МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ОХРАНА ТРУДА В ОТРАСЛИ»
(ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ 08.04.01
«ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАГИСТРАЛЕЙ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТАМИ» И 20.04.01
«ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»
19/00-2016-00
| «РЕКОМЕНДОВАНО»: | «РЕКОМЕНДОВАНО»: |
| Учебно-методическая комиссия | Кафедра |
| ф-та «Автомобильные дороги» | «Экология и безопасность жизнедеятельности» |
| Протокол № | Протокол № __ |
| от __. __. 2016 г. | от __. __. 2016 г. |
Горловка – 2016
УДК 50(07)
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине "Охрана труда в отрасли" (для студентов специальностей 08.04.01 "ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАГИСТРАЛЕЙ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТАМИ" и 20.04.01 "ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ» Электронный ресурс] / составители: В.А. Кутовой, В.В. Лихачева, - Электрон. данные. - Горловка: ГОУВПО "ДонНТУ" АДИ, 2016. - 1 электрон. опт. диск (CD - ROM): 12 см. - Системные требования: Pentium; 32 MbRAM; WINDOWS98/2000/NT/XP; MSWord - 2000. - Название с титул. экрана.
Приведена методика расчета защитного заземления участка, расчетов опасных зон стрелового и башенного кранов, коэффициентов устойчивости бульдозера, скрепера, одноковшового полуоборотного экскаватора и лебедок, методики расчета двухветвевого стропа и виброгасящего основания бетономешалки.
Составители: Кутовой В.А., ст. преподаватель. Лихачева В.В., к.т.н., доц.
Ответственный за выпуск: Высоцкий С. П., д.т.н., проф.
Рецензент:
© ГОУВПО "Донецкий национальный технический университет"
Автомобильно-дорожный институт, 2016
СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ. 2
ВСТУПЛЕНИЕ. 3
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ №1 "ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ. РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ". 4
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ № 2 "РАСЧЕТ ОПАСНОЙ ЗОНЫ СТРЕЛОВОГО И БАШЕННОГО КРАНОВ". 17
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ № 3 «РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА УС-ТОЙЧИВОСТИ БУЛЬДОЗЕРА, СКРЕПЕРА И ОДНОКОВШОВОГО ПОЛУОБОРОТНОГО ЭКСКАВАТОРА». 25
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ № 4 «РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ЛЕБЕ-ДОК»………………………………………………………………………….7
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ № 5 "РАСЧЕТ ДВУХВЕТВЕВОГО СТРО-ПА……………………………………………………………………………..
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ № 6 "ЗАЩИТА РАБОЧИХ МЕСТ ОТ ВИБРАЦИИ. РАСЧЕТ ВИБРОГАСЯЩЕГО ОСНОВАНИЯ"……………
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 14
Приложения.. 15
ВСТУПЛЕНИЕ
Охрана жизни и здоровья граждан в процессе их трудовой деятельности, создания безопасных и безвредных условий труда - одно из важнейших государственных заданий. Успешное решение этого задания в значительной степени зависит от надлежащей подготовки специалистов всех образовательно-квалификационных уровней по вопросам охраны труда.
Современное развитие науки и техники привносит принципы ново-введения во все сферы материального производства, существенно изменяя технологические процессы и используемые материалы, предметы и орудия труда. В свою очередь, изменения технологии и оборудование приводят к трансформации условий труда и трудового процесса в целом. Поэтому при разработке новой техники, технологических процессов, организации производства необходимо провести научный анализ возможных опасных и вредных производственных факторов и разработать мероприятия и средства, направленные на минимизацию их неблагоприятного влияния на работающего человека.
Случаи травматизма, профессиональных и профессионально предопределенных заболеваний, которые имеют место на предприятиях, часто возникают из-за нарушения соответствующих норм техники безопасности, производственной санитарии и электро-и пожарной безопасности при проектировании предприятий, технологических процессов, основного и вспомогательного производственного оборудования. Часто отдельные недостатки или ошибки, допущенные в проекте, становятся побочными или непосредственными причинами аварий, пожаров, взрывов, несчастных случаев, профессиональных и профессионально предопределенных заболеваний. Поэтому разработка комплекса вопросов из охраны труда является обязательной составляющей учебного процесса.
Цель контрольной работы - приобретение практических навыков расчета опасных зон стрелового и башенного кранов, коэффициентов устойчивости строительных машин и механизмов, расчетов по виброзащите и электробезопасности оборудования.
При выполнении работы необходимо соблюдать типовые требования к выполнению контрольных работ. Вариант для выполнения контрольной работы выбирается по последней цифре номера зачетки. Все расчеты должны сопровождаться необходимыми схемами и рисунками, пояснениями и указаниями источников, из которых взяты вспомогательные коэффициенты. В конце работы приводятся выводы.
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ №1
"ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ. РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ"
Теоретическая часть
Защитное заземление − это преднамеренное соединение с землей частей оборудования, не находящихся под напряжением в нормальных усло-виях эксплуатации, но которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции электроустановки (рис.1.1).
ПП ˗ пробивной предохранитель; R0 ˗ заземление нулевой точки транс-форматора; R з ˗ заземляющее устройство; R из ˗ сопротивление изоляции; U пр ˗ напряжение прикосновения; I з ˗ ток замыкания на землю; I чел ˗ ток, протекающий через человека; 1 ˗ плавкие вставки; 2 ˗ электродвигатель; 3 ˗ график распределения потенциалов на поверхности земли.
Рисунок 1.1 ˗ Принципиальная схема защитного заземления.
Согласно «Правилам устройства электроустановок» сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать: 10 Ом при мощности трансформатора (генератора) Nтр <100 кВ∙А; 4 Ом при Nтр >100 кВ∙А; 0,5 Ом − в установках напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю (более 500 А).
Сопротивление одиночного вертикального заземлителя рассчитывается по формуле
. (1.1)
где t − расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта, м;
(1.2)
l,d – длина и диаметр стержневого заземлителя, м;
t0 – глубина заложения заземлителя, м (рис.1.2);
ρрасч – расчетное удельное сопротивление грунта, Ом.
а) ˗ схема заземляющего устройства; б) ˗ расположение одиночного зазем-лителя; 1 ˗ плавкие вставки; 2 ˗ электродвигатель; 3 ˗ горизонтальная соедини-тельная полоса; 4 ˗ вертикальный трубчатый заземлитель.
Рисунок 1.2 ˗ Устройство заземления:
, (1.3)
где ρ – удельное сопротивление грунта (табл. 1.1);
ψ − коэффициент сезонности, учитывающий возможность повышения сопротивления грунта в течение года (табл. 1.2).
Таблица 1.1 ˗ Приближенные значения удельных электрических сопротивлений различных грунтов
| Вид грунта: | Удельное сопротивление, ρ, Ом |
| -глина | |
| -суглинок | |
| -супесок | |
| -чернозем |
Таблица 1.2 ˗ Коэффициенты сезонности ψ для однородной земли
| Климатическая зона | Состояние земли во время измерений ее сопротив-ления при влажности: | ||
| повышенной | нормальной | малой | |
| Вертикальный электрод длиной 3 м | |||
| I | 1,9 | 1,7 | 1,5 |
| II | 1,7 | 1,5 | 1,3 |
| III | 1,5 | 1,3 | 1,2 |
| IV | 1,3 | 1,1 | 1,0 |
| Вертикальный электрод длиной 5 м | |||
| I | 1,5 | 1,4 | 1,3 |
| II | 1,4 | 1,3 | 1,2 |
| III | 1,3 | 1,2 | 1,1 |
| IV | 1,2 | 1,1 | 1,0 |
| Горизонтальный электрод длиной 10 м | |||
| I | 9,3 | 5,5 | 4,1 |
| II | 5,9 | 3,5 | 2,6 |
| III | 4,2 | 2,5 | 2,0 |
| IV | 2,5 | 1,5 | 1,1 |
| Горизонтальный электрод длиной 50 м | |||
| I | 7,2 | 4,5 | 3,6 |
| II | 4,8 | 3,0 | 2,4 |
| III | 3,2 | 2,0 | 1,6 |
| IV | 2,2 | 1,4 | 1,12 |
Сопротивление стальной соединительной полосы рассчитывается по формуле
, (1.4)
где l – длина полосы, м;
t0 – расстояние от полосы до поверхности земли, м;
d0 – расстояние от кромки полосы до точки соединения с вертикальным заземлителем, м;
, (1.5)
b – ширина полосы, м.
Расчетное удельное сопротивление грунта определяется по формуле
, (1.6)
где ψ1 – коэффициент сезонности для горизонтального электрода (табл.1.2).
Ориентировочное число одиночных заземлителей n при предварительном расчете определяется по формуле
, (1.7)
где [ rЗ ] – допустимое по нормам сопротивление заземляющего устройства, Ом;
ɳВ – коэффициент использования вертикальных заземлителей (табл. 1.3), для ориентировочных расчетов принимается равным 1.
Таблица 1.3 − Коэффициенты использования ηВ вертикальных электродов группового заземлителя (труб, уголков и т.п.) без учета влияния полосы связи
| Число за- землителей | Отношение расстояний между электродами к их длине | |||||
| Электроды размещены в ряд (рис.4.3а) | Электроды размещены по кон-туру (рис.4.3б) | |||||
| 0,85 | 0,91 | 0,94 | - | - | - | |
| 0,73 | 0,83 | 0,89 | 0,69 | 0,78 | 0,85 | |
| 0,65 | 0,77 | 0,85 | 0,61 | 0,73 | 0,80 | |
| 0,59 | 0,74 | 0,81 | 0,56 | 0,68 | 0,76 | |
| 0,48 | 0,67 | 0,76 | 0,47 | 0,63 | 0,71 | |
| - | - | - | 0,41 | 0,58 | 0,66 | |
| - | - | - | 0,39 | 0,55 | 0,64 | |
| - | - | - | 0,35 | 0,52 | 0,62 |
Общее расчетное сопротивление заземляющего устройства R с учетом соединительной полосы
. (1.8)
Таблица 1.4−Коэффициенты использования ɳГ горизонтального полосового электрода, соединяющего вертикальные электроды (трубы, уголки и т.п.) группового заземлителя
| Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине | Число вертикальных электродов | |||||||||||||||
| Вертикальные электроды размещены в ряд (рис.1.1а) | ||||||||||||||||
| 0,85 | 0,77 | 0,72 | 0,62 | 0,42 | - | - | - | |||||||||
| 0,94 | 0,80 | 0,84 | 0,75 | 0,56 | - | - | - | |||||||||
| 0,96 | 0,92 | 0,88 | 0,82 | 0,68 | - | - | - | |||||||||
| Вертикальные электроды размещены по контуру (рис.1.1б) | ||||||||||||||||
| - | 0,45 | 0,40 | 0,34 | 0,27 | 0,22 | 0,20 | 0,19 | |||||||||
| - | 0,55 | 0,48 | 0,40 | 0,32 | 0,29 | 0,27 | 0,23 | |||||||||
| - | 0,70 | 0,64 | 0,56 | 0,45 | 0,39 | 0,36 | 0,33 | |||||||||
Правильно рассчитанное заземляющее устройство должно отвечать условию R ≤ [ rЗ ]. Если окажется, что R > [ rЗ ], то необходимо увеличить число вертикальных заземлителей (электродов).
Пример расчета
Условие. Рассчитать заземляющее устройство для заземления электродвигателя серии 4А напряжением U = 380В в трехфазной сети с изолированной нейтралью при следующих исходных данных:
а) І−я климатическая зона; грунт – суглинок с нормальной влажностью и удельным электрическим сопротивлением ρ =100 Ом∙м;
б) в качестве заземлителей приняты стальные трубы диаметром d =0,08 м и длиной l = 2,5 м, располагаемые вертикально и соединенные сваркой стальной полосой 40х4мм (рис.4.3); шаг между вертикальными заземлителями S = 2∙ l; глубина заложения t0 = 0,8 м;
в) мощность электродвигателя серии А4160S2 U = 15 кВт, n = 3000 мин- 1 ;
г) мощность трансформатора принята 170кВ∙А; требуемое по нормам допускаемое сопротивление заземляющего устройства [ r3 ] ≤ 4 Ом.
Решение.
Принимаем схему заземления электродвигателя, как показано на рис.1.2.
1) Определяем коэффициент сезонности ψ для І−й климатической зоны
ψ = 1,7.
2) Расчетное удельное сопротивление грунта рассчитываем по формуле (1.3)
3) Определяем сопротивление одиночного вертикального заземлителя RВ,Ом, по формуле (1.1)
4) Рассчитываем расстояние от кромки полосы до точки соединения с вертикальным заземлителем
а) вертикальные электроды расположены в ряд; б) вертикальные электроды расположены по контуру; в) горизонтальные электроды уложены параллельно на одинаковой глубине; г) горизонтальные электроды уложены расходящимися лучами на одинаковой глубине.
Рисунок 1.3−Способы размещения электродов группового заземлителя (вид в плане).
5) Определяем расчетное удельное сопротивление грунта по формуле (1.6)
6) Определяем сопротивление стальной полосы, соединяющей стержневые заземлители:
7) Ориентировочное число стержневых заземлителей по формуле (1.7)
8) В табл.1.3 и 1.4 находим действительные значения коэффициентов использования ηВ и ηГ, исходя из принятой схемы размещения вертикальных заземлителей. С помощью метода интерполяции определяем, что ηВ = 0,66, а ηГ = 0,39.
9) Определяем необходимое число вертикальных заземлителей по формуле (1.7)
10) Вычисляем общее расчетное сопротивление заземляющего устройства R с учетом соединительной полосы по формуле (1.8)
Правильно рассчитанное заземляющее устройство должно отвечать условию R ≤ [ rЗ ].
Вывод. Расчет выполнен верно, так как 3,76 Ом<4 Ом.
Если окажется, что R > [ rЗ ]. то необходимо увеличить число вертикальных заземлителей (электродов) и провести проверочный расчет.
Исходные данные для расчета
Задание
Рассчитать заземляющее устройство для заземления силового оборудования производственного участка в трехфазной сети с изолированной нейтралью при следующих исходных данных (табл. 1.4). Вычертить в масштабе схему группового заземлителя.
Исходные данные
Исходные данные приведены в табл.А.1 (прил. А).
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ № 2 "РАСЧЕТ ОПАСНОЙ ЗОНЫ СТРЕЛОВОГО И БАШЕННОГО КРАНОВ"
2.1 Расчет опасной зоны стрелового крана
Временные опасные зоны - это зоны, опасность которых существует не более одной рабочей смены (например, во время монтажа или демонтажа башни и стрелы башенного крана).
Размеры опасных зон для грузоподъемных машин зависят от вылета стрелы и высоты груза, который поднимается.
Опасную зону для стрелового крана можно определить по схеме на рис. 2.1.
Рисунок 2.1 - Схема для определения опасной зоны стрелового крана
Радиус предела опасной зоны состоит из радиуса вращения (вылета) стрелы и расстояния отлета конструкции, которую поднимают при ее падении,:
, м (2.1)
по формуле величина
, м (2.2)
где 
- высота подъема конструкции, м;
– длина ветви стропа, м;
– расстояние от центра тяжести конструкции до ее края (по большей боковой стороне), м;
– угол отклонения ветви стропа от вертикали.
2.2 Расчет опасной зоны башенного крана
Опасная зона для башенного крана - это пространство, в котором выполняются рабочие и холостые перемещения крана в целом и отдельных его элементов (рис. 2.2).
Рисунок 2.2 - Схема для определения опасной зоны при работе
башенного крана
Ширина опасной зоны (см. рис. 2.2) определяется так же, как и для стрелового крана, вылетом стрелы и расстоянием отлета конструкции от вертикали. Длина опасной зоны зависит от длины подкрановой колеи:
, г. (2.3)
Высота опасной зоны определяется как сумма высот подъема крана при минимальном вылете стрелы и расстояния от предельно-поднятого крюка до блока стрелы:
, г. (2.4)
Во время монтажа и демонтажа башенного крана опасная зона может быть определена по схеме на рисунке 2.3. При этом: 1 - размер башенного крана в горизонтальном положении; 2 - длина звена подкрановой колеи.
Рисунок 2.3 - Схема для определения опасной зоны во время монтажа башенного крана
