.

Бормашина для хірургічних маніпуляцій повинна володіти достатньо великим діапазоном швидкості обертання (від 1000 до 30 000 об / хв), для того щоб розсікати не тільки губчасту, але і компактну кістку, тканини зуба. При цьому профілактика ушкодження кістки від перегрівання при використанні фрез, борів досягається різними шляхами:

охолодженням обертового інструменту та дотичної з ним кісткової тканини охолодженим стерильним фізіологічним розчином;

зниженням швидкості обертання ріжучого інструменту по мірі збільшення його діаметра;

дотриманням переривчастого режиму роботи без сильного притиснення інструменту до кістки;

використанням гострих фрез, борів.

З урахуванням цих вимог оптимальним варіантом є оснащення хірургічного кабінету, операційної портативними електричними бормашинами зі швидкістю обертання від 1000 до 30 000 об / хв, регульованим редуктором, що має реверсивний пристрій (дозволяє змінювати напрямок обертання), і автономною установкою для охолодження різального інструменту фізіологічним розчином.

При відсутності бормашини з автономною системою охолодження можна використовувати універсальну стоматологічну установку (УС-3О) або портативну електробормашіну і стандартну медичну систему для внутрішньовенного введення рідини разового користування. У цьому випадку режим подачі охолодження фізіологічним розчином під час операції регулює асистент.

1.4 Огляд сучасних бормашин

Бормашина «D& Т-80»

Бормашина «D& Т-80» (рис. 1. 3) призначена для проведення лікувальних процедур та операцій в стоматології. Вона містить високооборотний безконтактний мікромотор, електронний блок управління і вологозахищений ножний кнопковий вимикач.

Рис 1.3. Бормашина «D& Т-80»

Мікромотор виконаний за магнітоелектричної схемою з беспазовим статором. Для збудження ротора застосована висококоерцитивна інтерме- талічна композиція NdFeB і нетрадиційна компоновка магнітної системи, що в сукупності дозволило підвищити ресурс, потужність і ККД, знизити тепловиділення, спростити технологію. Мікромотор легко і швидко розбирається на вузли для ремонту або заміни підшипників.

Електронний блок управління забезпечує режим обертання безконтактного ротора в прямому і зворотному напрямках, жорстку стабілізацію частоти обертання при дії зовнішнього навантаження, регулювання і цифрову індикацію частоти обертання, а також створення режиму прискореного динамічного гальмування ротора при вимиканні. Включення мікромотора може здійснюватися як від ножного кнопкового вимикача, так і від вимикача на панелі блоку. Блок управління може забезпечувати роботу мікромотора в режимі повної або зниженої (30%) потужності за рахунок обмеження моменту обертання. При цьому максимальна величина моменту обертання підтримується постійною у всьому діапазоні частот обертання ротора. Функція обмеженої потужності необхідна при виконанні деяких видів зуботехнічних і терапевтичних робіт. В блоці управління реалізований захист бормашини від перевантаження, наприклад, при заклинюванні інструмента або при включенні мікромотора при незафіксованому інструменті.

Технічні характеристики: напруга живлення — 220 В, 50 Гц; частота обертання — 2000 … 40 000 об / хв; потужність на валу (механічна потужність) (max) — 100 Вт; споживана потужність (max) — 130 ВА; максимальний момент обертання — 0,02 Н · м; спосіб з'єднання вала й інструмента — цанговий механізм Ж 2,35 мм; маса мікромотора — 0,25 кг; маса блоку управління — 1,6 кг.

Бормашина Marathon Handy 701

Бормашина Marathon Handy 701 (рис. 1. 4) — портативна бормашина підвищеної потужності для стоматології, зуботехнічної лабораторії.

Вона має потужний безщітковий накінечник BM50S1 (максимальна потужність 230 Ватт), в наявності також портативний блок управління з цифровою індикацією швидкості обертання, або індикації коду, у разі несправності. Регулюється вручну, або за допомогою педалі.

Блок управління Handy 701 забезпечує плавне регулювання швидкості (1000−50 000 об. / хв.), володіє функцією реверсу, автодіагностики, оповіщення про несправності, має цифровий дисплей і магнітний тримач для обертових інструментів.

Безщітковий мікромоторний накінечник ВM50S1 має зручний механізм зміни насадок, тримач для накінечника на блоці управління, педаль плавного регулювання швидкосей, ергономічний дизайн.

Перед початком роботи бормашини необхідно залишити накінечник працюючим на максимальній швидкості на 5 хвилин на холостому ходу.

Рис. 1.4. Бормашина Marathon Handy 701

Технічні характеристики:

1) блок управління HANDY 701: тип блоку — настільний; габаритні розміри — 137 мм * 232 мм * 180 мм, вага — 2,7 кг.; живлення — АС 110/220V;

2) безщітковий мікромотор SDE-ВH50S1: обертовий момент — 7,8 Н * см, максимальна потужність — 230 Ватт; швидкість обертання — 1000−50 000 об / хв; габаритні розміри — 159 мм * 27 мм, вага — 0. 23 кг;

3) педаль: FS-60: має плавне регулювання швидкостей.

Портативна електрична бормашина Colt

Бормашина Colt (рис. 1.5.) складається з двох електродвигунів, електроприводу, пускової педалі і шнура живлення.

Рис. 1.5. Портативна електрична бормашина Colt

Електропривід включає в себе 2 електродвигуни, пускорегулюючий пристрій зі шнуром живлення та педаллю. На основі електроприводу розташований трансформатор, друкована плата, тримач запобіжника, кнопка включення живлення бормашини, ручка регулювання швидкості електродвигуна і інші елементи електричної схеми.

Принцип дії бормашини полягає в передачі обертаючого моменту інструменту від електродвигуна за допомогою поводка і шпинделя тримача накінечника. Накінечники надягають на тримач і утримуються на ньому силами тертя, виникаючими між внутрішньою поверхнею втулки накінечника і виступаючими частинами тримача.

Електрична схема бормашини забезпечує регулювання частоти обертання електродвигуна; стабілізацію частоти обертання при впливі на бормашину різних збурюючи факторів; збереження обертаючого моменту на низьких оборотах; подавлення радіоперешкод, створюваних електродви-гуном.

Технічні характеристики: напруга живлення — змінного струму частотою 50 і 60 Гц — 200−240 В, постійного струму — 40 В; номінальний обертаючий момент — не менше 10 М/Н (кгс/см), максимальна частота обертання інструменту бормашини — 16 000 об/хв.; мінімальна частота обертання інструменту бормашини — не більше 100 об/хв; коефіцієнт стабілізації максимальної частоти обертання інструменту бормашини при
живленні від мережі змінного струму — не менше 0,85; режим роботи повторно-короткочасний, тривалість циклу — 10 хв., тривалість роботи протягом циклу — 1,5 хв.; маса — не більше 2,5 кг; середнє напрацювання на відмову — не менш 2000 циклів; напрацювання на відмову наконечників —
згідно нормативно-технічної документації на них; середній термін служби до списання — не менше 10 років при інтенсивності експлуатації не
більше 4-х циклів роботи протягом дня.

Бормашина електрична зуботехнічна настільна БЕЗН-01

Зуботехнічна бормашина БЕЗН-01 (рис. 1. 6) — для лабораторної практики, що забезпечує обробку матеріалів, що застосовуються в сучасній стоматології, що поєднує в собі широкі функціональні можливості і комфортність в експлуатації.

Рис. 1.6. Зуботехнічна бормашина БЕЗН-01

У конструкції бормашини застосовується надійний високооборотний безщітковий електропривод, використання якого забезпечує стабільне число обертів під навантаженням у всьому робочому діапазоні.

Бормашина має функцію реверсивного обертання, зручне світлове табло, що показує число обертів вала мікромотора, є можливість включення і зупинки за допомогою натискання виносної ножний педалі або перемикачем «ПУСК» на лицьовій панелі, є система контролю і режим захисту від граничних навантажень на вал мікромотора, сповіщає звуковим сигналом про перевантаження, а так же сенсорні перемикачі, що дозволяють плавно регулювати частоту і напрям обертання.

Технічні характеристики: діапазон числа обертів — 3000 — 40 000 об / хв; номінальний обертаючий момент валу мікромотора — 100 г х см; споживана потужність — 100 Вт; габаритні розміри — 180×126×92 мм; маса — 2,5 кг.

Бормашина електрична універсальна портативна БЭУП-01

Бормашина електрична універсальна портативна БЭУП-01 (рис. 1. 7) призначена для проведення лікувальних (терапевтичних та ортопедичних), зуботехнічних робіт.

Рис. 1.7. Бормашина електрична універсальна портативна БЭУП-01

Передбачено реверс напрямку обертання, індикація перевантаження, плавне регулювання швидкості обертання. Два електроприводи підвищеної потужності забезпечують можливість виконання всіх видів робіт у практиці зубного протезування. Бормашина зручно розміщується в сумці-укладанні. Існує в 4 варіантах поставки:

комбінована — комплектується двома електродвигунами і трьома накі- нечниками (прямим, кутовим, зуботехническим);

лікувальна — комплектується одним електродвигуном і двома накі-нечниками (прямим, кутовим);

зуботехнічна — комплектується одним електродвигуном з зуботе-хнічним накінечником.

зуботехнічна зі шпателем.

Технічні характеристики: напруга живлення — 220 В, ~ 50 і 60 Гц; повна споживана потужність — не більше 70 ВА; частота обертання інструменту бормашини 3000−20 000 об / хв; габаритні розміри — 250×115×75 мм; маса — 5,5 кг.

Бормашина електрична універсальна БЭУ-01

Бормашина електрична універсальна БЭУ-01 (рис. 1. 8), призначена для терапевтичних, ортопедичних і зуботехнічних робіт в стоматології.

Рис. 1.8. Бормашина електрична універсальна БЭУ-01

Бормашина зібрана в портативному корпусі, в якому розміщені блок живлення і блок управління. На передню панель бормашини виведені вмикач мережі і ручка завдання числа обертів вала мікродвигуна. На задній панелі є роз'єми підключення педалі мікродвигуна і тумблер «Реверс», що задає напрямок обертання вала мікродвигуна. Живлення здійснюється від мережі 220 В або 24 В (БЭУ-01 24В).

Бормашина може поставлятися окремими складовими частинами на вимогу замовника. Блок БЭУ-01 24 В легко вбудовується в стоматологічну установку і працює від змінного струму напругою 24 В.

Технічні характеристики: живлення від мережі змінного струму частотою — 50 ± 0,5 Гц; напругою для варіанту виконання БЭУ-01 220В — 220 ± 22В; напругою для варіанту виконання БЭУ-01 24В — 24 ± 2В; споживана потужність — не більше 120 Вт; частота обертання інструменту на холостому ходу з накінечником стоматологічним, що мають передаточне відношення 1:1 (в залежності від використовуваного мікромотора): мінімальна 100−1000 об / хв, максимальна — 40 000, 30 000, 14 500 об / хв; режим роботи повторно-короткочасний: цикл — 10 хв, тривалість роботи — 4 хв; маса: БЭУ-01 220В — 2,4 кг, БЭУ-01 24В — 0,5 кг; габаритні розміри блоку керування: БЭУ-01 220В — 150×150×75мм, БЭУ-01 24В — 120×60×30мм; пускова електрична педаль з габаритними розмірами — 70×105×35мм; довжина мережевого дроту, проводи мікроелектродвигуни і пусковий педалі - не менше 1500 мм.

1.5 Аналіз і огляд методів та засобів лікування бормашинами за об'єктами інтелектуальної власності

Бормашина [патент 1]

Винахід відноситься до галузі приладобудування і може бути використано в медичній техніці при протезуванні та лікуванні зубів. Бормашина містить приводний електродвигун, хвостовик вала якого зчленований за допомогою з'єднувального елемента з вхідним кінцем вала знімного наконечника. З'єднувальний елемент виконаний у вигляді спіральної пружини. Один кінець пружини має відігнутий всередину радіальний вусик. Хвостовик вала електродвигуна виконаний з торцевою осьової порожниною. Вхідний кінець вала знімного наконечника виконаний з поздовжнім шліцом і циліндричною зовнішньою проточкою. Спіральна пружина виконана з напрямом навивки, протилежним напрямку обертання валу приводу, і з кінцем, протилежним відігнутому вусику. Пружина під напругою встановлена?? на хвостовику вала електродвигуна. Вхідний кінець вала знімного наконечника охоплений другим кінцем спіральної пружини, радіальний вусик якої встановлено в поздовжньому шліці вхідного кінця вала знімного наконечника. Зовнішня проточка вхідного кінця останнього частково і з зазором розміщена в торцевій осьової порожнини хвостовика вала електродвигуна. В результаті підвищується технологічність виготовлення і термін служби при підвищених швидкостях обертання робочого елемента бормашини.

Бормашина (рис. 1. 9) містить приводний безконтактний електродвигун — 1, зйомний накінечник — 2, в якому кріпиться змінний ріжучий інструмент — 3. Хвостовик — 4 вала електродвигуна — 1 зчленований з вхідним кінцем — 5 вала зйомного наконечника — 2 за допомогою спіральної пружини — 6 циліндричною форми.

Рис. 1.9. Бормашина

Бормашина [патент 2]

Винахід відноситься до галузі медичної техніки, а більш конкретно, до пристроїв для механічної обробки зубів, зубних протезів, формувальних мас, тощо, і може бути використаний при створенні стоматологічного устаткування для зуботехнічних і терапевтичних робіт.

Пневматичний стоматологічний мікромотор (заявка РФ № 93 011 194/14) містить корпус, повітряну турбіну, пристрій для з'єднання турбіни з інструментом та гнучкий шланг для підводу стиснутого повітря. Позитивною властивістю такого пристрою є висока швидкість обертання інструмента.

Недоліком є низький момент обертання і необхідність джерела стиснутого і очищеного повітря.

Бормашина (патент РФ № 2 056 806) містить безконтактний електричний двигун постійного струму, у корпусі якого розміщений намагнічений ротор з підшипниками, пакет якоря з обмотками і давачі положення ротора, з'єднані електрокабелем з блоком управління.

Недоліком бормашини є невисокий ККД, який зменшується з ростом частоти обертання ротора внаслідок росту витрат на вихрові струми в пакеті статора. Це призводить до підвищення енергоспоживання, перегріву мікромотора, необхідності його охолодження. Тому в прототипі передбачений вентилятор, який розташовується на роторі, і вентиляційні канали в пакеті статора

Дана стоматологічна бормашина містить корпус з намагніченим ротором елекгромотора, пристрій для установки інструмента, обмотки статора і датчики положення ротора, які з'єднані електрокабелем з блоком управління.

Відрізняється від аналогів тим, що на діаметрально намагніченому роторі встановлений концентрично з зазором, відносно магніту, циліндричний стакан, виконаний із феромагнітного матеріалу; обмотки статора і датчики встановлені на підшипниковому щиті і розташовані в зазорі між намагніченим ротором і циліндричним стаканом, а поверхневі шари корпуса електромотора і підшипникового щита виконані з окислу алюмінію товщиною 30−50 мкм.

Рис. 1. 10. Бормашина

Бормашина (рис. 1. 10) містить корпус мікромотору 1, підшипники 2, вал ротору 3, діаметрально намагнічений постійний магніт ротору 4, феромагнітний стакан 5, блок обмоток 6, датчики положення ротору 7, підшипниковий щит 8, цанговий механізм 9 з інструментом 10, блок управління 11 з електрокабелем 12.

Бормашина [патент 3]

Винахід відноситься до галузі медичної техніки, може бути використано в медичній техніці при протезуванні та лікуванні зубів.

Пневматична бормашина (рис. 1. 11), включає в себе подовжені ручки в тому числі засоби на одному кінці для підключення до роз'єму труб, в тому числі і подовжені трубки простягається від засобів для підключення на одному кінці, де інший кінець має видовжену ручку для забезпечення проходження повітря з одного кінця ручки до іншого, головка ручки підтримується на іншому кінці і в тому числі повітряна турбіна розташована в голівці для отримання повітря передаваємого на інший кінець ручки, а зовнішній корпус головки формується з пари додаткових порожнистих ручок, кожна з яких встановлена на протилежних сторонах роздільної пластини.

Рис. 1. 11. Бормашина

У бормашині дільна пластина розташована і включає в себе частину розділяча повітря, що передається з іншого кінця ручки до двигуна повітряної турбіни, яка розташована в голові, для забезпечення поширення потоку повітря до турбіни.

Бормашина [патент 4]

Винахід відноситься до медичної техніки, зокрема до пристроїв, що використовуються при протезуванні зубів. Найбільш близькою до даного технічного рішення є бормашина містить малогабаритний колекторний електродвигун постійного струму, укладений в гільзі, закритою кришкою і втулкою. З валом електродвигуна за допомогою напівмуфти, штифта і штовхача із пружиною з'єднаний шпиндель, усередині якого знаходиться затискна цанга.

Дана бормашина, особливо при використанні для обточування зубів при протезуванні, не забезпечує комфортних умов: високих швидкостей обертання робочого інструмента, низького рівня шуму і вібрацій, необхідних умов охолодження двигуна.

З метою забезпечення вищезазначених якостей в бормашині, виконаної згідно винаходу, використаний безконтактний двигун з беззубцовим якорем і відповідним чином організованою системою охолодження.

Рис. 1. 12. Бормашина

Бормашина зуботехнічна (рис. 1. 12) містить циліндричний корпус 1, на внутрішній поверхні якого розміщений статор двигуна з пакетом якоря 2 і обмоткою 3 (наприклад, трифазною). У пакеті якоря 2 виконані співвісні вентиляційні канали 4. Вал 5 ротора 6 двигуна має кріплення в двох підшипникових вузлах 7. Хвостовик вала 5 зчленований з муфтою 8 зчеплення з цангою, в якій кріпиться робочий інструмент (не показаний). Між ротором двигуна і переднім підшипниковий вузлом на валу 5 установлено вентилятор (наприклад, відцентровий) 9, навпроти лопатей якого по колу корпусу виконані ряди отворів 10 для виходу охолоджуючого повітря. На корпусі 1 встановлюється юбка 11, що забезпечує між нею і корпусом зазор для проходження охолоджуючого повітря від вентиляційних отворів 10 в корпусі 1 до заднього торця корпуса 1 до отворів 12. В зйомній кришці 13 виконані вентиляційні отвори 14, що забезпечують засмоктування повітря в двигун. Через кришку 13 проходить ізольований від кришки кабель 15 до монтажної плати 16, вмонтованої в задній підшипниковий вузол 7, через який напруга живлення подається на обмотку статора 3 двигуна. Ротор двигуна містить магніт 17 і поблизу торця магніту 17 з зазором щодо нього на платі 18 розміщені датчики 19 положення ротора безконтактного двигуна (наприклад, елементи Холла), пов’язані з системою управління швидкістю обертання двигуна (не показані).

Рис. 1. 13. Блок-схема системи керування бормашиною

Блок-схема системи управління (рис. 1. 13), яка забезпечує перетворення первинної напруги (наприклад, 220 В, 50 Гц) в постійну напругу заданої величини (наприклад, 40 В) з допомогою вторинного джерела електроживлення ВИЭП 20 і подальше його перетворення в змінну (наприклад, трифазне) за допомогою перетворювача напруги ПН 21, виконаного, наприклад, по трифазної мостової схеми. Вихідна напруга ПН 21 надходить на обмотку якоря 22. Частота цієї напруги строго пропорційна частоті обертання ротора 23, тому що підсилювач-формувач УФ 24, який отримує харчування від ВИЭП 20, забезпечує перемикання ключів ПН за сигналами від датчиків положення ротора ДПР 25, жорстко пов’язаним з частотою обертання ротора 23. Зміна частоти обертання ротора двигуна здійснюється шляхом зміни величини напруги живлення, що підводиться до обмотки якоря 22, пропорційного входу напрузі Uвх, що надходить на вхід регулятора Р 26, при цьому регулятор через УФ 24 здійснює зміна напруги на обмотці якоря будь-яким відомим методом (наприклад, методом широтно -імпульсної модуляції). Живлення Р 26 також, як і живлення УФ 24, здійснюється від ВИЭП 20.

Використання безконтактного приводного двигуна в поєднанні з усіма вищезгаданими конструктивними особливостями бормашини надає їй суттєві переваги перед відомими бормашинами: зниження акустичних шумів і вібрацій, зняття обмежень по швидкості обертання, збільшення терміну служби, поліпшення ремонтопридатності, повне усунення профілактики, спрощення технології виготовлення.

1.6 Розробка приладу

Бормашина електрична стоякова БЭС-10 призначена для виконання зуболікарських (терапевтичних, ортопедичних і зуботехнічних) робіт.

Прилад застосовується в лікувальних закладах з стоматологічним профілем.

Прилад експлуатується при наступних умовах: температура навколишнього повітря від +10 до +35°С, відносна вологість навколишнього повітря до 80% при температурі +25°С, повітря приміщення не повинен містити домішок, що викликають корозію.

Технічні характеристики:

Номінальна напруга живлення бормашини від мережі змінного струму частоти 50 Гц — 220 В.

Допустимі відхилення напруги мережі від номінального значення — ± 10%.

Споживана потужність — не більше 200 ВА.

Швидкість обертання шпинделя утримувача накінечника — 13 000 об / хв.

Швидкість обертання шпинделя утримувача накінечника на холостому ходу — 9000 об / хв.

Навантажувальний момент -0,3 кг * см

Режим роботи — при тривалості циклу 10 хв. 6 хвилин-робота, 4 хв. — відключений стан.

Безвідмовне працювання — не менше 18 місяців.

Вага — не більше 32 кг.

Габаритні розміри — не більше 460×370×2000 мм.

1.6.1 Опис конструкції та принцип роботи бормашини

Основними частинами бормашини (рис. 1. 14) є: штатив бормашини з основою і електродвигуном 4, пускорегулюючий пристрій 13, стійка бормашини 7, жорсткий рукав 11, зуболікарський наконечник 12, шнур безшовний 10. Електродвигун колекторний типу ЕК-8, що спирається на прокладки, вмонтований в корпус 5, який складається з передньої і задньої кришок, з'єднаних гвинтами. Корпус з'єднаний з основою 2, трубою 3 і може повертатися відносно вертикальної осі труби на 90°.

Обертовий момент від електродвигуна на накінечник передається за допомогою безшовного шнура.

Стійка бормашини 7 утримує жорсткий рукав з накінечником в заданому положенні. При невиконанні цієї умови необхідно відвернути гвинти, якими закріплена кришка 6, зняти її і відрегулювати пружину регулювальної гайкою. Регулювання натягу шнура проводиться подовжувачем 9, який затискається цанговим зажимом за допомогою гайки 8.

Включення бормашини проводиться педаллю ПРУ. Для зупинки бормашини потрібно натиснути ногою на кнопку «Повернення важеля (Возврат рычага)», розташовану зверху ПРУ. Для перемикання електродвигуна па зворотний хід необхідно педаль ПРУ встановити у вихідне положення (електродвигун відключений), натиснути до упору на кнопку «Зворотний хід (Обратный ход)», після чого педаллю встановлюється будь-яка з 5 швидкостей.

Якщо при роботі на зворотному ходу повернення педалі в початкове положення здійснюється шляхом натискання на кнопку «Повернення важеля», електродвигун автоматично перемикається на прямий хід. Для повторної роботи на зворотному ходу необхідно знову натиснути на кнопку «Зворотний хід».

Рис. 1. 14. Загальний вигляд бормашини

1 — кабель живлення; 2 — основа; 3 — труба; 4 — електродвигун; 5 — корпус; 6-кришка; 7 — стійка бормашини, 8 — гайка; 9 — подовжувач; 10 — безшовний шнур; 11 — жорсткий рукав; 12 — накінечник зуболікарський; 13 — пускорегулюючий пристрій (ПРУ); 14 — кабель.

Якщо ж повернення педалі в початкове положення здійснюється без натискання на кнопку скидання педалі, то для перемикання електродвигуна з зворотного ходу на прямий необхідно при початковому положенні педалі натиснути до упору па кнопку «Повернення важеля».

Пускорегулюючий пристрій приєднується до бормашини за допомогою кабелю 14 з багатополюсним роз'ємом.

Електродвигун та пусковий пристрій захищені від коротких замикань запобіжниками, а для зменшення радіоперешкод, що створюються бормашиною при роботі, в схемі є фільтр (схема принципова електрична показана на рис. 1. 15).

Конструкція бормашини по своїх габаритах і вазі забезпечує зручність пересування її в зручне для роботи місце, для чого на її основі укріплені два гумових колеса.

Бормашина включається в мережу за допомогою кабелю живлення 1 з триполюсною вилкою, один контакт якої пов’язаний з корпусом бормашини.
Для підключення цієї вилки до мережі бормашина комплектується спеціальною триполюсною розеткою, яка повинна бути вмонтована в електричну мережу, а третє (заземлювальне) гніздо розетки повинно бути приєднано до системи заземлення.

Без заземлення цього гнізда користуватися бормашиною забороняється.

1.6.2 Електрична схема

Рис. 1. 15. Схема електрична принципіальна

1.6.3 Модифікація. Розрахунок електричних характеристик приладу

Модифікацію приладу буде виконано через підключення до електричної схеми мережевого фільтру. Мережевий фільтр захищає прилад від імпульсних і високочастотних перешкод, а також від перепадів напруги.

Однофазний мережевий фільтр, що відноситься до класу НЧ-фільтрів, пригнічує високочастотні (ВЧ) кондуктивні перешкоди на мережевому вході і виконаний за схемою типового П-образного фільтру Cx1-Lф-Cx2 — Cy1, Cy2
(рис. 1. 17). Фільтр здійснює придушення перешкод з боку мережі.

Рис. 1. 16. Базова принципова схема однофазного мережевого П-образного фільтру перешкод

Розглянемо детальніше фільтр, зображений на рис. 2а. Фільтр такої схемної конфігурації широко поширений, має мінімум компонентів. При оптимальному виборі параметрів компонентів він здатний забезпечити високу ступінь придушення ВЧ-перешкод порядку 30−80 дБ в частотному діапазоні 0,15−30 МГц. Конденсатори Cx1 і Cx2, включені між фазним проводом (L) і проводом нейтралі (N), призначені для фільтрації кондуктивної перешкоди симетричного (диференціального) виду. Конденсатори Cy1 і Cy2, включені між фазним і «нейтральним» проводами і зажимом (шиною) заземлення (Ground), призначені для фільтрації кондуктивної перешкоди несиметричного (загального) виду. За загальноприйнятою оцінкою, переважають симетричні перешкоди з частотою до сотень кілогерц, а несиметричні - більше 1 МГц. Режекторний дросель Lф, званий іноді двообмотковим трансформатором, виконаний на сердечнику з досить високою магнітною проникністю (фериті) і має 2 ідентичні обмотки (w1, w2). Обмотки включені послідовно в дроти електромережі, причому полярність включення обмоток така, що для несиметричної перешкоди вони мають велике індуктивний опір, оскільки включені згідно. У той же час для симетричної перешкоди індуктивний опір обмоток мінімальний, оскільки вони включені зустрічно.

При якісному намотуванні (біфілярному або секційному) ступінь неідентичності індуктивності обмоток прийнято оцінювати значенням порядку 1%, а R — розрядний резистор. На рис. 1. 18 і рис. 1. 19 представлені еквівалентні схеми фільтра відповідно для перешкоди симетричного і перешкоди несиметричного виду. Як індуктивності Lф' позначена «залишкова» індуктивність (Lф'? 0,01 Lф), обумовлена неідентичністю обмоток дроселя.

Рис. 1. 17. Еквівалентна схема для симетричних кондуктивних перешкод

Рис. 1. 18. Еквівалентна схема для несиметричних кондуктивних перешкод

Початкові дані:

Uраб = 220В;

Lф = (Lw1 = Lw2);

R = (300−510) кОм.

Проведемо тепер наближені розрахунки компонентів фільтра для випадку впливу перешкоди з боку мережі. Вибір величини ємності несиметричного конденсаторів Cy, в першу чергу, визначається
значенням безпечного (для людини) струму заземлення (Iз max), величина якого для апаратури загального призначення становить
не більше 0,5−2 мА, а для медичної апаратури — не більше 0,1 мА. Ми беремо значення Iз max = 0,1мА.

Звідси з урахуванням еквівалентної схеми (рис. 11. 9) нескладно визначити максимально допустиму величину ємності (Cy max) несиметричного конденсатора після перетворення виразу ZCy = 2Uс max / Iздоп:

Cy max = Iз max/4р Ч fс Ч Uс max.

Якщо покласти Iз max = 0,1 мА, частоту мережі fс = 50 Гц і максимальне мережеве напруга Uс max = 234 В, то отримаємо:

Конкретний вибір значення Cy max залежить від класу апаратури, для якої призначений джерело. Після вибору значення Cy, виходячи з еквівалентної схеми (рис. 11. 9), можна зробити оцінку значення Lф min. Оцінку, як згадувалося вище, виробляємо для частоти 1 МГц. З цією метою необхідно вибрати необхідну величину внесеного загасання.

Aнсм = 20lg Кп. нсм (Кп. нсм-коефіцієнт придушення несиметричних перешкод).

Основний спектр перешкод з боку входу (мережі) має амплітуду в діапазоні 5−100 В. При забезпеченні загасання фільтра Aнсм порядка 60 дБ (або Кп. нсм = 1000) на виході фільтра амплітуда перешкоди складе 5−100 мВ. Перешкода такої величини не викликає збоїв у функціонуванні приладу. Зві-дси з урахуванням еквівалентної схеми (рис. 11. 9) з вираження ZLф / (Zcy / 2):

Lф min? Кп. нсм/ (2рf2)І (2 Cy max).

Якщо покласти частоту несиметричною перешкоди f2 = 1 МГц і Cy max = 0,68 нФ, то відповідно:

Величини ємності «симетричних» конденсаторів Cx1 і Cx2 визначаються на нижній частоті діапазону фільтра f1 = 0,15 МГц з еквівалентної схеми (рис. 11. 8). Спочатку розраховується значення Cx2 і потім, в порівнянні з ним, визначається Cx1. Відзначимо при цьому, що за даними внутрішній імпеданс мережі в смузі радіочастот від 0,15 до 30 МГц становить Zic = 30 … 150 Ом і містить активну (Riс) і реактивну — в основному індуктивну — (XiLс) складові. Менші значення Zic відповідають меншим значенням частоти. Загасання симетричних перешкод, що вноситься Cx1, зазвичай оцінюється в розмірі 6−20 дБ (2−10 разів). Якщо врахувати, що рівень симетричних перешкод приблизно на 10−15 дБ менше, ніж несиметричних перешкод, то з достатнім запасом можна визначити Cx2 з виразу:

Cx2 min? Кп. см/(2рf1)2(2 Lф’min).

Для значень f1 = 0,15 МГц, Кп. см? 300 (Aсм = 50 дБ) і області значень індуктивності Lф 'min = 0,01Ч19мГн, Cx2 min складе:

Вибираємо Cx1min? Cx2 min — для певної області значень Cx2 min.

Отже, описана спрощена методика розрахунку дозволяє досить швидко визначати орієнтовні параметри компонентів фільтра (рис. 11. 7): Cx1 min, Cx2 min, Lф min, Cy1 max = Cy2 max. При цьому не треба забувати, що, як буде показано нижче, ці компоненти мають паразитні параметри, що знижують їх фільтруючі властивості. Ця обставина на практиці вирішується, по-перше, збільшенням в 2−3 рази на підставі досвіду розрахункових значень Cx1, Cx2, Lф в діапазоні частот 0,15−5 МГц. При цьому значення Cy max, що визначаються за допустимим значенням безпечного струму заземлення Iз max, не можуть бути збільшені. По-друге, необхідно прагнути вибирати компоненти фільтра кращої якості, що, в кінцевому рахунку, буде дешевше, ніж ускладнення схеми фільтра за рахунок додаткових ланок.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой