Исходные данные для расчета

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) N_тр<100 кВ∙А; 4Ом при N_тр >100 кВ∙А; 0,5Ом − в установках напряжением выше 1000В с большими токами замыкания на землю (более 500А).

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);

ρ_расч – 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 3м
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 [r_З] – допустимое по нормам сопротивление заземляющего устройства, Ом;

ɳ_В – коэффициент использования вертикальных заземлителей (табл. 1.3), для ориентировочных расчетов принимается равным 1.

Таблица 1.3 − Коэффициенты использования η_В 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 ɳ_Г 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 ≤ [r_З]. Если окажется, что R > [r_З], 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 R_В,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 η_В и η_Г, исходя из принятой схемы размещения вертикальных заземлителей. С помощью метода интерполяции определяем, что η_В = 0,66, а η_Г = 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 ≤ [r_З].

Вывод. Расчет выполнен верно, так как 3,76 Ом<4 Ом.

Если окажется, что R > [r_З]. 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