Файл: Учебнопрактическое пособие для студентов заочной формы обучения специальностей механико технологического факультета при выполнении контрольной работы по дисциплине Охрана труда Электронное издание Минск.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 88
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Методы снижения шума на пути его распространения. Снижение шума на пути его распространения от источника в значительной степени достигается проведением строительно- акустических мероприятий, требования к которым содержатся в
ТКП 45-2.04-154-2009 Защита от шума и реализуются применением кожухов, экранов, кабин наблюдения (при дистанционном управлении, звукоизолирующих перегородок между помещениями, звукопоглощающих облицовок, глушителей шума. При звукоизоляции большая часть звуковой энергии отражается от преграды, часть энергии поглощается самой преградой и лишь незначительная ее часть проникает за ограждение. В качестве звукоизолирующих преград используются акустические экраны, кожухи, кабины. Значительный эффект снижения шума оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм или источник шума от рабочего места или зоны обслуживания. Действие акустического экрана основано на отражении звуковых волн и образовании за экраном области звуковой тени. Эффект экранной защиты проявляется наиболее заметно в области высоких и средних частот и менее эффективен в области низких частот из-за значительной дифракции длинных волн, которые соизмеримы или больше линейных размеров экрана. Звукоизолирующие кожухи из листового металла с внутренней облицовкой звукопоглощающим материалом могут снижать шумна дБ. В качестве материала для изготовления обшивки кожуха могут быть использованы сталь, алюминиевые сплавы, фанера, ДСП, стеклопластик. Звукоизолирующая способность кожуха определяется физическими параметрами материалов и конструктивными размерами его элементов. Звукозащитные кабины устанавливаются на автоматизированных линиях у постов управления там, где возможно на
73
87,0 + 1,5 = 88,5 дБА.
5. Разность суммарного уровня шума на I и II ступенях и уровня шума III ступени
88,5 – 77,5 = 11 дБА. Добавка – 0,4 дБА.
6. Эквивалентный уровень непостоянного шума
88,5 + 0,4 = 88,9 , те. 89 дБА.
6. Производственная вибрация Источники, характеристика и классификация вибрации Вибрация – механические колебания и волны в твердых телах. Вибрация приводит тело или его части в колебательное движение с периодически противоположно направленными смещениями относительно положения равновесия, сопровождающееся затратой на эти перемещения механической энергии, получаемой от источника колебаний в зоне контакта тела с вибрирующей поверхностью. По направлению действия вибрация подразделяется на общую, действующую вдоль осей ортогональной системы координат Х, Y
0
, Z
0
, где Хот спины к груди) и Y
0
(от правого плеча клевому горизонтальные оси, направленные параллельно опорным поверхностям Z
0
– вертикальная ось, перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем, полом локальную, действующую вдоль осей ортогональной системы координат Х
л
, Y
л
,Z
л
, где ось
Х
л совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятки, рулевого колеса, рычага управления, удерживаемого в руках обрабатываемого изделия, ось л совпадает с местом направления подачи или приложения силы нажатия, а ось л перпендикулярна первым двум направлениям. Общая вибрация в зависимости от источника её возникновения подразделяется на общую вибрацию 1 категории – транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных машин, машин с прицепами и навесными приспособлениями, транспортных средств при движении по местности и дорогам. К источникам транспортной вибрации относятся тракторы промышленные, грузовые автомобили, подъемное и другое подвижное погрузочно-разгрузочное оборудование общую вибрацию
2 категории
–
транспортно-технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок. К источникам транспортно-технологической вибрации относятся краны промышленные, напольный производственный транспорт, легковые автомобили и автобусы и др общую вибрацию 3 категории – технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической вибрации относятся кузнечно-прессовое оборудование, вентиляторы, промышленное оборудование. Общую вибрацию 3 категории по месту действия подразделяют на типы а – на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий б – на рабочих местах на складах, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию в – на рабочих местах в помещениях конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров и других помещениях для работников интеллектуального труда. Локальная вибрация в зависимости от источника возникновения подразделяется на передающуюся от ручных машин с двигателем или ручного механизированного инструмента
79
Вибродемпфирование. Это процесс уменьшения уровня вибраций защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию. Для увеличения потерь энергии в системе используются конструкционные материалы с большим внутренним трением, нанесение на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение. Динамическое гашение вибрации. Чаще всего виброгашение осуществляют путем установки агрегатов на фундаменты. Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента в любом случае не превышала 0,1-0,2 дмм, а для особо ответственных сооружений – 0,005 мм. Для небольших объектов между основанием и агрегатом устанавливают массивную опорную плиту. Одним из способов увеличения реактивного сопротивления колебательных систем является установка динамических виброгасителей. Виброизоляция Этот способ защиты заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту с помощью устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции стационарных машин с вертикальной вынуждающей силой чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок или пружин. Средства индивидуальной защиты от вибраций. При работе с ручным механизированным, электрическими пневматическим инструментом применяют средства индивидуальной защиты рук от воздействия вибрации. К ним относят рукавицы или перчатки с демпфирующими вкладышами, а также виброзащитные прокладки или пластины, которые снабжены креплениями к руке ботинки с амортизирующими подошвами, нагрудники с вкладышами, пояса, шлемы с фиксированным шейным позвонком. В целях профилактики вибрационной болезни для работающих с вибрирующим оборудованием рекомендуется специальный режим труда. Так, при работе с ручными машинами суммарное время работы в контакте с источником вибрации не должно превышать
2/3 рабочей смены при продолжительности одноразового непрерывного воздействия вибрации, не превышающего 15-20 мин. Режим труда должен устанавливаться при показателе превышения вибрационной нагрузки на оператора на 1-12 дБ. При показателе превышения более 12 дБ запрещается проводить работы и применять машины, генерирующие такую вибрацию. При таком режиме труда рекомендуется устанавливать обеденный перерыв не менее 40 мини два регламентированных перерыва (для отдыха, проведения производственной гимнастики и
87
z
z
z
k
f
g
P
P
k
g
P
P
2 2
)
2
(
)
(
ω
)
(
ξ
, где ω=2πf – угловая частота колебаний системы, рад/с.
4. Определить динамическую нагрузку
1
дин
Р
(Н), приходящуюся на одну пружину по формуле
n
k
Р
z
z
ξ
1
дин
, где n – количество пружинных амортизаторов.
5. Определить расчетную нагрузку P
1 Н) на одну пружину по формуле
1 дин ст 5
,
1
P
P
P
, где ст – статическая нагрузка, приходящаяся на одну пружину, Н.
6. Определить диаметр стального прутка пружины d (м) по формуле
τ
ε
6
,
1 1
P
k
d
, где k – коэффициент, учитывающий добавочное напряжение среза, возникающее в точках сечения прутка, расположенных ближе всего коси пружины, определяется по рис. В расчете принять k=1,2;
– индекс пружины
D/d, где D – средний диаметр пружины, мм.
В расчете принять
=7;
– допускаемое напряжение сдвига при кручении, Нм (табл. 6.8). Рис. 6.1. Графическая зависимость для определение коэффициента k
89
7. Защита от электромагнитных полей Источники электромагнитных полей и их характеристика Применяемые в промышленности установки с машинными и ламповыми генераторами для индукционной термической обработки материалов (закалки, плавки, пайки, сварки, отжига и т.п.) создают электромагнитные поля высокой частоты. На расстоянии от источника излучения, меньшем чем 1/6
(те.
/2
), преобладает поле индукции, на большем – поле излучения. Следовательно, при работе генераторов высоких и ультравысоких частот (при генерировании длинных, средних, коротких и ультракоротких волн) рабочие места находятся в зоне индукции, а при работе генераторов сверхвысоких частот (те. при генерировании волн длиной меньшем в зоне излучения (волновой зоне. В зоне индукции человек находится в периодически сменяющих одно другое электрических и магнитных полях. Облучение в этой зоне характеризуется напряженностями электрической
(В/м) и магнитной (А/м) составляющих поля. В зоне излучения человек находится в электромагнитном поле, где энергия распространяется в форме бегущих волн разной конфигурации. Для электрической (Е) и магнитной (H) составляющих поля справедливо равенство Е = 377H. Интенсивность облучения в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) оценивается величиной плотности потока мощности и выражается в ваттах на квадратный метр и его производных (Вт/м
2
, мВт/см
2
, мкВт/см
2
). Источниками, создающими электромагнитные поля ВЧ, являются неэкранированные высокочастотные элементы установок индукторы, трансформаторы, конденсаторы, фидерные линии. Может возникать паразитное излучение, проникающее наружу установок через отверстия и неплотности в ограждениях, смотровые и рабочие окна, линии передачи энергии. Источниками образования поля являются и отдельные элементы генераторов катушки контура, катушки связи, конденсаторы, питающие линии. Воздействие электромагнитных полей на организм человека Биологическая активность электромагнитных полей зависит от длины волны. Наибольшее действие оказывают дециметровые волны, наименьшее – миллиметровые. Волны миллиметрового диапазона поглощаются поверхностными слоями кожи, сантиметрового – кожей и подкожной клетчаткой, дециметровые – внутренними органами. Эффект воздействия зависит от интенсивности поля и продолжительности контакта. При интенсивности до 10 мВт/см
2
поле СВЧ оказывает нетепловой эффект, при большей интенсивности – термическое воздействие. Воздействие поглощенной энергии организмом тем более выражено, чем больше частота поля. На частотах до 10 МГц размеры тела человека малы по сравнению с длиной волны и поэтому диэлектрические процессы в тканях слабо выражены. Электромагнитные волны могут вызывать острые и хронические поражения, которые проявляются в нарушениях нервной системы, сердечно-сосудистой системы, системы кроветворения, других органов. Острые поражения встречаются редко. Чаще наблюдаются легкие поражения, переходящие в хронические. Субъективные ощущения при этом – быстрая утомляемость, головные боли и т.п.; возможны также перегрев организма, изменение частоты пульса, сосудистых реакций. Облучение может вызвать катаракту (поражение хрусталика глаз. Это объясняется плохой теплорегуляцией глаза и незащищенностью его от воздействий поэтому хрусталик перегревается. Степень и характер воздействия электромагнитных полей на организм человека определяется длиной волны, интенсивностью излучения, режимом облучения (непрерывный или прерывистый, продолжительностью воздействия, размером облучаемой поверхности тела, индивидуальными особенностями человека, комбинированным действием совместно с другими факторами производственной среды.
95
8. Электробезопасность Действие электрического тока на организм человека Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества. Основные причины несчастных случаев от воздействия электрического тока следующие случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования в результате повреждения изоляции и других причин появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения оборудования электроустановки возникновение шагового напряжения на поверхности земли в результате замыкания на землю. Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие. Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов и других тканей. Электролитическое действие проявляется в разложении крови и других органических жидкостей, что вызывает изменения их физико-химических свойств. Биологическое действие вызывает раздражение и возбуждение живых тканей организма сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышца также нарушение внутренних биоэлектрических процессов (прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения. Раздражающее действие тока на ткани организма может быть прямым, когда ток проходит непосредственно по этим тканями рефлекторным, те. через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих тканей. Многообразие действий электрического тока нередко приводит к различным электротравмам, которые условно можно свести к двум видам местными общим электрический удар. Местные электротравмы–четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. К ним относятся
1) электрические ожоги могут быть вызваны протеканием тока через тело человека токовый или контактный ожога также воздействием электрической дуги на тело (дуговой ожог
2) электрические знаки – четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета диаметром 1-5 мм на поверхности кожи человека, подвергшегося действию тока
3) металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги
104 105
4) электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей электрической дуги. Механические повреждения являются следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, вывихи суставов и даже переломы костей. К электротравмам общего характераотносятся:
1) электрический удар – возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Различают четыре степени ударов
I степень – судорожное сокращение мышц без потери сознания
II степень – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, нос сохранившимся дыханием и работой сердца
III степень – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе
IV степень – клиническая смерть, те. отсутствие дыхания и кровообращения
2) клиническая (мнимая) смерть – переходный процесс от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких. У человека отсутствуют все признаки жизни он не дышит, сердце не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако почти во всех тканях продолжаются обменные процессы на очень низком уровнено достаточном для поддержания жизнедеятельности. Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга, с деятельностью которых связаны сознание и мышление, поэтому длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга и составляет от 4-5 домин. После этого происходит множественный распад клеток коры головного мозга и других органов
3) биологическая (истинная) смерть – необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур она наступает по истечении периода клинической смерти. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током Исход воздействия электрического тока зависит от следующих факторов величины тока, длительности протекания электрического тока через тело человека, электрического сопротивления тела человека, рода и частоты тока, пути тока в организме и индивидуальных особенностей человека. Электрическое сопротивление тела человека определяется сопротивлением кожи и внутренних тканей. Поверхностный слой кожи, называемый эпидермисом, состоящий в основном из мертвых ороговевших клеток, обладает большим сопротивлением, которое и определяет общее сопротивление тела человека. Сопротивление нижних слоев кожи и внутренних тканей человека незначительно. При сухой, чистой и неповрежденной коже сопротивление тела человека колеблется в пределах 2 тыс. - 2 млн Ом. При увлажнении, загрязнении и при повреждении кожи сопротивление тела оказывается равным около 500 Ом сопротивление внутренних тканей тела. В расчетах сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом.
Величинатока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит исход поражения. Ощутимый ток – человек начинает ощущать протекающий через него ток промышленной частоты 50 Гц относительно малого значения 0,5-1,5 мА.
Неотпускающий ток – ток 10-15 мА вызывает сильные и весьма болезненные судороги мышц рук, которые человек самостоятельно преодолеть не в состоянии и оказывается, как бы прикованным к токоведущей части. При 25-50 мА действие тока распространяется и на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. При длительном
106
Электрозащитные средства В процессе эксплуатации электроустановок могут возникать ситуации, когда конструктивное исполненение установки не обеспечивает безопасность работника. Поэтому наряду со стационарными устройствами защиты от поражения электрическим током требуется применение специальных защитных средств – приборов, аппаратов, переносных и превозимых приспособлений и устройств, служащих для защиты персонала от поражения электрическим током, воздействия электрической дуги, электрического поля, продуктов горения и т.п. Эти средства не являются конструктивными частями электроустановок они дополняют защитные функции ограждений, блокировок, защитного заземления, зануления и т.п. Они называются электрозащитными средствами. Согласно
ТКП 290-2010 Правила применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные. Основные электрозащитные средства – средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок, и которые позволяют работать на токоведущих частях, находящихся под напряжением. Дополнительные электрозащитные средства – средства защиты, дополняющие основные средства, а также служащие для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага, которые сами по себе не могут приданном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим током, а применяются совместно с основными электроизолирующими средствами. Классификация защитных средств в зависимости от напряжения электроустановки приведена в табл. 8.1 и 8.2.
111
2. Определить сопротивление растеканию одиночного вертикального заземлителя по формуле в 1
4
ρ
2 4
ln ln
0,366
lg lg
2π
2 4
4
l
H
l
l
H
l
R
l
d
H
l
l
d
H
l
, Ом, где ρ – расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей, Ом·м;
l – длина вертикального заземлителям диаметр стержня вертикального заземлителя – трубы или круга (если в качестве одиночного заземлителя принят электрод с профилем в виде уголка, то d = 0,95 b, где b – ширина полки уголкам расстояние от середины заземлителя до поверхности грунтам Н = h
0
+ l/2;
h
0
– глубина заложения горизонтального заземлителям. Расчет можно вести по приближенной формуле (погрешность 5-10%) в 0,366 Схема расположения одиночного электрода в грунте приведена на рис. 8.7. Рис. Одиночный стержневой заземлитель
3. Определить ориентировочное количество вертикальных заземлителей по формуле во = в доп. Определить коэффициент использования вертикальных заземлителей в (табл. Таблица 8.5 Коэффициент использования в вертикальных стержневых заземлителей Число стержней Способ заложения заземлителей вряд по контуру Отношение расстояний между заземлителями к их длине а /l
1 2
3 1
2 3
1
2
3
4
5
6
7
2 0,85 0,91 0,94
–
–
–
4 0,73 0,83 0,89 0,69 0,78 0,80 114
Окончание табл. 8.5
1
2
3
4
5
6
7
6 0,65 0,77 0,85 0,61 0,73 0,80 10 0,59 0,74 0,81 0,55 0,68 0,76 20 0,48 0,67 0,76 0,47 0,63 0,71 40
–
–
–
0,41 0,58 0,66 60
–
–
–
0,39 0,55 0,64 100
–
–
–
0,36 0,52 0,62 5. Определить число вертикальных заземлителей с учетом коэффициента использования по формуле доп в
в в Полученное значение в следует округлить и принять несколько меньшим, так как горизонтальная металлическая полоса одновременно работатет как заземлитель.
6 . Определить длину горизонтального полосового заземлителя при расположении стержней вряд пол = 1,05а·(n
в
–1), м по контуру – пола в , м где а – расстояние между вертикальными заземлителями, м
n – количество стержней – заземлителей.
7. Определить сопротивление растеканию горизонтального заземлителя по формуле
0 пол пол пол пол г 2
ln
π
2
ρ
h
b
l
l
h
b
l
l
R
, Ом, где b – ширина полосы, м (рис. Рис. 8.8. Горизонтальный полосовый заземлитель Расчет можно вести по приближенной формуле (погрешность 25%) пол пол г. Определить коэффициент использования горизонтального полосового заземлителя η
г
(табл.8.6).
115
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Предмет курса Охрана труда и его основные разделы.
2. Правила и нормы в области охраны труда. Система стандартов безопасности труда.
3. Органы контроля (надзора) за соблюдением законодательства об охране труда.
4. Организация охраны труда на предприятии.
5. Права и обязанности работодателя в области охраны труда.
6. Ответственность должностных лиц предприятий за нарушение законодательства об охране труда.
7. Обучение работающих безопасности труда. Виды инструктажа персонала.
8. Инструкции по охране труда.
9. Планирование и финансирование мероприятий по охране труда.
10. Классификация опасных и вредных производственных факторов.
11. Аттестация рабочих мест по условиям труда.
12. Расследование и учет несчастных случаев и профзаболеваний на производстве.
13. Методы анализа производственного травматизма.
14. Специальное расследование несчастных случаев.
15. Микроклимат рабочих мест. Действие параметров микроклимата на организм человека.
16. Нормирование параметров микроклимата. Мероприятия по оздоровлению воздушной среды и оптимизации параметров микроклимата.
17. Тепловые излучения, их воздействие на человека. Меры защиты от тепловых излучений.
18. Производственная пыль, ее свойства. Действие пыли на организм человека. Меры борьбы с пылью.
19. Вредные вещества. Классификация вредных веществ. Их действие на организм человека.
20. Нормирование содержания вредных веществ. Меры защиты от вредных веществ.
21. Классификация систем вентиляции. Требования к системам вентиляции.
22. Естественная вентиляция.
23. Механическая вентиляция.
24. Системы отопления промышленных зданий.
25. Классификация производственного освещения. Основные требования к производственному освещению.
26. Естественное и совмещенное освещение производственных помещений и их нормирование.
27. Искусственное освещение производственных помещений и его нормирование
28. Понятие шум. Классификация шумов. Источники шума.
29. Воздействие шума на организм человека. Нормирование шума.
30. Способы и средства защиты от шума.
31. Ультразвук, его воздействие на организм человека. Нормирование ультразвука. Меры защиты от ультразвука.
118
32. Вибрация. Источники вибрации. Классификация вибрации. Действие вибрации на организм человека.
33. Нормирование вибрации. Методы обеспечения вибробезопасных условий труда.
34. Электромагнитные излучения, их воздействие на организм человека. Нормирование ЭМП и меры защиты.
35. Электростатические поля, их воздействие на организм человека. Нормирование
ЭСП и меры защиты.
36. Действие электрического тока на организм человека. Виды поражений электрическим током.
37. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током.
38. Причины поражения электрическим током и меры защиты от поражения.
39. Классификация производственных помещений по опасности поражения электрическим током.
40. Защитное заземление.
41. Защитное зануление.
42. Защитное отключение.
43. Средства индивидуальной защиты, применяемые в электроустановках с напряжением до 1000 В.
44. Первая доврачебная помощь при поражении человека электрическим током.
45. Безопасность устройства и эксплуатации машин и механизмов. Опасные зоны. Устройства безопасности в машинах и механизмах.
46. Требования безопасности при эксплуатации и освидетельствовании подъемно- транспортного оборудования.
47. Требования безопасности к газовым баллонам.
48. Требования безопасности к эксплуатации компрессорных установок.
49. Санитарная классификация предприятий. Санитарно-защитная зона.
50. Требования охраны труда к территории предприятий и размещению зданий на ней.
51. Требования безопасности к устройству зданий и помещений.
52. Общие требования безопасности к технологическим процессам (видам работ.
53. Организация пожарной охраны предприятий.
54. Государственный пожарный надзор.
55. Условия возникновения горения. Показатели взрывопожарной и пожарной опасности веществ и материалов.
56. Классификация помещений изданий по взрывопожарной и пожарной опасности.
57. Огнестойкость зданий и сооружений.
58. Предотвращение распространения пожаров и взрывов в зданиях.
59. Спринклерная система.
60. Дренчерная система.
61. Эвакуационные пути и выходы.
62. Огнегасящие вещества.
63. Огнетушители.
64. Пеногенераторные установки.
119
65. Пожарная сигнализация.
66. Безопасность труда при работе с ПЭВМ.
67. Требования безопасности к технологическим процессами производственному оборудованию литейного производства.
68. Требования безопасности к вагранкам.
69. Требования безопасности к дуговым печам.
70. Требования безопасности к индукционным печам.
71. Требования безопасности при приготовлении стержневых и формовочных смесей.
72. Требования безопасности при изготовлении литейных стержней и форм.
73. Требования безопасности при разливке металла и заливке форм.
74. Требования безопасности при выбивке, очистке и обрубке отливок.
75. Требования безопасности к литью по выплавляемым моделям.
76. Требования безопасности к литью в оболочковые формы.
77. Требования безопасности к литью под давлением.
78. Требования безопасности к центробежному литью.
79. Требования безопасности к технологическим процессами производственному оборудованию металлургического производства.
80. Безопасность труда в прокатном производстве.
81. Требования безопасности к станам.
82. Требования безопасности к сортопрокатными проволочным станам.
83. Требования безопасности к листопрокатным станам.
84. Требования безопасности технологических процессов производства проволоки методом волочения.
85. Требования безопасности при производстве стальных канатов и металлокорда.
86. Требования безопасности при травлении металлов.
87. Требования безопасности при термообработке металлов и нанесения защитных и специальных покрытий.
88. Требования безопасности в труболитейном производстве.
89. Требования безопасности к технологическим процессами производственному оборудованию сварочного производства.
90. Требования безопасности к технологическим процессами производственному оборудованию обработки металлов давлением.
91. Требования безопасности к прессам для холодной штамповки металлов.
92. Требования безопасности к ножницам для резки листового металла.
120
ТКП 45-2.04-154-2009 Защита от шума и реализуются применением кожухов, экранов, кабин наблюдения (при дистанционном управлении, звукоизолирующих перегородок между помещениями, звукопоглощающих облицовок, глушителей шума. При звукоизоляции большая часть звуковой энергии отражается от преграды, часть энергии поглощается самой преградой и лишь незначительная ее часть проникает за ограждение. В качестве звукоизолирующих преград используются акустические экраны, кожухи, кабины. Значительный эффект снижения шума оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм или источник шума от рабочего места или зоны обслуживания. Действие акустического экрана основано на отражении звуковых волн и образовании за экраном области звуковой тени. Эффект экранной защиты проявляется наиболее заметно в области высоких и средних частот и менее эффективен в области низких частот из-за значительной дифракции длинных волн, которые соизмеримы или больше линейных размеров экрана. Звукоизолирующие кожухи из листового металла с внутренней облицовкой звукопоглощающим материалом могут снижать шумна дБ. В качестве материала для изготовления обшивки кожуха могут быть использованы сталь, алюминиевые сплавы, фанера, ДСП, стеклопластик. Звукоизолирующая способность кожуха определяется физическими параметрами материалов и конструктивными размерами его элементов. Звукозащитные кабины устанавливаются на автоматизированных линиях у постов управления там, где возможно на
73
длительный срок изолировать человека от источника шума. Изготавливают кабины из стали, из ДСП и т.д. Окна с двойными стеклами по всему периметру заделываются резиновой прокладкой, двери выполняются двойными с резиновыми прокладками по периметру. Звукопоглощение заключается в использовании шумопоглощающих конструкций или материалов, которыми облицовывают потолки и стены помещений. Процесс поглощения звука в материале происходит за счет перехода звуковой энергии в тепловую в результате вязкого трения воздуха в порах материала. Звукопоглощающие материалы по своей структуре являются пористыми (пенопласт, поролон, технический войлок, минеральная вата, керамзит, гипсовые плиты и др. Применение звукопоглощающих облицовок для отделки потолка и стен шумных помещений приводит к изменению спектра шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда (величина снижения уровня шума в зоне отраженного звука достигает 8–10 дБ в области низких и 10–12 дБ в области высоких частот).
Глушители шума – эффективные средства борьбы с шумом, возникающим при заборе воздуха и выбросе отработанных газов в вентиляторах, воздуховодах, пневмоинструменте, газотурбинных, дизельных, компрессорных установках. По принципу действия глушители шума делятся на глушители активного (диссипативного типа и реактивного (отражающего типа. В глушителях активного типа снижение шума происходит за счет превращения звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале, размещенном во внутренних полостях. В глушителях реактивного типа шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн в системе расширительных и резонансных камер, соединенных между собой и с объемом воздуховода с помощью труб, щелей и отверстий. Шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн. Камеры могут быть внутри облицованы звукопоглощающим материалом тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной – как поглотители звука. Глушители, в которых существенно и поглощение, и отражение, называют комбинированными. В последние годы получил распространение новый вид активных глушителей шума из пористых материалов поролон, пенопласт, высокопористые металлы и керамика. Уменьшение уровня звуковой мощности в этих глушителях обусловлено большими потерями на трение в порах материала при прохождении через него воздуха. Снижение уровня звуковой мощности в таких глушителях составляет от 15 дБ на низких и средних частотах до 25 – 30 дБ на высоких. Средства индивидуальной защиты в зависимости от конструктивного исполнения делятся на наушники, вкладыши, шлемы и каски, костюмы. Наушники закрывают ушную раковину снаружи. Вкладыши перекрывают наружный слуховой проходили прилегают к нему. Шлемы и каски закрывают часть головы и ушную раковину. Противошумные костюмы закрывают тело человека и голову (или ее часть. Вкладыши изготовляются из мягких эластичных материалов – резины, пластмасс, различного волокна. Эффективность вкладышей составляет 7 - 15 дБ. Наушники обладают большей эффективностью, чем вкладыши, в области средних и высоких частот (30 - 40 дБ. Шлемы закрывают большую часть головы и защищают ее не только от шума, но и от ушибов, холода и др. Шлемы применяют для защиты от особо интенсивного шума, когда он воспринимается не только органом слуха, но и проникает в организм вследствие костной проводимости через кости черепа. Важнейшее значение имеет проведение предварительных и периодических медицинских осмотров Оценка эффективности мероприятий по снижению шума Оценка социально-экономической эффективности мероприятий по снижению шума связана со степенью акустической безопасности труда, которая характеризуется вероятностью отсутствия повреждения слуха. Социальный ущерб от производственного шума определяется числом рабочих, получивших повреждение слуха, асоциальная эффективность мероприятий по снижению шума
– их оздоровительным эффектом, те. уменьшением заболеваемости. Вероятность Р повреждения слуха в зависимости от эквивалентного уровня звука и продолжительности его
74
Глушители шума – эффективные средства борьбы с шумом, возникающим при заборе воздуха и выбросе отработанных газов в вентиляторах, воздуховодах, пневмоинструменте, газотурбинных, дизельных, компрессорных установках. По принципу действия глушители шума делятся на глушители активного (диссипативного типа и реактивного (отражающего типа. В глушителях активного типа снижение шума происходит за счет превращения звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале, размещенном во внутренних полостях. В глушителях реактивного типа шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн в системе расширительных и резонансных камер, соединенных между собой и с объемом воздуховода с помощью труб, щелей и отверстий. Шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн. Камеры могут быть внутри облицованы звукопоглощающим материалом тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной – как поглотители звука. Глушители, в которых существенно и поглощение, и отражение, называют комбинированными. В последние годы получил распространение новый вид активных глушителей шума из пористых материалов поролон, пенопласт, высокопористые металлы и керамика. Уменьшение уровня звуковой мощности в этих глушителях обусловлено большими потерями на трение в порах материала при прохождении через него воздуха. Снижение уровня звуковой мощности в таких глушителях составляет от 15 дБ на низких и средних частотах до 25 – 30 дБ на высоких. Средства индивидуальной защиты в зависимости от конструктивного исполнения делятся на наушники, вкладыши, шлемы и каски, костюмы. Наушники закрывают ушную раковину снаружи. Вкладыши перекрывают наружный слуховой проходили прилегают к нему. Шлемы и каски закрывают часть головы и ушную раковину. Противошумные костюмы закрывают тело человека и голову (или ее часть. Вкладыши изготовляются из мягких эластичных материалов – резины, пластмасс, различного волокна. Эффективность вкладышей составляет 7 - 15 дБ. Наушники обладают большей эффективностью, чем вкладыши, в области средних и высоких частот (30 - 40 дБ. Шлемы закрывают большую часть головы и защищают ее не только от шума, но и от ушибов, холода и др. Шлемы применяют для защиты от особо интенсивного шума, когда он воспринимается не только органом слуха, но и проникает в организм вследствие костной проводимости через кости черепа. Важнейшее значение имеет проведение предварительных и периодических медицинских осмотров Оценка эффективности мероприятий по снижению шума Оценка социально-экономической эффективности мероприятий по снижению шума связана со степенью акустической безопасности труда, которая характеризуется вероятностью отсутствия повреждения слуха. Социальный ущерб от производственного шума определяется числом рабочих, получивших повреждение слуха, асоциальная эффективность мероприятий по снижению шума
– их оздоровительным эффектом, те. уменьшением заболеваемости. Вероятность Р повреждения слуха в зависимости от эквивалентного уровня звука и продолжительности его
74
действия на человека приведена в табл. 5.3. При общем числе Д работающих в данных производственных условиях число рабочих с поврежденным слухом будет Р·Д. Социальная эффективность мероприятий по снижению шума, % С = (1
P
2
∙Д
2
/(P
1
·Д
1
))·100, где Д и Д – число работающих
P
1 и P
2
– вероятность повреждения слуха (табл. 5.3) соответственно дои после изменения интенсивности и продолжительности действия шума. Таблица 5.3 Вероятность Р повреждения слуха Эквивалентный уровень звука L
A
, дБА Продолжительность работы t, лет
5 10 15 20 25 85 90 95 100 105 110 115 0,01 0,04 0,07 0,12 0,18 0,26 0,36 0,03 0,1 0,17 0,29 0,48 0,55 0,71 0,05 0,14 0,24 0,37 0,53 0,71 0,83 0,06 0,16 0,28 0,42 0,58 0,78 0,87 0,07 0,16 0,29 0,43 0,60 0,78 0,84 Положительному социальному эффекту отвечают значения С > Экономический ущерб вследствие неблагоприятного действия производственного шума характеризуется увеличением затрат труда на производство единицы продукции, обусловленных ростом числа дней временной нетрудоспособности, частичной утратой общей трудоспособности, повышенным утомлением здоровых рабочих, а в некоторых случаях и более ранним выходом на пенсию и дополнительным отпуском. Полные трудовые потери вследствие профессионально обусловленной заболеваемости составляют П = 0,16 (L
A
85),%. При эквивалентном уровне звука на рабочем месте L
A
< 85 дБА повышенная заболеваемость рабочих вследствие производственного шума не наблюдается. Полные трудовые потери вследствие повреждения слуха, вызывающего частичную стойкую утрату общей трудоспособности, и повышенного утомления здоровых рабочих через лет при действии шума с эквивалентным уровнем звука L
A
в течение t лет составит П =
0 1
2 2
t
t
T
T
t
, %, где
T
1
= 7,5
3 1/
1
– средняя степень утраты общей трудоспособности вследствие повреждения слуха и повышенного утомления здоровых рабочих, отнесенная ко всем рабочим, через t лет работы в условиях шума
T
2
= 7,5
3 1/
1
{1
[1
Р (t)]
} – средняя степень утраты трудоспособности всех рабочих вследствие повреждения слуха участи из них.
= lg[1
Р (10)]
–1
lg[1
Р (t)]
1,
= 1 + 0,477 / lg[1
Р (10)], где Р (t) и Р (10) – вероятность повреждения слуха при заданном эквивалентном уровне звука соответственно через t и 10 лет работы. Полные трудовые потери вследствие профессионально обусловленной заболеваемости, повреждения слуха и повышенной утомляемости здоровых рабочих
75
P
2
∙Д
2
/(P
1
·Д
1
))·100, где Д и Д – число работающих
P
1 и P
2
– вероятность повреждения слуха (табл. 5.3) соответственно дои после изменения интенсивности и продолжительности действия шума. Таблица 5.3 Вероятность Р повреждения слуха Эквивалентный уровень звука L
A
, дБА Продолжительность работы t, лет
5 10 15 20 25 85 90 95 100 105 110 115 0,01 0,04 0,07 0,12 0,18 0,26 0,36 0,03 0,1 0,17 0,29 0,48 0,55 0,71 0,05 0,14 0,24 0,37 0,53 0,71 0,83 0,06 0,16 0,28 0,42 0,58 0,78 0,87 0,07 0,16 0,29 0,43 0,60 0,78 0,84 Положительному социальному эффекту отвечают значения С > Экономический ущерб вследствие неблагоприятного действия производственного шума характеризуется увеличением затрат труда на производство единицы продукции, обусловленных ростом числа дней временной нетрудоспособности, частичной утратой общей трудоспособности, повышенным утомлением здоровых рабочих, а в некоторых случаях и более ранним выходом на пенсию и дополнительным отпуском. Полные трудовые потери вследствие профессионально обусловленной заболеваемости составляют П = 0,16 (L
A
85),%. При эквивалентном уровне звука на рабочем месте L
A
< 85 дБА повышенная заболеваемость рабочих вследствие производственного шума не наблюдается. Полные трудовые потери вследствие повреждения слуха, вызывающего частичную стойкую утрату общей трудоспособности, и повышенного утомления здоровых рабочих через лет при действии шума с эквивалентным уровнем звука L
A
в течение t лет составит П =
0 1
2 2
t
t
T
T
t
, %, где
T
1
= 7,5
3 1/
1
– средняя степень утраты общей трудоспособности вследствие повреждения слуха и повышенного утомления здоровых рабочих, отнесенная ко всем рабочим, через t лет работы в условиях шума
T
2
= 7,5
3 1/
1
{1
[1
Р (t)]
} – средняя степень утраты трудоспособности всех рабочих вследствие повреждения слуха участи из них.
= lg[1
Р (10)]
–1
lg[1
Р (t)]
1,
= 1 + 0,477 / lg[1
Р (10)], где Р (t) и Р (10) – вероятность повреждения слуха при заданном эквивалентном уровне звука соответственно через t и 10 лет работы. Полные трудовые потери вследствие профессионально обусловленной заболеваемости, повреждения слуха и повышенной утомляемости здоровых рабочих
75
П = П +
П
2
Ежегодный экономический ущерб в руб./год от вредного воздействия производственного шума через t
0
лет может быть вычислен по формуле у =
П
Д
100
З
5
,
1
, где З среднегодовая заработная плата рабочего, руб Д – число рабочих, подвергающихся действию шума. При оценке экономической эффективности применения средств защиты от шума наибольший интерес представляет определение годового экономического эффекта, усредненного за нормативный срок окупаемости капитальных вложений, руб./год Э =
1 2
1,5З
100
Д
П
П
– (KN + э, где Пи П – ежегодные полные трудовые потери, %, усредненные за нормативный срок окупаемости, при работе в условиях шума с эквивалентными уровнями звука на рабочих местах дои после применения средств защиты от шума З – средняя за нормативный срок окупаемости годовая заработная плата рабочего, руб
K – капитальные вложения в средства защиты от шума, руб
N – нормативный срок окупаемости капитальных вложений, год
С
э
– среднегодовые эксплуатационные расходы на средства защиты от шума, руб. Средняя годовая заработная плата приближенно равна З З
(1 +
·N/200), где З – среднегодовая заработная плата рабочего в первый год после снижения шума, руб./год;
– темпы роста заработной платы (производительности труда, %. Стоимость средств защиты от шума и их эксплуатации, как правило, мало влияет назначение экономического эффекта. Расчетные задания по теме Задача 5.1. Определить суммарный уровень шума в производственном помещении при работе пяти станках поданным табл. 5.4. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 5.4 Исходные данные для расчета Исходные данные
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0 Уровень шума станков (L), дБА первого
89 90 88 93 87 91 86 86 84 92 второго
86 87 86 88 85 89 85 84 81 90 третьего
81 84 80 82 80 85 81 80 79 85 четвертого
79 78 75 77 75 80 76 77 76 81 пятого
76 76 73 74 74 77 73 75 71 78 76
П
2
Ежегодный экономический ущерб в руб./год от вредного воздействия производственного шума через t
0
лет может быть вычислен по формуле у =
П
Д
100
З
5
,
1
, где З среднегодовая заработная плата рабочего, руб Д – число рабочих, подвергающихся действию шума. При оценке экономической эффективности применения средств защиты от шума наибольший интерес представляет определение годового экономического эффекта, усредненного за нормативный срок окупаемости капитальных вложений, руб./год Э =
1 2
1,5З
100
Д
П
П
– (KN + э, где Пи П – ежегодные полные трудовые потери, %, усредненные за нормативный срок окупаемости, при работе в условиях шума с эквивалентными уровнями звука на рабочих местах дои после применения средств защиты от шума З – средняя за нормативный срок окупаемости годовая заработная плата рабочего, руб
K – капитальные вложения в средства защиты от шума, руб
N – нормативный срок окупаемости капитальных вложений, год
С
э
– среднегодовые эксплуатационные расходы на средства защиты от шума, руб. Средняя годовая заработная плата приближенно равна З З
(1 +
·N/200), где З – среднегодовая заработная плата рабочего в первый год после снижения шума, руб./год;
– темпы роста заработной платы (производительности труда, %. Стоимость средств защиты от шума и их эксплуатации, как правило, мало влияет назначение экономического эффекта. Расчетные задания по теме Задача 5.1. Определить суммарный уровень шума в производственном помещении при работе пяти станках поданным табл. 5.4. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 5.4 Исходные данные для расчета Исходные данные
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0 Уровень шума станков (L), дБА первого
89 90 88 93 87 91 86 86 84 92 второго
86 87 86 88 85 89 85 84 81 90 третьего
81 84 80 82 80 85 81 80 79 85 четвертого
79 78 75 77 75 80 76 77 76 81 пятого
76 76 73 74 74 77 73 75 71 78 76
Порядок расчета
1. Определить разность уровней шума первого и второго станков
∆L
1-2
= L
1
– L
2 при L
1
> L
2 2. Определить добавку ∆L
1-2
к большему уровню шума по найденной выше разнице (см. табл. 5.5). Таблица 5.5 Добавки для энергетического суммирования уровней шума Разность двух складываемых уровней, дБА
0 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10 15 20 Добавка к более высокому уровню, дБА
3,0 2,5 2,0 1,8 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6 0,5 0,4 0,2 0
3. Определить суммарный уровень шума первого и второго станков
L
сум1-2
= L
1
+ ΔL
1-2 4. Определить разность уровней суммарного шума первого и второго станка L
сум1-2
и третьего станка L
3
и добавку ∆L
1-2-3 5. Продолжить решение задачи аналогичным образом. При превышении уровня шума на рабочих местах в сравнении с ПДУ предусмотреть мероприятия по его снижению. Задача 5.2. Определить эквивалентный уровень непостоянного (прерывистого) шума поданным табл. 5.6. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 5.6 Исходные данные для расчета Исходные данные
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0
I ступень Уровень звука по ступеням L
AI
, дБА:
92 90 90 87 84 90 89 95 91 88
II ступень
88 85 84 81 80 83 84 87 83 83
III ступень
83 80 79 77 75 77 79 78 75 77
I ступень Продолжительность действия шума на ступенях, мин
40 30 45 120 150 160 180 20 60 90
II ступень
170 160 375 150 150 120 150 250 320 120
III ступень
270 290 60 210 180 200 150 210 100 270 Порядок расчета
1. Определить поправки ∆L
AI
к значениям уровней звука L
AI
в зависимости от продолжительности воздействия шума в соответствии с табл. 5.7.
77
1. Определить разность уровней шума первого и второго станков
∆L
1-2
= L
1
– L
2 при L
1
> L
2 2. Определить добавку ∆L
1-2
к большему уровню шума по найденной выше разнице (см. табл. 5.5). Таблица 5.5 Добавки для энергетического суммирования уровней шума Разность двух складываемых уровней, дБА
0 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10 15 20 Добавка к более высокому уровню, дБА
3,0 2,5 2,0 1,8 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6 0,5 0,4 0,2 0
3. Определить суммарный уровень шума первого и второго станков
L
сум1-2
= L
1
+ ΔL
1-2 4. Определить разность уровней суммарного шума первого и второго станка L
сум1-2
и третьего станка L
3
и добавку ∆L
1-2-3 5. Продолжить решение задачи аналогичным образом. При превышении уровня шума на рабочих местах в сравнении с ПДУ предусмотреть мероприятия по его снижению. Задача 5.2. Определить эквивалентный уровень непостоянного (прерывистого) шума поданным табл. 5.6. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 5.6 Исходные данные для расчета Исходные данные
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0
I ступень Уровень звука по ступеням L
AI
, дБА:
92 90 90 87 84 90 89 95 91 88
II ступень
88 85 84 81 80 83 84 87 83 83
III ступень
83 80 79 77 75 77 79 78 75 77
I ступень Продолжительность действия шума на ступенях, мин
40 30 45 120 150 160 180 20 60 90
II ступень
170 160 375 150 150 120 150 250 320 120
III ступень
270 290 60 210 180 200 150 210 100 270 Порядок расчета
1. Определить поправки ∆L
AI
к значениям уровней звука L
AI
в зависимости от продолжительности воздействия шума в соответствии с табл. 5.7.
77
Таблица 5.7 Поправки к уровням звука в зависимости от времени воздействия шума Продолжительность воздействия прерывистого шума, мин
480 420 360 300 240 180 120 60 30 15 6 Поправка ∆L
AI
, дБА
0 0,6 1,2 2,0 3,0 4,2 6,0 9,0 12,0 15,1 19,
0 2. Вычислить разность L
AI
– ΔL
AI
, те. уровень звука с учетом поправки для каждой ступени шума. Полученные разности энергетически суммировать, для чего
– вычислить разность х наиболее высоких складываемых уровней звука
– определить добавку к более высокому уровню в соответствии с табл. 5.6;
– прибавить добавку к более высокому уровню
– затем аналогичные действия произвести с полученной суммой и третьим уровнем, потом – с полученной суммой и четвертым уровнем и т.д.
3. После определения значения эквивалентного уровня звука непостоянного шума необходимо сравнить его с допустимым эквивалентным уровнем звука на постоянном рабочем месте, равным 80 дБА, и при превышении данной величины указать защитные средства по снижению воздействия шума на работающих. Пример расчета.
Определить эквивалентный уровень непостоянного (прерывистого) шума поданным, приведенным в табл. 5.8. Таблица 5.8 Исходные данные для расчета Ступень Уровень звука по ступеням, L
AI
, дБ Продолжительность ступени, мин
I
90 240
II
88 150
III
85 90 1. Определяем поправки ΔL
AI табл. 5.7): для I ступени шума ΔL
AI
= 3,0 дБА; для II ступени шума ΔL
AI
= 5,1 дБА; для III ступени шума ΔL
AI
= 7,5 дБА.
2. Определяем разности L
AI
– ∆L
AI
, те. уровни звука с учетом поправки для I ступени шума L
AI
– ∆L
AI
= 90 – 3 = 87,0 дБА; для II ступени шума L
AI
– ∆L
AI
= 88 – 5,1 = 82,9 дБА; для III ступени шума L
AI
– ∆L
AI
= 85 – 7,5 = 77,5 дБА.
3. Разность двух наиболее высоких уровней шума (для I и II ступеней
87,0 – 82,9 = 4,1 дБА. Добавка к наиболее высокому уровню 1,5 дБА (табл. 5.5).
4. Суммарный уровень шума для I и II ступеней
78
480 420 360 300 240 180 120 60 30 15 6 Поправка ∆L
AI
, дБА
0 0,6 1,2 2,0 3,0 4,2 6,0 9,0 12,0 15,1 19,
0 2. Вычислить разность L
AI
– ΔL
AI
, те. уровень звука с учетом поправки для каждой ступени шума. Полученные разности энергетически суммировать, для чего
– вычислить разность х наиболее высоких складываемых уровней звука
– определить добавку к более высокому уровню в соответствии с табл. 5.6;
– прибавить добавку к более высокому уровню
– затем аналогичные действия произвести с полученной суммой и третьим уровнем, потом – с полученной суммой и четвертым уровнем и т.д.
3. После определения значения эквивалентного уровня звука непостоянного шума необходимо сравнить его с допустимым эквивалентным уровнем звука на постоянном рабочем месте, равным 80 дБА, и при превышении данной величины указать защитные средства по снижению воздействия шума на работающих. Пример расчета.
Определить эквивалентный уровень непостоянного (прерывистого) шума поданным, приведенным в табл. 5.8. Таблица 5.8 Исходные данные для расчета Ступень Уровень звука по ступеням, L
AI
, дБ Продолжительность ступени, мин
I
90 240
II
88 150
III
85 90 1. Определяем поправки ΔL
AI табл. 5.7): для I ступени шума ΔL
AI
= 3,0 дБА; для II ступени шума ΔL
AI
= 5,1 дБА; для III ступени шума ΔL
AI
= 7,5 дБА.
2. Определяем разности L
AI
– ∆L
AI
, те. уровни звука с учетом поправки для I ступени шума L
AI
– ∆L
AI
= 90 – 3 = 87,0 дБА; для II ступени шума L
AI
– ∆L
AI
= 88 – 5,1 = 82,9 дБА; для III ступени шума L
AI
– ∆L
AI
= 85 – 7,5 = 77,5 дБА.
3. Разность двух наиболее высоких уровней шума (для I и II ступеней
87,0 – 82,9 = 4,1 дБА. Добавка к наиболее высокому уровню 1,5 дБА (табл. 5.5).
4. Суммарный уровень шума для I и II ступеней
78
87,0 + 1,5 = 88,5 дБА.
5. Разность суммарного уровня шума на I и II ступенях и уровня шума III ступени
88,5 – 77,5 = 11 дБА. Добавка – 0,4 дБА.
6. Эквивалентный уровень непостоянного шума
88,5 + 0,4 = 88,9 , те. 89 дБА.
6. Производственная вибрация Источники, характеристика и классификация вибрации Вибрация – механические колебания и волны в твердых телах. Вибрация приводит тело или его части в колебательное движение с периодически противоположно направленными смещениями относительно положения равновесия, сопровождающееся затратой на эти перемещения механической энергии, получаемой от источника колебаний в зоне контакта тела с вибрирующей поверхностью. По направлению действия вибрация подразделяется на общую, действующую вдоль осей ортогональной системы координат Х, Y
0
, Z
0
, где Хот спины к груди) и Y
0
(от правого плеча клевому горизонтальные оси, направленные параллельно опорным поверхностям Z
0
– вертикальная ось, перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем, полом локальную, действующую вдоль осей ортогональной системы координат Х
л
, Y
л
,Z
л
, где ось
Х
л совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятки, рулевого колеса, рычага управления, удерживаемого в руках обрабатываемого изделия, ось л совпадает с местом направления подачи или приложения силы нажатия, а ось л перпендикулярна первым двум направлениям. Общая вибрация в зависимости от источника её возникновения подразделяется на общую вибрацию 1 категории – транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных машин, машин с прицепами и навесными приспособлениями, транспортных средств при движении по местности и дорогам. К источникам транспортной вибрации относятся тракторы промышленные, грузовые автомобили, подъемное и другое подвижное погрузочно-разгрузочное оборудование общую вибрацию
2 категории
–
транспортно-технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок. К источникам транспортно-технологической вибрации относятся краны промышленные, напольный производственный транспорт, легковые автомобили и автобусы и др общую вибрацию 3 категории – технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической вибрации относятся кузнечно-прессовое оборудование, вентиляторы, промышленное оборудование. Общую вибрацию 3 категории по месту действия подразделяют на типы а – на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий б – на рабочих местах на складах, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию в – на рабочих местах в помещениях конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров и других помещениях для работников интеллектуального труда. Локальная вибрация в зависимости от источника возникновения подразделяется на передающуюся от ручных машин с двигателем или ручного механизированного инструмента
79
органов управления автомобилей, автобусов и троллейбусов органов управления машин и оборудования ручных инструментов без двигателей и обрабатываемых деталей. По характеру спектра вибрация подразделяется на узкополосную вибрацию, для которой уровень контролируемого параметра водной третьоктавной полосе частот более чем на 15 дБ превышает уровень в соседних третьоктавных полосах широкополосную вибрацию с непрерывным спектром шириной более одной октавы. По частотному составу вибрация подразделяется на низкочастотную вибрацию (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1-4 Гц – для общей вибрации, 8-16 Гц – для локальной вибрации
среднечастотную вибрацию (8-16 Гц – для общей вибрации, 31,5-63 Гц – для локальной вибрации высокочастотную вибрацию (31,5-63 Гц – для общей вибрации, 125-1000 Гц – для локальной вибрации. Повременным характеристикам вибрация подразделяется на постоянную вибрацию, для которой величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения при измерении с постоянной времени 1 с непостоянную вибрацию, для которой величина нормируемых параметров изменяется более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения при измерении с постоянной времени 1 св том числе колеблющуюся во времени, для которой величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени прерывистую, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с импульсную вибрацию, состоящую из одного или нескольких вибрационных воздействий например, ударов, каждый длительностью менее 1 с при частоте их следования менее 5,6 Гц. Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются частота, Гц, амплитуда (А, м, виброскорость (ν, мс) и виброускорение (а, мс, находящиеся в следующей зависимости
ν = А, мс а = (А, м/с
2
Вибрация может оцениваться также логарифмическими уровнями виброскорости L
ν
и виброускорения L
a
, дБ.
Среднегеометрическая частота – квадратный корень из произведения граничных частот полосы.
Третьоктавная полоса частот – полоса частоту которой отношение верхней граничной частоты к нижней равно 2 Октавная полоса частот – полоса частоту которой отношение верхней граничной частоты к нижней равно 2. Логарифмические уровни виброускорения а i
и
виброскорости L
νi
, дБ, дБ, в й октавной или третьоктавной полосе – уровни, непосредственно измеряемые в октавных или третьоктавных полосах частот или определяемые по формулам а = 20lg (а, L
νi
= 20lg (ν
i
/ν
0
), где а – средние квадратические значения виброускорения в октавных или третьоктавных полосах частот, мс а – исходное значение виброускорения; а = 3
10
–4
мс
ν
i
– средние квадратические значения виброскорости в октавных или третьоктавных полосах частот, мс ν
0
– исходное значение виброскорости; ν
0
= 5
10
–8
мс. Корректированный по частоте уровень параметра вибрации L
W
, дБ, – одночисловая характеристика вибрации, измеряемая с применением виброметров с корректирующими
80
среднечастотную вибрацию (8-16 Гц – для общей вибрации, 31,5-63 Гц – для локальной вибрации высокочастотную вибрацию (31,5-63 Гц – для общей вибрации, 125-1000 Гц – для локальной вибрации. Повременным характеристикам вибрация подразделяется на постоянную вибрацию, для которой величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения при измерении с постоянной времени 1 с непостоянную вибрацию, для которой величина нормируемых параметров изменяется более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения при измерении с постоянной времени 1 св том числе колеблющуюся во времени, для которой величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени прерывистую, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с импульсную вибрацию, состоящую из одного или нескольких вибрационных воздействий например, ударов, каждый длительностью менее 1 с при частоте их следования менее 5,6 Гц. Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются частота, Гц, амплитуда (А, м, виброскорость (ν, мс) и виброускорение (а, мс, находящиеся в следующей зависимости
ν = А, мс а = (А, м/с
2
Вибрация может оцениваться также логарифмическими уровнями виброскорости L
ν
и виброускорения L
a
, дБ.
Среднегеометрическая частота – квадратный корень из произведения граничных частот полосы.
Третьоктавная полоса частот – полоса частоту которой отношение верхней граничной частоты к нижней равно 2 Октавная полоса частот – полоса частоту которой отношение верхней граничной частоты к нижней равно 2. Логарифмические уровни виброускорения а i
и
виброскорости L
νi
, дБ, дБ, в й октавной или третьоктавной полосе – уровни, непосредственно измеряемые в октавных или третьоктавных полосах частот или определяемые по формулам а = 20lg (а, L
νi
= 20lg (ν
i
/ν
0
), где а – средние квадратические значения виброускорения в октавных или третьоктавных полосах частот, мс а – исходное значение виброускорения; а = 3
10
–4
мс
ν
i
– средние квадратические значения виброскорости в октавных или третьоктавных полосах частот, мс ν
0
– исходное значение виброскорости; ν
0
= 5
10
–8
мс. Корректированный по частоте уровень параметра вибрации L
W
, дБ, – одночисловая характеристика вибрации, измеряемая с применением виброметров с корректирующими
80
фильтрами или определяемая как результат энергетического суммирования уровней вибрации в октавных (третьоктавных) полосах с учетом октавных (третьоктавных) весовых коэффициентов поправок) по формуле
L
W
= 10 lg
n
i
L
L
Wi
Wi
1 1
,
0 10
, где L
W
– корректированный по частоте уровень параметра вибрации, дБ
L
Wi
октавные (третьоктавные) уровни параметра вибрации, дБ
∆L
Wi
– октавные (третьоктавные) весовые поправки, дБ
i – порядковый номер октавной (третьоктавной) полосы
n – число октавных (третьоктавных) полос. Эквивалентный по энергии корректированный по частоте уровень параметра непостоянной вибрации экв, дБ, – это корректированный уровень параметра постоянной вибрации, которая имеет такое же среднее квадратическое корректированное значение параметра, что и данная непостоянная вибрация, в течение определенного интервала времени время наблюдения. Эквивалентный корректированный уровень экв измеряется с применением интегрирующих виброметров или рассчитывается на основании эквивалентных уровней экв, измеренных в октавных (третьоктавных) полосах частот, по формуле экв = 10lg
n
i
L
L
Wi
i
W
1 экв, где экв – эквивалентный по энергии корректированный по частоте уровень параметра непостоянной вибрации, дБ экв октавные (третьоктавные) эквивалентные уровни параметра вибрации, дБ. Эквивалентный по энергии корректированный по частоте уровень параметра непостоянной вибрации за время оценки экв, дБ, – это корректированный уровень параметра вибрации с учетом времени воздействия вибрации в течение рабочей смены, определяемый по формуле
L
WэквТ
= 10lg [(1/T)
n
i
L
i
W
1 экв t
i
], где L
WэквТ
– эквивалентный корректированный по частоте уровень параметра непостоянной вибрации за время оценки (восьмичасовая рабочая смена, дБ экв
– эквивалентный корректированный по частоте уровень параметра вибрации за время
t
i
, дБ
t
i
– время воздействия вибрации с уровнем экв, ч
n – общее число интервалов действия вибрации за смену Т = t
1
+ t
2
+… + t
n
– суммарное время действия вибрации за смену. Воздействие вибрации на организм человека Вибрация относится к факторам, обладающим значительной биологической активностью. Характер, глубина и направленность функциональных сдвигов со стороны различных систем организма определяются уровнями, спектральным составом и продолжительностью вибрационного воздействия. Степень распространения колебаний по телу зависит от их частоты и амплитуды, площади участков тела, соприкасающихся с вибрирующим объектом, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явления резонанса и других условий. При низких частотах вибрация распространяется по телу с весьма малым затуханием, охватывая колебательным движением все туловище и голову.
81
L
W
= 10 lg
n
i
L
L
Wi
Wi
1 1
,
0 10
, где L
W
– корректированный по частоте уровень параметра вибрации, дБ
L
Wi
октавные (третьоктавные) уровни параметра вибрации, дБ
∆L
Wi
– октавные (третьоктавные) весовые поправки, дБ
i – порядковый номер октавной (третьоктавной) полосы
n – число октавных (третьоктавных) полос. Эквивалентный по энергии корректированный по частоте уровень параметра непостоянной вибрации экв, дБ, – это корректированный уровень параметра постоянной вибрации, которая имеет такое же среднее квадратическое корректированное значение параметра, что и данная непостоянная вибрация, в течение определенного интервала времени время наблюдения. Эквивалентный корректированный уровень экв измеряется с применением интегрирующих виброметров или рассчитывается на основании эквивалентных уровней экв, измеренных в октавных (третьоктавных) полосах частот, по формуле экв = 10lg
n
i
L
L
Wi
i
W
1 экв, где экв – эквивалентный по энергии корректированный по частоте уровень параметра непостоянной вибрации, дБ экв октавные (третьоктавные) эквивалентные уровни параметра вибрации, дБ. Эквивалентный по энергии корректированный по частоте уровень параметра непостоянной вибрации за время оценки экв, дБ, – это корректированный уровень параметра вибрации с учетом времени воздействия вибрации в течение рабочей смены, определяемый по формуле
L
WэквТ
= 10lg [(1/T)
n
i
L
i
W
1 экв t
i
], где L
WэквТ
– эквивалентный корректированный по частоте уровень параметра непостоянной вибрации за время оценки (восьмичасовая рабочая смена, дБ экв
– эквивалентный корректированный по частоте уровень параметра вибрации за время
t
i
, дБ
t
i
– время воздействия вибрации с уровнем экв, ч
n – общее число интервалов действия вибрации за смену Т = t
1
+ t
2
+… + t
n
– суммарное время действия вибрации за смену. Воздействие вибрации на организм человека Вибрация относится к факторам, обладающим значительной биологической активностью. Характер, глубина и направленность функциональных сдвигов со стороны различных систем организма определяются уровнями, спектральным составом и продолжительностью вибрационного воздействия. Степень распространения колебаний по телу зависит от их частоты и амплитуды, площади участков тела, соприкасающихся с вибрирующим объектом, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явления резонанса и других условий. При низких частотах вибрация распространяется по телу с весьма малым затуханием, охватывая колебательным движением все туловище и голову.
81
Резонанс человеческого тела в биодинамике определяется как явление, при котором анатомические структуры, органы и системы под действием внешних вибрационных сил, приложенных к телу, получают колебания большей амплитуды. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20 и 30 Гц, при горизонтальных – 1,5-2 Гц. Для внутренних органов резонансными являются частоты 3-3,5 Гц, для всего тела в положении сидя – на частотах 4-6 Гц. Длительное влияние вибрации, сочетающееся с комплексом неблагоприятных производственных факторов, может приводить к стойким патологическим нарушениям в организме работников, развитию вибрационной болезни. Наибольшее распространение имеет вибрационная болезнь,обусловленная воздействием локальной вибрации. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые начинаются с концевых фаланг пальцев и распространяются на всю кисть, предплечье, захватывают сосуды сердца. Вследствие этого происходит ухудшение снабжения конечностей кровью. Одновременно наблюдается воздействие вибрации на нервные окончания, мышечные и костные ткани, выражающееся в нарушении чувствительности кожи, окостенении сухожилий мышц и отложениях солей в суставах кистей руки пальцев, что приводит к болям, деформациями уменьшению подвижности суставов. При локальной вибрации наблюдаются нарушения деятельности центральной нервной системы, как и при общей вибрации. Сосудистые расстройства являются одним из основных симптомов вибрационной болезни. Чаще всего, они заключаются в нарушении периферического кровообращения, изменении тонуса капилляров. Больные жалуются на внезапно возникающие приступы побеления пальцев, которые чаще появляются при мытье рук холодной водой или при общем охлаждении организма. В развитии вибрационной болезни, вызванной воздействием локальной вибрации, различают 3 степени ее развития (I – начальные проявления II – умеренно выраженные III – выраженные. Вибрационная болезнь, вызванная воздействием общей вибрации и толчками, наблюдается у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов. Одним из основных ее синдромов является вестибулопатия (головокружение, головные боли и т. д. Нередко возникают дисфункции пищеварительных желез, нарушения моторной и секреторной функций желудка. Типичны изменения в позвоночнике, являющиеся причиной нарушения трудоспособности. Систематическое воздействие общих вибраций может быть причиной вибрационной болезни – стойких нарушений физиологических функций организма, обусловленных преимущественно воздействием вибраций на центральную нервную систему. Эти нарушения проявляются в виде головных болей, головокружений, плохого сна, пониженной работоспособности, плохого самочувствия, нарушений сердечной деятельности. К сопутствующим факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибрации на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, шум высокой интенсивности, неблагоприятные микроклиматические условия. Нормирование вибрации В соответствии с Санитарными нормами и правилами Требования к производственной вибрации, вибрации в жилых помещениях, помещениях административных и общественных зданий
(утв. постановлением Министерства здравоохранения 26.12.2013 гс дополнениями, утв. постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 15 апреля 2016 г. № 57)
гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибрации, воздействующей на человека, производится следующими методами частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия по эквивалентному по энергии корректированному по частоте уровню нормируемого параметра.
82
(утв. постановлением Министерства здравоохранения 26.12.2013 гс дополнениями, утв. постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 15 апреля 2016 г. № 57)
гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибрации, воздействующей на человека, производится следующими методами частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия по эквивалентному по энергии корректированному по частоте уровню нормируемого параметра.
82
Основным методом, характеризующим вибрационное воздействие на человека, является частотный анализ. Нормируемый диапазон частот измерения вибрации устанавливается для общей производственной вибрации – в октавных (широкополосная вибрация) или третьоктавных (узкополосная вибрация) полосах со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0;
1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Гц для локальной производственной вибрации
– в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц. Нормируемыми параметрами постоянной производственной вибрации являются средние квадратические значения виброускорения и виброскорости, измеряемые в октавных или третьоктавных полосах частот, или их логарифмические уровни корректированные по частоте значения виброускорения или их логарифмические уровни. Нормируемыми параметрами непостоянной производственной вибрации являются эквивалентные по энергии корректированные по частоте значения виброускорения или их логарифмические уровни. Предельно допустимые величины нормируемых параметров общей производственной вибрации на рабочих местах устанавливаются согласно Гигиеническому нормативу Предельно допустимые и допустимые уровни нормируемых параметров при работах с источниками производственной вибрации, вибрации в жилых помещениях, помещениях административных и общественных зданий (утв. постановлением Министерства здравоохранения 26.12.2013 гс дополнениями, утв. постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 15 апреля 2016 г. № 57)
и приведены в табл. 6.1 - 6.4, а локальной производственной вибрации – в табл. 6.5 (при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 ч. Таблица 6.1 Предельно допустимые значения виброускорения общей вибрации
1 категории – транспортной
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Предельно допустимые значения виброускорения м/с
2
дБ
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
Z
0
X
0
, Y
0
Z
0
X
0
, Y
0
Z
0
X
0
, Y
0
Z
0
X
0
, Y
0 1
2 3
4 5
6 7
8 9
0,8 1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 0,71 0,63 0,56 0,50 0,45 0,40 0,355 0,315 0,315 0,315 0,315 0,40 0,50 0,63 0,224 0,224 0,224 0,224 0,224 0,280 0,355 0,450 0,560 0,710 0,900 1,12 1,40 1,80 1,12 0,80 0,56 0,56 1,12 0,40 0,40 0,80 1,60 3,15 67 66 65 64 63 62 61 60 60 60 60 62 64 66 57 57 57 57 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 71 68 65 65 71 62 62 68 74 80 83
1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Гц для локальной производственной вибрации
– в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц. Нормируемыми параметрами постоянной производственной вибрации являются средние квадратические значения виброускорения и виброскорости, измеряемые в октавных или третьоктавных полосах частот, или их логарифмические уровни корректированные по частоте значения виброускорения или их логарифмические уровни. Нормируемыми параметрами непостоянной производственной вибрации являются эквивалентные по энергии корректированные по частоте значения виброускорения или их логарифмические уровни. Предельно допустимые величины нормируемых параметров общей производственной вибрации на рабочих местах устанавливаются согласно Гигиеническому нормативу Предельно допустимые и допустимые уровни нормируемых параметров при работах с источниками производственной вибрации, вибрации в жилых помещениях, помещениях административных и общественных зданий (утв. постановлением Министерства здравоохранения 26.12.2013 гс дополнениями, утв. постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 15 апреля 2016 г. № 57)
и приведены в табл. 6.1 - 6.4, а локальной производственной вибрации – в табл. 6.5 (при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 ч. Таблица 6.1 Предельно допустимые значения виброускорения общей вибрации
1 категории – транспортной
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Предельно допустимые значения виброускорения м/с
2
дБ
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
Z
0
X
0
, Y
0
Z
0
X
0
, Y
0
Z
0
X
0
, Y
0
Z
0
X
0
, Y
0 1
2 3
4 5
6 7
8 9
0,8 1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 0,71 0,63 0,56 0,50 0,45 0,40 0,355 0,315 0,315 0,315 0,315 0,40 0,50 0,63 0,224 0,224 0,224 0,224 0,224 0,280 0,355 0,450 0,560 0,710 0,900 1,12 1,40 1,80 1,12 0,80 0,56 0,56 1,12 0,40 0,40 0,80 1,60 3,15 67 66 65 64 63 62 61 60 60 60 60 62 64 66 57 57 57 57 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 71 68 65 65 71 62 62 68 74 80 83
Окончание табл. 6.1 1
2 3
4 5
6 7
8 9
20,0 25,0 0,80 1,00 2,24 2,80 68 70 77 79 31,5 1,25 3,55 2,24 6,30 72 81 77 86 40,0 50,0 63,0 80,0 1,60 2,00 2,50 3,15 4,50 5,60 7,10 9,00 4,50 12,50 74 76 78 80 83 85 87 89 83 92 Корректированные и эквивалентные корректированные уровни, и их абсолютные значения
–
–
0,56 0,40
–
–
65 62 Таблица 6.2 Предельно допустимые значения виброскорости общей вибрации
1 категории – транспортной
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Предельно допустимые значения виброскорости м/с
10
-2
дБ
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
Z
0
X
0
, Y
0
Z
0
X
0
,Y
0
Z
0
X
0
,Y
0
Z
0
X
0
, Y
0 0,8 1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 25,0 31,5 40,0 50,0 63,0 80,0 14,0 10,0 7,1 5,0 3,5 2,5 1,8 1,25 1,0 0,8 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 4,5 3,5 2,8 2,2 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 20,0 7,1 2,5 1,3 1,1 1,1 1,1 6,3 3,5 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 129 126 123 120 117 114 111 108 106 104 102 102 102 102 102 102 102 102 102 102 102 119 117 115 113 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 132 123 114 108 107 107 107 122 117 116 116 116 116 116 84
2 3
4 5
6 7
8 9
20,0 25,0 0,80 1,00 2,24 2,80 68 70 77 79 31,5 1,25 3,55 2,24 6,30 72 81 77 86 40,0 50,0 63,0 80,0 1,60 2,00 2,50 3,15 4,50 5,60 7,10 9,00 4,50 12,50 74 76 78 80 83 85 87 89 83 92 Корректированные и эквивалентные корректированные уровни, и их абсолютные значения
–
–
0,56 0,40
–
–
65 62 Таблица 6.2 Предельно допустимые значения виброскорости общей вибрации
1 категории – транспортной
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Предельно допустимые значения виброскорости м/с
10
-2
дБ
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
Z
0
X
0
, Y
0
Z
0
X
0
,Y
0
Z
0
X
0
,Y
0
Z
0
X
0
, Y
0 0,8 1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 25,0 31,5 40,0 50,0 63,0 80,0 14,0 10,0 7,1 5,0 3,5 2,5 1,8 1,25 1,0 0,8 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 4,5 3,5 2,8 2,2 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 20,0 7,1 2,5 1,3 1,1 1,1 1,1 6,3 3,5 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 129 126 123 120 117 114 111 108 106 104 102 102 102 102 102 102 102 102 102 102 102 119 117 115 113 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 132 123 114 108 107 107 107 122 117 116 116 116 116 116 84
Таблица 6.3 Предельно допустимые значения нормируемых параметров общей вибрации 2 категории – транспортно-технологической
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Предельно допустимые значения по осям Х, Y
0
, Z
0
виброускорение
Виброскорость м/с
2
дБ м/с
10
-2
дБ
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1 2
3 4
5 6
7 8
9 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 0,25 0,224 0,20 0,18 0,16 0,16 0,16 0,16 0,20 0,25 0,315 0,40 0,28 0,28 0,56 58 57 56 55 54 54 54 54 56 58 60 62 59 59 65 2,50 1,80 1,25 0,90 0,63 0,50 0,40 0,32 0,32 0,32 0,32 3,50 1,30 0,63 0,56 114 111 108 105 102 100 98 96 96 96 96 117 108 102 101 20,0 25,0 31,5 40,0 50,0 63,0 80,0 0,40 0,50 0,63 0,80 1,00 1,25 1,60 1,12 2,25 62 64 66 68 70 72 74 71 77 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,56 0,56 96 96 96 96 96 96 96 101 101 Корректированные и эквивалентные корректированные уровни и их абсолютные значения
–
0,28
–
59
–
–
–
– Таблица 6.4 Предельно допустимые значения нормируемых параметров общей вибрации 3 категории – технологической типа а
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Предельно допустимые значения по осям Х, Y
0
, Z
0
виброускорение
Виброскорость м/с
2
дБ м/с
10
-2
дБ
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1 2
3 4
5 6
7 8
9 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 0,090 0,080 0,071 0,063 0,056 0,056 0,056 0,056 0,071 0,090 0,112 0,14 0,10 0,10 0,20 49 48 47 46 45 45 45 45 47 49 51 53 50 50 56 0,90 0,63 0,45 0,32 0,22 0,18 0,14 0,11 0,11 0,11 0,11 1,30 0,45 0,22 0,20 105 102 99 96 93 91 87 87 87 87 87 108 99 93 92 85
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Предельно допустимые значения по осям Х, Y
0
, Z
0
виброускорение
Виброскорость м/с
2
дБ м/с
10
-2
дБ
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1 2
3 4
5 6
7 8
9 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 0,25 0,224 0,20 0,18 0,16 0,16 0,16 0,16 0,20 0,25 0,315 0,40 0,28 0,28 0,56 58 57 56 55 54 54 54 54 56 58 60 62 59 59 65 2,50 1,80 1,25 0,90 0,63 0,50 0,40 0,32 0,32 0,32 0,32 3,50 1,30 0,63 0,56 114 111 108 105 102 100 98 96 96 96 96 117 108 102 101 20,0 25,0 31,5 40,0 50,0 63,0 80,0 0,40 0,50 0,63 0,80 1,00 1,25 1,60 1,12 2,25 62 64 66 68 70 72 74 71 77 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,56 0,56 96 96 96 96 96 96 96 101 101 Корректированные и эквивалентные корректированные уровни и их абсолютные значения
–
0,28
–
59
–
–
–
– Таблица 6.4 Предельно допустимые значения нормируемых параметров общей вибрации 3 категории – технологической типа а
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Предельно допустимые значения по осям Х, Y
0
, Z
0
виброускорение
Виброскорость м/с
2
дБ м/с
10
-2
дБ
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1/3 октава
1/1 октава
1 2
3 4
5 6
7 8
9 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 0,090 0,080 0,071 0,063 0,056 0,056 0,056 0,056 0,071 0,090 0,112 0,14 0,10 0,10 0,20 49 48 47 46 45 45 45 45 47 49 51 53 50 50 56 0,90 0,63 0,45 0,32 0,22 0,18 0,14 0,11 0,11 0,11 0,11 1,30 0,45 0,22 0,20 105 102 99 96 93 91 87 87 87 87 87 108 99 93 92 85
Окончание табл. 6.4 1
2 3
4 5
6 7
8 9
20,0 25,0 31,5 40,0 50,0 63,0 80,0 0,140 0,180 0,224 0,280 0,355 0,450 0,560 0,40 0,80 53 55 57 59 61 63 65 62 68 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,20 0,20 87 87 87 87 87 87 87 92 92 Корректированные и эквивалентные корректированные уровни и их абсолютные значения
–
0,10
–
50
–
–
–
– Таблица 6.5 Предельно допустимые значения нормируемых параметров локальной производственной вибрации
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Предельно допустимые значения по осям Х, Y
0
, Z
0
виброускорение
Виброскорость м/с
2
дБ м/с
10
-2
дБ
8 16 31,5 63 125 250 500 1000 1,4 1,4 2,7 5,4 10,7 21,3 42,5 85,0 73 73 79 85 91 97 103 109 2,8 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 115 109 109 109 109 109 109 109 Корректированные и эквивалентные корректированные уровни и их абсолютные значения
2,0 76
–
– Работа в условиях воздействия вибрации с уровнями, превышающими нормативные значения более чем на 12 дБ (в 4 раза, не допускается. Нормируемыми параметрами импульсной локальной вибрации являются пиковый уровень виброускорения и соответствующее ему допустимое количество вибрационных импульсов за рабочую смену и 1 ч работы. Допустимое количество вибрационных импульсов в зависимости от пиковых уровней виброускорения устанавливается согласно табл. 6.6. Таблица 6.6 Допустимое количество вибрационных импульсов в зависимости от пиковых уровней виброускорения Диапазон длительности импульсов, мс Пиковые уровни виброускорения, дБ
120 125 130 135 140 145 150 155 Допустимое количество вибрационных импульсов
1-30 160000*
20000**
150000 18750 50000 6250 16000 2000 5000 625 1600 200 500 62 160 20 31-1000 160000*
20000**
50000 6250 16000 2000 5000 625 1600 200 500 62 160 20 50 6
_____________________
* Величины соответствуют максимально возможному количеству импульсов за восьмичасовую рабочую смену при частоте следования вибрационных импульсов 5,6 Гц.
** Величины соответствуют допустимому количеству вибрационных импульсов зач Контроль вибрации на рабочих местах производится при аттестации рабочих мест периодически по указанию санитарных служб. Контроль вибрации проводится в типовых условиях эксплуатации в точках, для которых определены санитарные и технические нормы в направлениях координатных осей, установленных стандартом. Периодичность контроля локальной вибрации должна быть не реже 2 разв год, общей – не реже раза в год Методы обеспечения вибробезопасных условий труда В соответствии с ГОСТ 12.4.046 Вибрация. Методы и средства защиты методы вибрационной защиты разделены на снижающие параметры вибраций воздействием на источник возбуждения и снижающие параметры вибраций на путях ее распространения от источника. Последние методы включают отстройку от режима резонанса, вибродемпфирование и динамическое гашение колебаний, виброизоляцию, снижение вредного воздействия вибраций на работников путем соответствующей организации труда, а также применением средств индивидуальной защиты и лечебно-профилактических мероприятий. Борьба с вибрацией воздействием на источник возбуждения.При конструировании машин и проектировании технологических процессов предпочтение должно отдаваться кинематическими технологическим схемам, при которых динамические процессы, вызванные ударами, резкими ускорениями и т. п, были бы исключены или предельно снижены. Отстройка от режима резонанса При работе технологического оборудования вибрацию устраняют двумя путями либо изменением характеристик системы (массы или жесткости, либо установлением нового рабочего режима.
2 3
4 5
6 7
8 9
20,0 25,0 31,5 40,0 50,0 63,0 80,0 0,140 0,180 0,224 0,280 0,355 0,450 0,560 0,40 0,80 53 55 57 59 61 63 65 62 68 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,20 0,20 87 87 87 87 87 87 87 92 92 Корректированные и эквивалентные корректированные уровни и их абсолютные значения
–
0,10
–
50
–
–
–
– Таблица 6.5 Предельно допустимые значения нормируемых параметров локальной производственной вибрации
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Предельно допустимые значения по осям Х, Y
0
, Z
0
виброускорение
Виброскорость м/с
2
дБ м/с
10
-2
дБ
8 16 31,5 63 125 250 500 1000 1,4 1,4 2,7 5,4 10,7 21,3 42,5 85,0 73 73 79 85 91 97 103 109 2,8 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 115 109 109 109 109 109 109 109 Корректированные и эквивалентные корректированные уровни и их абсолютные значения
2,0 76
–
– Работа в условиях воздействия вибрации с уровнями, превышающими нормативные значения более чем на 12 дБ (в 4 раза, не допускается. Нормируемыми параметрами импульсной локальной вибрации являются пиковый уровень виброускорения и соответствующее ему допустимое количество вибрационных импульсов за рабочую смену и 1 ч работы. Допустимое количество вибрационных импульсов в зависимости от пиковых уровней виброускорения устанавливается согласно табл. 6.6. Таблица 6.6 Допустимое количество вибрационных импульсов в зависимости от пиковых уровней виброускорения Диапазон длительности импульсов, мс Пиковые уровни виброускорения, дБ
120 125 130 135 140 145 150 155 Допустимое количество вибрационных импульсов
1-30 160000*
20000**
150000 18750 50000 6250 16000 2000 5000 625 1600 200 500 62 160 20 31-1000 160000*
20000**
50000 6250 16000 2000 5000 625 1600 200 500 62 160 20 50 6
_____________________
* Величины соответствуют максимально возможному количеству импульсов за восьмичасовую рабочую смену при частоте следования вибрационных импульсов 5,6 Гц.
** Величины соответствуют допустимому количеству вибрационных импульсов зач Контроль вибрации на рабочих местах производится при аттестации рабочих мест периодически по указанию санитарных служб. Контроль вибрации проводится в типовых условиях эксплуатации в точках, для которых определены санитарные и технические нормы в направлениях координатных осей, установленных стандартом. Периодичность контроля локальной вибрации должна быть не реже 2 разв год, общей – не реже раза в год Методы обеспечения вибробезопасных условий труда В соответствии с ГОСТ 12.4.046 Вибрация. Методы и средства защиты методы вибрационной защиты разделены на снижающие параметры вибраций воздействием на источник возбуждения и снижающие параметры вибраций на путях ее распространения от источника. Последние методы включают отстройку от режима резонанса, вибродемпфирование и динамическое гашение колебаний, виброизоляцию, снижение вредного воздействия вибраций на работников путем соответствующей организации труда, а также применением средств индивидуальной защиты и лечебно-профилактических мероприятий. Борьба с вибрацией воздействием на источник возбуждения.При конструировании машин и проектировании технологических процессов предпочтение должно отдаваться кинематическими технологическим схемам, при которых динамические процессы, вызванные ударами, резкими ускорениями и т. п, были бы исключены или предельно снижены. Отстройка от режима резонанса При работе технологического оборудования вибрацию устраняют двумя путями либо изменением характеристик системы (массы или жесткости, либо установлением нового рабочего режима.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Вибродемпфирование. Это процесс уменьшения уровня вибраций защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию. Для увеличения потерь энергии в системе используются конструкционные материалы с большим внутренним трением, нанесение на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение. Динамическое гашение вибрации. Чаще всего виброгашение осуществляют путем установки агрегатов на фундаменты. Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента в любом случае не превышала 0,1-0,2 дмм, а для особо ответственных сооружений – 0,005 мм. Для небольших объектов между основанием и агрегатом устанавливают массивную опорную плиту. Одним из способов увеличения реактивного сопротивления колебательных систем является установка динамических виброгасителей. Виброизоляция Этот способ защиты заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту с помощью устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции стационарных машин с вертикальной вынуждающей силой чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок или пружин. Средства индивидуальной защиты от вибраций. При работе с ручным механизированным, электрическими пневматическим инструментом применяют средства индивидуальной защиты рук от воздействия вибрации. К ним относят рукавицы или перчатки с демпфирующими вкладышами, а также виброзащитные прокладки или пластины, которые снабжены креплениями к руке ботинки с амортизирующими подошвами, нагрудники с вкладышами, пояса, шлемы с фиксированным шейным позвонком. В целях профилактики вибрационной болезни для работающих с вибрирующим оборудованием рекомендуется специальный режим труда. Так, при работе с ручными машинами суммарное время работы в контакте с источником вибрации не должно превышать
2/3 рабочей смены при продолжительности одноразового непрерывного воздействия вибрации, не превышающего 15-20 мин. Режим труда должен устанавливаться при показателе превышения вибрационной нагрузки на оператора на 1-12 дБ. При показателе превышения более 12 дБ запрещается проводить работы и применять машины, генерирующие такую вибрацию. При таком режиме труда рекомендуется устанавливать обеденный перерыв не менее 40 мини два регламентированных перерыва (для отдыха, проведения производственной гимнастики и
87
физиопрофилактических процедур 20 мин через 1-2 ч после начала смены и 30 мин через 2 ч послеобеденного перерыва. Лица, занятые на работах с вибрирующими машинами и оборудованием, ежегодно проходят периодические медицинские осмотры. К работе в качестве оператора машин допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие предварительный медицинский осмотр, имеющие соответствующую квалификацию, сдавшие технический минимум по охране труда и ознакомленные с характером воздействия вибрации на организм. Расчетные задания по теме Задача 6.1. Рассчитать параметры пружинных виброизоляторов оборудования весом Р, Несли это оборудование установлено на массивном фундаменте, ив результате замеров известно, что на частоте f, Гц обеспечивается снижение уровня виброскорости
L, дБ. Для устройства пружинных виброизоляторов используются одиночные цилиндрические пружины или составные пружины сжатия. Необходимые данные для расчета приведены в табл. 6.7. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 6.7 Исходные данные для расчета Исходные данные
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0 Вес оборудования, Р, Н
450 400 450 600 800 850 950 900 500 700 Частота, f, Гц
8 16 10 8
4 8
5 16 4
8 Снижение уровня виброскорости,
L, дБ
5 8
6 12 7
10 4
11 7
9 Число пружин для виброизоляции оборудования, n, шт.
4 4
4 6
8 8
8 8
4 6 Порядок расчета
1. Определить частоту собственных колебаний системы f
0 Гц) по формуле
40 0
10
L
f
f
, где f – частота, Гц
L – снижение уровня виброскорости, дБ.
2. Определить жесткость всех амортизаторов
z
k (м) в вертикальном направлении по формуле
2 0
2 0
2 2
f
g
P
f
m
k
z
, где m – масса станка, кг
g=9,81 мс – ускорение свободного падения.
3. Определить амплитуду вертикальных колебаний объектам) на рабочей частоте по формуле
88
L, дБ. Для устройства пружинных виброизоляторов используются одиночные цилиндрические пружины или составные пружины сжатия. Необходимые данные для расчета приведены в табл. 6.7. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 6.7 Исходные данные для расчета Исходные данные
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0 Вес оборудования, Р, Н
450 400 450 600 800 850 950 900 500 700 Частота, f, Гц
8 16 10 8
4 8
5 16 4
8 Снижение уровня виброскорости,
L, дБ
5 8
6 12 7
10 4
11 7
9 Число пружин для виброизоляции оборудования, n, шт.
4 4
4 6
8 8
8 8
4 6 Порядок расчета
1. Определить частоту собственных колебаний системы f
0 Гц) по формуле
40 0
10
L
f
f
, где f – частота, Гц
L – снижение уровня виброскорости, дБ.
2. Определить жесткость всех амортизаторов
z
k (м) в вертикальном направлении по формуле
2 0
2 0
2 2
f
g
P
f
m
k
z
, где m – масса станка, кг
g=9,81 мс – ускорение свободного падения.
3. Определить амплитуду вертикальных колебаний объектам) на рабочей частоте по формуле
88
z
z
z
k
f
g
P
P
k
g
P
P
2 2
)
2
(
)
(
ω
)
(
ξ
, где ω=2πf – угловая частота колебаний системы, рад/с.
4. Определить динамическую нагрузку
1
дин
Р
(Н), приходящуюся на одну пружину по формуле
n
k
Р
z
z
ξ
1
дин
, где n – количество пружинных амортизаторов.
5. Определить расчетную нагрузку P
1 Н) на одну пружину по формуле
1 дин ст 5
,
1
P
P
P
, где ст – статическая нагрузка, приходящаяся на одну пружину, Н.
6. Определить диаметр стального прутка пружины d (м) по формуле
τ
ε
6
,
1 1
P
k
d
, где k – коэффициент, учитывающий добавочное напряжение среза, возникающее в точках сечения прутка, расположенных ближе всего коси пружины, определяется по рис. В расчете принять k=1,2;
– индекс пружины
D/d, где D – средний диаметр пружины, мм.
В расчете принять
=7;
– допускаемое напряжение сдвига при кручении, Нм (табл. 6.8). Рис. 6.1. Графическая зависимость для определение коэффициента k
89
Таблица 6.8 Допускаемые напряжения для пружинных сталей Сталь Модуль сдвига, G, Нм Допускаемые напряжения, Назначение Группа Марка Режим работы Нм Углеродистая
70 7,83 Легкий
4,11 Для пружин с относительно низкими напряжениями при диаметре проволоки менее
8 мм Средний
3,73 Тяжелый
2,47
Хромованадие вая закаленная в масле
50ХФА
7,7 Легкий
5,49 Для пружин, воспринимающих динамическую нагрузку, при диаметре прутка не менее 12.5 мм Средний
4,90 Тяжелый
3,92 Кремнистая
55 С 2 60 С 2 60 С 2 АСА Легкий
5,49 Для пружин, воспринимающих динамическую нагрузку, при диаметре прутка более
10 мм, а также для рессор Средний
4,41 Тяжелый
3,43 7. Определить число рабочих витков пружины i
1 по формуле
3 1
1
ε
8
z
k
d
G
i
, где G – модуль сдвига материала пружины, Нм, определяемый по табл. 6.8.
8. Определить общее количество витков пружины i по формуле
2 1
i
i
i
, где i
2
– число нерабочих витков пружины (при i
1
7 i
2
принимается равным 2,5; при i
1
7 принимается равным 1,5).
9. Определить шаг пружины h = D/4…D/2, где D =
·d.
10. Определить высоту пружины, сжатой до соприкосновения ее витков нагрузкой Р
пред.
(предельная нагрузка принимается равной (Р Н = (i – 0,5)∙d, мм.
11. Определить высоту ненагруженной пружины по формуле Н = Н + i
1
·(h – d). Задача 6.2. Рассчитать корректированный уровень общей вибрации поданным, приведенным в табл. 6.9. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки.
90
70 7,83 Легкий
4,11 Для пружин с относительно низкими напряжениями при диаметре проволоки менее
8 мм Средний
3,73 Тяжелый
2,47
Хромованадие вая закаленная в масле
50ХФА
7,7 Легкий
5,49 Для пружин, воспринимающих динамическую нагрузку, при диаметре прутка не менее 12.5 мм Средний
4,90 Тяжелый
3,92 Кремнистая
55 С 2 60 С 2 60 С 2 АСА Легкий
5,49 Для пружин, воспринимающих динамическую нагрузку, при диаметре прутка более
10 мм, а также для рессор Средний
4,41 Тяжелый
3,43 7. Определить число рабочих витков пружины i
1 по формуле
3 1
1
ε
8
z
k
d
G
i
, где G – модуль сдвига материала пружины, Нм, определяемый по табл. 6.8.
8. Определить общее количество витков пружины i по формуле
2 1
i
i
i
, где i
2
– число нерабочих витков пружины (при i
1
7 i
2
принимается равным 2,5; при i
1
7 принимается равным 1,5).
9. Определить шаг пружины h = D/4…D/2, где D =
·d.
10. Определить высоту пружины, сжатой до соприкосновения ее витков нагрузкой Р
пред.
(предельная нагрузка принимается равной (Р Н = (i – 0,5)∙d, мм.
11. Определить высоту ненагруженной пружины по формуле Н = Н + i
1
·(h – d). Задача 6.2. Рассчитать корректированный уровень общей вибрации поданным, приведенным в табл. 6.9. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки.
90
Таблица 6.9 Исходные данные для расчета Частота в октавных полосах f, Гц Значения уровней виброскорости L
νi
, дБ
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0
2 115 110 113 106 114 107 105 112 109 108 4
112 109 110 109 110 103 108 108 105 110 8
107 112 108 104 103 96 104 103 100 103 16 101 107 101 98 97 93 100 99 96 99 31,5 96 99 97 96 92 89 95 93 91 94 63 89 90 89 88 91 87 92 88 86 87 Порядок расчета
1. Вначале расчета необходимо учесть значения весовых коэффициентов ∆L
νi для октавных полос частот по табл. 6.10, для чего их необходимо вычесть из значений уровней виброскорости Таблица 6.10 Значения весовых коэффициентов
Среднеге ометриче ские частоты, Гц Значение весовых коэффициентов
Виброускорение
Виброскорость локальная общая локальная общая
K
i
∆L
νi
K
i
∆L
νi
K
i
∆L
νi
K
i
∆L
νi
1 2
3 4
5 6
7 8
9 2
0,71
-3 0,16
-16 4
1,0 0
0,45
-7 8
1,0 0
1,0 0
0,5
-6 0,9
-1 16 1,0 0
0,5
-6 1,0 0
1,0 0
31,5 0,5
-6 0,25
-12 1,0 0
1,0 0
63 0,25
-12 0,125
-18 1,0 0
1,0 0
125 0,125
-18 1,0 0
250 0,063
-24 1,0 0
500 0,0315
-30 1,0 0
1000 0,0160
-36 1,0 0
2. Затем производится расчет корректированного уровня по формуле либо методом попарного суммирования. Пример расчета Рассчитать корректированный уровень общей вибрации поданным, приведенным в табл. 6.11.
91
νi
, дБ
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0
2 115 110 113 106 114 107 105 112 109 108 4
112 109 110 109 110 103 108 108 105 110 8
107 112 108 104 103 96 104 103 100 103 16 101 107 101 98 97 93 100 99 96 99 31,5 96 99 97 96 92 89 95 93 91 94 63 89 90 89 88 91 87 92 88 86 87 Порядок расчета
1. Вначале расчета необходимо учесть значения весовых коэффициентов ∆L
νi для октавных полос частот по табл. 6.10, для чего их необходимо вычесть из значений уровней виброскорости Таблица 6.10 Значения весовых коэффициентов
Среднеге ометриче ские частоты, Гц Значение весовых коэффициентов
Виброускорение
Виброскорость локальная общая локальная общая
K
i
∆L
νi
K
i
∆L
νi
K
i
∆L
νi
K
i
∆L
νi
1 2
3 4
5 6
7 8
9 2
0,71
-3 0,16
-16 4
1,0 0
0,45
-7 8
1,0 0
1,0 0
0,5
-6 0,9
-1 16 1,0 0
0,5
-6 1,0 0
1,0 0
31,5 0,5
-6 0,25
-12 1,0 0
1,0 0
63 0,25
-12 0,125
-18 1,0 0
1,0 0
125 0,125
-18 1,0 0
250 0,063
-24 1,0 0
500 0,0315
-30 1,0 0
1000 0,0160
-36 1,0 0
2. Затем производится расчет корректированного уровня по формуле либо методом попарного суммирования. Пример расчета Рассчитать корректированный уровень общей вибрации поданным, приведенным в табл. 6.11.
91
Таблица 6.11 Исходные данные для расчета Частота f, Гц
2 4
8 16 31,5 63 Уровень виброскорости L
νi
, дБ
118 118 116 111 104 96 Расчет по формуле
L
ν
= 10lg
n
l 1 10 0,1(L
νi
+ΔL
νi
)
= 10lg[10 0,1(118-16)
+ 10 0,1(118-7)
+ 10 0,1(116-1)
+
+ 10 0,1(111+0)
+ 10 0,1(104+0)
+ 10 0,1(96+0)
] = 10lg[1,58·10 10
+ 12,59·10 10
+
+ 31,62·10 10
+ 12,59·10 10
+2,51·10 10
+ 0,4·10 10
] = 10lg(61,29·10 10
) =
= 10·11,787 = 117,87 дБ L
ν
= 118 дБ, где L
ν
– корректированный уровень параметра вибрации, дБ
L
νi
– октавные (третьоктавные) уровни параметра вибрации, дБ
∆ L
νi
– октавные (третьоктавные) весовые поправки, дБ – порядковый номер октавной (третьоктавной) полосы п – число октавных (третьоктавных) полос.
Расчет методом попарного суммирования При этом методе по разности двух уровней L
1
и L
2
определяют добавку по табл. 6.12, которую прибавляют к большему уровню, в результате получают уровень (L
1
+L
2
). Таблица 6.12 Значения добавок в зависимости от разности слагаемых уровней Разность слагаемых уровней
L
1
-L
2
, дБ
0 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10 Добавка к уровню L
i
, дБ
3 2,5 2,2 1,8 1,5 1,2 1
0,8 0,6 0,5 0,4 Аналогично cуммируются уровни L
3
и L
4
, L
5
и L
6
, а затем L
1
+ L
2 и L
3
+ L
4
и т.д. Результат вычислений округляют до целого числа.
L
1
– L
2
= 111 – 102 = 9 дБ добавка 0,5 дБ сумма 111 + 0,5 = 111,5 дБ
L
3
– L
4
= 115 – 111 = 4 дБ добавка 1,5 дБ сумма 115 +1,5 = 116,5 дБ
L
5
– L
6
= 104 – 96 = 8 дБ добавка 0,6 дБ сумма 104 + 0,6 = 104,6 дБ
(L
1
– L
2
) – (L
3
– L
4
) = 116,5 – 111,5 = 5 дБ добавка 1,2 дБ сумма 116,5+
+1,2 = 117,7 дБ.
117,7 – 104,6 = 13,1 дБ добавка 0,4 дБ сумма 117,7 + 0,4 = 118,1 дБ.
L
ν
= 118 дБ. В таблице 6.13 приведены данные вышеприведенного расчета корректированного уровня вибрации
2 4
8 16 31,5 63 Уровень виброскорости L
νi
, дБ
118 118 116 111 104 96 Расчет по формуле
L
ν
= 10lg
n
l 1 10 0,1(L
νi
+ΔL
νi
)
= 10lg[10 0,1(118-16)
+ 10 0,1(118-7)
+ 10 0,1(116-1)
+
+ 10 0,1(111+0)
+ 10 0,1(104+0)
+ 10 0,1(96+0)
] = 10lg[1,58·10 10
+ 12,59·10 10
+
+ 31,62·10 10
+ 12,59·10 10
+2,51·10 10
+ 0,4·10 10
] = 10lg(61,29·10 10
) =
= 10·11,787 = 117,87 дБ L
ν
= 118 дБ, где L
ν
– корректированный уровень параметра вибрации, дБ
L
νi
– октавные (третьоктавные) уровни параметра вибрации, дБ
∆ L
νi
– октавные (третьоктавные) весовые поправки, дБ – порядковый номер октавной (третьоктавной) полосы п – число октавных (третьоктавных) полос.
Расчет методом попарного суммирования При этом методе по разности двух уровней L
1
и L
2
определяют добавку по табл. 6.12, которую прибавляют к большему уровню, в результате получают уровень (L
1
+L
2
). Таблица 6.12 Значения добавок в зависимости от разности слагаемых уровней Разность слагаемых уровней
L
1
-L
2
, дБ
0 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10 Добавка к уровню L
i
, дБ
3 2,5 2,2 1,8 1,5 1,2 1
0,8 0,6 0,5 0,4 Аналогично cуммируются уровни L
3
и L
4
, L
5
и L
6
, а затем L
1
+ L
2 и L
3
+ L
4
и т.д. Результат вычислений округляют до целого числа.
L
1
– L
2
= 111 – 102 = 9 дБ добавка 0,5 дБ сумма 111 + 0,5 = 111,5 дБ
L
3
– L
4
= 115 – 111 = 4 дБ добавка 1,5 дБ сумма 115 +1,5 = 116,5 дБ
L
5
– L
6
= 104 – 96 = 8 дБ добавка 0,6 дБ сумма 104 + 0,6 = 104,6 дБ
(L
1
– L
2
) – (L
3
– L
4
) = 116,5 – 111,5 = 5 дБ добавка 1,2 дБ сумма 116,5+
+1,2 = 117,7 дБ.
117,7 – 104,6 = 13,1 дБ добавка 0,4 дБ сумма 117,7 + 0,4 = 118,1 дБ.
L
ν
= 118 дБ. В таблице 6.13 приведены данные вышеприведенного расчета корректированного уровня вибрации
Таблица 6.13 Данные расчета корректированного уровня вибрации Частота,
f, Гц Уровень виброскорости,
L
νi
, дБ Значение весовых коэффициентов,
ΔL
νi
, дБ Корректированные уровни,
L
νi
+ΔL
νi
, дБ Корректированный уровень,
L
ν
, дБ
2 118
- 16 102 118 4
118
- 7 111 8
116
- 1 115 16 111 0
111 31,5 104 0
104 63 96 0
96 По окончании расчета необходимо сравнить полученные значения корректированного уровня общей вибрации с допустимым значением, которое равно 92 дБ. Задача 6.3. Рассчитать эквивалентный корректированный уровень общей вибрации поданным, приведенным в табл. 6.14. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 6.14 Исходные данные для расчета Корректированные уровни виброскорости, дБ / Время действия вибрации данного уровня за смену, ч
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0
97 1,0 94 1,3 99 0,5 93 0,8 95 0,8 99 0,5 93 0,8 94 1,0 96 1,1 98 0,7 93 0,3 90 1,0 94 1,0 89 0,7 91 1,2 89 0,8 91 0,7 90 1,3 92 0,8 95 0,8 91 1,0 88 0,7 93 1,7 88 1,4 90 1,0 88 1,5 89 0,6 86 1,0 90 1,4 93 1,0 89 2,0 86 1,8 90 1,7 85 1,4 89 1,3 85 2,0 84 2,0 81 1,0 87 1,0 90 2,0 87 1,0 85 0,5 87 0,4 86 1,0 84 1,0 86 0,5 85 1,2 79 1,0 84 1,0 86 0,8 Порядок расчета Если в течение смены корректированный уровень вибрации, воздействующий на оператора, принимает значения экв, экв, … , экв в течение интервалов времени t
1
, t
2
, … ,
t
n соответственно, то необходимо рассчитать эквивалентный корректированный уровень вибрации с учетом времени воздействия за период оценки. Эквивалентный (по энергии) корректированный уровень параметра вибрации, являющийся одночисловой характеристикой непостоянной вибрации, рассчитывается путем усреднения фактических уровней с учетом времени действия каждого по формуле либо путем попарного энергетического суммирования уровней. Пример расчета В табл. 6.15 приведены корректированные уровни виброскорости, воздействующие на оператора в течение определенных интервалов времени. К каждому корректированному уровню виброскорости следует прибавить поправку по табл. 6.16 в зависимости от времени действия.
93
f, Гц Уровень виброскорости,
L
νi
, дБ Значение весовых коэффициентов,
ΔL
νi
, дБ Корректированные уровни,
L
νi
+ΔL
νi
, дБ Корректированный уровень,
L
ν
, дБ
2 118
- 16 102 118 4
118
- 7 111 8
116
- 1 115 16 111 0
111 31,5 104 0
104 63 96 0
96 По окончании расчета необходимо сравнить полученные значения корректированного уровня общей вибрации с допустимым значением, которое равно 92 дБ. Задача 6.3. Рассчитать эквивалентный корректированный уровень общей вибрации поданным, приведенным в табл. 6.14. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 6.14 Исходные данные для расчета Корректированные уровни виброскорости, дБ / Время действия вибрации данного уровня за смену, ч
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0
97 1,0 94 1,3 99 0,5 93 0,8 95 0,8 99 0,5 93 0,8 94 1,0 96 1,1 98 0,7 93 0,3 90 1,0 94 1,0 89 0,7 91 1,2 89 0,8 91 0,7 90 1,3 92 0,8 95 0,8 91 1,0 88 0,7 93 1,7 88 1,4 90 1,0 88 1,5 89 0,6 86 1,0 90 1,4 93 1,0 89 2,0 86 1,8 90 1,7 85 1,4 89 1,3 85 2,0 84 2,0 81 1,0 87 1,0 90 2,0 87 1,0 85 0,5 87 0,4 86 1,0 84 1,0 86 0,5 85 1,2 79 1,0 84 1,0 86 0,8 Порядок расчета Если в течение смены корректированный уровень вибрации, воздействующий на оператора, принимает значения экв, экв, … , экв в течение интервалов времени t
1
, t
2
, … ,
t
n соответственно, то необходимо рассчитать эквивалентный корректированный уровень вибрации с учетом времени воздействия за период оценки. Эквивалентный (по энергии) корректированный уровень параметра вибрации, являющийся одночисловой характеристикой непостоянной вибрации, рассчитывается путем усреднения фактических уровней с учетом времени действия каждого по формуле либо путем попарного энергетического суммирования уровней. Пример расчета В табл. 6.15 приведены корректированные уровни виброскорости, воздействующие на оператора в течение определенных интервалов времени. К каждому корректированному уровню виброскорости следует прибавить поправку по табл. 6.16 в зависимости от времени действия.
93
Таблица 6.15 Исходные данные для расчета Корректированные уровни виброскоро сти, дБ Время действия вибрации данного уровня за смену, ч Поправка на время действия вибрации данного уровня, дБ Уровни виброскорости с учетом поправки на время действия вибрации, дБ Эквивалентный корректированный уровень виброскорости,
L
WэквТ
, дБ
97 1
- 9 88 97 93 0,5
- 12 81 102 2
- 6 96 89 3
- 4,2 84,8 94 1
- 9 85
Таблица 6.16 Значения поправки к корректированному уровню на время действия вибрации для расчета эквивалентного уровня Время действия, ч / мин
8 7
6 5
4 3
2 1
0,5 15 мин
5 мин Время в % часовой смены
100 88 75 62 60 38 25 12 6
3 1 Поправка, дБ
0
-0,6
-1,2
-2
-3
-4,2
-6
-9
-12
-15
-20 Расчет по формуле
L
WэквТ
= 10 экв п · t
1
] = 10lg[
5
,
7 1
(10 0,1· 97
·1 + 10 0,1·93
·0,5 +
+10 0,1·102
·2 + 10 0,1·89
·3 + 10 0,1·94
·1)] = 10lg[
5
,
7 1
(5,012·10 9
+ 1,995·10 9
·0,5 +
+ 15,85·10 9
·2 + 0,794·10 9
·3 + 2,512·10 9
·1)] ==10lg[
5
,
7 1
(5,012·10 9
+
+ 0,9975·10 9
+ 31,7·10 9
+ 2,382·10 9
+ 2,512·10 9
)]=10 lg[
5
,
7 1
(42,6035·10 9
)] =
= 10 lg(5,6805·10 9
) =10·9,75=97,5 дБ. Расчет методом попарного суммирования Проводим попарное энергетическое суммирование уровней с использованием табл. 6.16 по описанной выше методике.
88 – 81 = 7 дБ добавка 0,8 дБ 88 + 0,8 = 88,8 дБ
96 – 84,8 = 11,2 дБ добавка 0,2 дБ 96 + 0,2 = 96,2 дБ
96,2 – 88,8 = 7,4 дБ добавка 0,8 дБ 96,2 + 0,8 = 97 дБ
97 – 85 = 12 дБ добавка 0,2 дБ 97 + 0,2 = 97,2 дБ.
L
WэквТ
= 97 дБ.
94
L
WэквТ
, дБ
97 1
- 9 88 97 93 0,5
- 12 81 102 2
- 6 96 89 3
- 4,2 84,8 94 1
- 9 85
Таблица 6.16 Значения поправки к корректированному уровню на время действия вибрации для расчета эквивалентного уровня Время действия, ч / мин
8 7
6 5
4 3
2 1
0,5 15 мин
5 мин Время в % часовой смены
100 88 75 62 60 38 25 12 6
3 1 Поправка, дБ
0
-0,6
-1,2
-2
-3
-4,2
-6
-9
-12
-15
-20 Расчет по формуле
L
WэквТ
= 10 экв п · t
1
] = 10lg[
5
,
7 1
(10 0,1· 97
·1 + 10 0,1·93
·0,5 +
+10 0,1·102
·2 + 10 0,1·89
·3 + 10 0,1·94
·1)] = 10lg[
5
,
7 1
(5,012·10 9
+ 1,995·10 9
·0,5 +
+ 15,85·10 9
·2 + 0,794·10 9
·3 + 2,512·10 9
·1)] ==10lg[
5
,
7 1
(5,012·10 9
+
+ 0,9975·10 9
+ 31,7·10 9
+ 2,382·10 9
+ 2,512·10 9
)]=10 lg[
5
,
7 1
(42,6035·10 9
)] =
= 10 lg(5,6805·10 9
) =10·9,75=97,5 дБ. Расчет методом попарного суммирования Проводим попарное энергетическое суммирование уровней с использованием табл. 6.16 по описанной выше методике.
88 – 81 = 7 дБ добавка 0,8 дБ 88 + 0,8 = 88,8 дБ
96 – 84,8 = 11,2 дБ добавка 0,2 дБ 96 + 0,2 = 96,2 дБ
96,2 – 88,8 = 7,4 дБ добавка 0,8 дБ 96,2 + 0,8 = 97 дБ
97 – 85 = 12 дБ добавка 0,2 дБ 97 + 0,2 = 97,2 дБ.
L
WэквТ
= 97 дБ.
94
7. Защита от электромагнитных полей Источники электромагнитных полей и их характеристика Применяемые в промышленности установки с машинными и ламповыми генераторами для индукционной термической обработки материалов (закалки, плавки, пайки, сварки, отжига и т.п.) создают электромагнитные поля высокой частоты. На расстоянии от источника излучения, меньшем чем 1/6
(те.
/2
), преобладает поле индукции, на большем – поле излучения. Следовательно, при работе генераторов высоких и ультравысоких частот (при генерировании длинных, средних, коротких и ультракоротких волн) рабочие места находятся в зоне индукции, а при работе генераторов сверхвысоких частот (те. при генерировании волн длиной меньшем в зоне излучения (волновой зоне. В зоне индукции человек находится в периодически сменяющих одно другое электрических и магнитных полях. Облучение в этой зоне характеризуется напряженностями электрической
(В/м) и магнитной (А/м) составляющих поля. В зоне излучения человек находится в электромагнитном поле, где энергия распространяется в форме бегущих волн разной конфигурации. Для электрической (Е) и магнитной (H) составляющих поля справедливо равенство Е = 377H. Интенсивность облучения в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) оценивается величиной плотности потока мощности и выражается в ваттах на квадратный метр и его производных (Вт/м
2
, мВт/см
2
, мкВт/см
2
). Источниками, создающими электромагнитные поля ВЧ, являются неэкранированные высокочастотные элементы установок индукторы, трансформаторы, конденсаторы, фидерные линии. Может возникать паразитное излучение, проникающее наружу установок через отверстия и неплотности в ограждениях, смотровые и рабочие окна, линии передачи энергии. Источниками образования поля являются и отдельные элементы генераторов катушки контура, катушки связи, конденсаторы, питающие линии. Воздействие электромагнитных полей на организм человека Биологическая активность электромагнитных полей зависит от длины волны. Наибольшее действие оказывают дециметровые волны, наименьшее – миллиметровые. Волны миллиметрового диапазона поглощаются поверхностными слоями кожи, сантиметрового – кожей и подкожной клетчаткой, дециметровые – внутренними органами. Эффект воздействия зависит от интенсивности поля и продолжительности контакта. При интенсивности до 10 мВт/см
2
поле СВЧ оказывает нетепловой эффект, при большей интенсивности – термическое воздействие. Воздействие поглощенной энергии организмом тем более выражено, чем больше частота поля. На частотах до 10 МГц размеры тела человека малы по сравнению с длиной волны и поэтому диэлектрические процессы в тканях слабо выражены. Электромагнитные волны могут вызывать острые и хронические поражения, которые проявляются в нарушениях нервной системы, сердечно-сосудистой системы, системы кроветворения, других органов. Острые поражения встречаются редко. Чаще наблюдаются легкие поражения, переходящие в хронические. Субъективные ощущения при этом – быстрая утомляемость, головные боли и т.п.; возможны также перегрев организма, изменение частоты пульса, сосудистых реакций. Облучение может вызвать катаракту (поражение хрусталика глаз. Это объясняется плохой теплорегуляцией глаза и незащищенностью его от воздействий поэтому хрусталик перегревается. Степень и характер воздействия электромагнитных полей на организм человека определяется длиной волны, интенсивностью излучения, режимом облучения (непрерывный или прерывистый, продолжительностью воздействия, размером облучаемой поверхности тела, индивидуальными особенностями человека, комбинированным действием совместно с другими факторами производственной среды.
95
Нормирование электромагнитных полей Санитарными нормами и правилами Требования к электромагнитным излучениям радиочастотного диапазона при их воздействии на человека, утв. постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь № 23 от
05. 03. 2015 г установлены требования к обеспечению безопасности и безвредности воздействия на человека электромагнитного излучения радиочастотного диапазона (далее ЭМИ
РЧ) 30 кГц ГГц. С целью защиты работников (лиц, работающих или обучающихся в зонах влияния источников, при условии прохождения этими лицами медицинских осмотров) от ЭМИ РЧ оценка воздействия ЭМИ РЧ осуществляется по энергетической экспозиции (далее – ЭЭ), которая определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поляна время воздействия на человека. С целью защиты населения от ЭМИ РЧ оценка воздействия ЭМИ РЧ осуществляется по интенсивности ЭМИ РЧ для следующих категорий лиц работа или обучение которых не связана с производственной необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ; не прошедших обязательных медицинских осмотров поданному фактору работающих или обучающихся, не достигших 18 лет женщин в периоды беременности и кормления грудью находящихся в жилых, общественных и производственных зданиях и помещениях, подвергающихся воздействию внешнего ЭМИ РЧ, находящихся на территории жилой застройки ив местах массового отдыха. В диапазоне частот 30 кГц МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического поля (Е, В/м) (далее – ЭП) и напряженности магнитного поля (НА м) (далее – МП). В диапазоне частот 300 МГц ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями плотности потока энергии (далее – ППЭ, Вт/м
2
), (дробная величина – мкВт/см
2
).
Энергетическая экспозиция за рабочий день (рабочую смену) для работников не должна превышать значений, установленных Гигиеническим нормативом Предельно допустимые уровни электромагнитных излучений радиочастотного диапазона при их воздействии на человека (табл. 7.1). Таблица 7.1 Предельно допустимые значения энергетической экспозиции электромагнитного излучения радиочастотного диапазона в производственных условиях Диапазоны частот Предельно допустимая энергетическая экспозиция по электрическому полю, (В/м)
2
ч по магнитному полю,
(А/м)
2
ч по плотности потока энергии,
(мкВт/см
2
)
ч
30 кГц - 3 МГц
20000,0 200,0
–
3 -30 МГц
7000,0
–
–
30 - 50 МГц
800,0 0,72
–
50 - 300 МГц
800,0
–
–
300 МГц - 300 ГГц
–
–
200,0 Значения уровней напряженностей ЭП и МП в зависимости от продолжительности воздействия ЭМИ РЧ не должны превышать ПДУ (табл. 7.2).
96
05. 03. 2015 г установлены требования к обеспечению безопасности и безвредности воздействия на человека электромагнитного излучения радиочастотного диапазона (далее ЭМИ
РЧ) 30 кГц ГГц. С целью защиты работников (лиц, работающих или обучающихся в зонах влияния источников, при условии прохождения этими лицами медицинских осмотров) от ЭМИ РЧ оценка воздействия ЭМИ РЧ осуществляется по энергетической экспозиции (далее – ЭЭ), которая определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поляна время воздействия на человека. С целью защиты населения от ЭМИ РЧ оценка воздействия ЭМИ РЧ осуществляется по интенсивности ЭМИ РЧ для следующих категорий лиц работа или обучение которых не связана с производственной необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ; не прошедших обязательных медицинских осмотров поданному фактору работающих или обучающихся, не достигших 18 лет женщин в периоды беременности и кормления грудью находящихся в жилых, общественных и производственных зданиях и помещениях, подвергающихся воздействию внешнего ЭМИ РЧ, находящихся на территории жилой застройки ив местах массового отдыха. В диапазоне частот 30 кГц МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического поля (Е, В/м) (далее – ЭП) и напряженности магнитного поля (НА м) (далее – МП). В диапазоне частот 300 МГц ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями плотности потока энергии (далее – ППЭ, Вт/м
2
), (дробная величина – мкВт/см
2
).
Энергетическая экспозиция за рабочий день (рабочую смену) для работников не должна превышать значений, установленных Гигиеническим нормативом Предельно допустимые уровни электромагнитных излучений радиочастотного диапазона при их воздействии на человека (табл. 7.1). Таблица 7.1 Предельно допустимые значения энергетической экспозиции электромагнитного излучения радиочастотного диапазона в производственных условиях Диапазоны частот Предельно допустимая энергетическая экспозиция по электрическому полю, (В/м)
2
ч по магнитному полю,
(А/м)
2
ч по плотности потока энергии,
(мкВт/см
2
)
ч
30 кГц - 3 МГц
20000,0 200,0
–
3 -30 МГц
7000,0
–
–
30 - 50 МГц
800,0 0,72
–
50 - 300 МГц
800,0
–
–
300 МГц - 300 ГГц
–
–
200,0 Значения уровней напряженностей ЭП и МП в зависимости от продолжительности воздействия ЭМИ РЧ не должны превышать ПДУ (табл. 7.2).
96
Таблица 7.2 Предельно допустимые уровни напряженности электрической и магнитной составляющих электромагнитного излучения в диапазоне частот 30 кГц - 300 МГц в производственных условиях в зависимости от продолжительности воздействия Продолжительность воздействия, Т, ч
Е
ПДУ
, В/м
Н
ПДУ
, А/м
0,03 – 3 МГц 3 – 30 МГц 30 – 300 МГц 0,03 – 3 МГц 30 – 50 МГц
1 2
3 4
5 6
8,0 и более
50 30 10 5,0 0,30 7,5 52 31 10 5,0 0,31 7,0 53 32 11 5,3 0,32 6,5 55 33 11 5,5 0,33 6,0 58 34 12 5,8 0,34 5,5 60 36 12 6,0 0,36 5,0 63 37 13 6,3 0,38 4,5 67 39 13 6,7 0,40 4,0 71 42 14 7,1 0,42 3,5 76 45 15 7,6 0,45 3,0 82 48 16 8,2 0,49 2,5 89 52 18 8,9 0,54 2,0 100 59 20 10,0 0,60 1,5 115 68 23 11,5 0,69 1,0 141 84 28 14,2 0,85 0,5 200 118 40 20,0 1,20 0,25 283 168 57 28,3 1,70 0,125 400 236 80 40,0 2,40 0,08 и менее
500 296 80 50,0 3,00
При продолжительности воздействия менее 0,08 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается.
Значения уровней ППЭ в зависимости от продолжительности воздействия ЭМИ РЧ не должны превышать ПДУ (табл. 7.3). Таблица 7.3 Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц в производственных условиях в зависимости от продолжительности воздействия Продолжительность воздействия, Т, ч Предельно допустимый уровень плотности потока энергии, ППЭ
ПДУ
, мкВт/см
2 1
2 8,0 и более
25 7,5 27 7,0 29 6,5 31 6,0 33 5,5 36 5,0 40 4,5 44 4,0 50 3,5 57 97
Е
ПДУ
, В/м
Н
ПДУ
, А/м
0,03 – 3 МГц 3 – 30 МГц 30 – 300 МГц 0,03 – 3 МГц 30 – 50 МГц
1 2
3 4
5 6
8,0 и более
50 30 10 5,0 0,30 7,5 52 31 10 5,0 0,31 7,0 53 32 11 5,3 0,32 6,5 55 33 11 5,5 0,33 6,0 58 34 12 5,8 0,34 5,5 60 36 12 6,0 0,36 5,0 63 37 13 6,3 0,38 4,5 67 39 13 6,7 0,40 4,0 71 42 14 7,1 0,42 3,5 76 45 15 7,6 0,45 3,0 82 48 16 8,2 0,49 2,5 89 52 18 8,9 0,54 2,0 100 59 20 10,0 0,60 1,5 115 68 23 11,5 0,69 1,0 141 84 28 14,2 0,85 0,5 200 118 40 20,0 1,20 0,25 283 168 57 28,3 1,70 0,125 400 236 80 40,0 2,40 0,08 и менее
500 296 80 50,0 3,00
При продолжительности воздействия менее 0,08 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается.
Значения уровней ППЭ в зависимости от продолжительности воздействия ЭМИ РЧ не должны превышать ПДУ (табл. 7.3). Таблица 7.3 Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц в производственных условиях в зависимости от продолжительности воздействия Продолжительность воздействия, Т, ч Предельно допустимый уровень плотности потока энергии, ППЭ
ПДУ
, мкВт/см
2 1
2 8,0 и более
25 7,5 27 7,0 29 6,5 31 6,0 33 5,5 36 5,0 40 4,5 44 4,0 50 3,5 57 97
Окончание табл. 7.3 1
2 3,0 67 2,5 80 2,0 100 1,5 133 1,0 200 0,5 400 0,25 800 0,20 и менее
1000 0,20 и менее (для случаев локального облучения кистей рук при работе с микрополосковыми сверхвысокочастотными устройствами)
5000 При продолжительности воздействия менее 0,2 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается.
ПДУ ЭМИ РЧ определяются исходя из того, что воздействие имеет место в течение всего рабочего дня (рабочей смены. Сокращение продолжительности воздействия ЭМИ РЧ должно быть подтверждено технологическими, организационно-распорядительными документами и или) результатами хронометража рабочего дня (рабочей смены. Нахождение работников без средств индивидуальной защиты в местах, где интенсивность ЭМИ РЧ превышает ПДУ для минимальной продолжительности воздействия, запрещено. Интенсивность ЭМИ РЧ на территории жилой застройки и местах массового отдыха и пребывания, в жилых, общественных и производственных зданиях (внешнее ЭМИ РЧ, включая вторичное излучение, на рабочих местах лиц, не достигших 18 лет, женщин в периоды беременности и кормления грудью не должна превышать ПДУ, установленных табл. 7.4 Гигиенического норматива. Таблица 7.4 Предельно допустимые уровни электромагнитного излучения радиочастотного диапазона для населения, рабочих мест лиц, не достигших 18 лети женщин в периоды беременности и кормления грудью Назначение помещений или территории Диапазон частот
30-300 кГц
0,3-3 МГц
3-30 МГц
30-300 МГц
300 МГц ГГц Предельно допустимые уровни электромагнитного излучения радиочастотного диапазона
В/м мкВт/см
2
Территория жилой застройки и мест массового отдыха помещения жилых, общественных и производственных зданий (внешнее электромагнитное излучение радиочастотного диапазона, включая вторичное излучение рабочие места лиц, не достигших 18 лети женщин в периоды беременности и кормления грудью
25,0 15,0 10,0 3,0 10,0 98
2 3,0 67 2,5 80 2,0 100 1,5 133 1,0 200 0,5 400 0,25 800 0,20 и менее
1000 0,20 и менее (для случаев локального облучения кистей рук при работе с микрополосковыми сверхвысокочастотными устройствами)
5000 При продолжительности воздействия менее 0,2 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается.
ПДУ ЭМИ РЧ определяются исходя из того, что воздействие имеет место в течение всего рабочего дня (рабочей смены. Сокращение продолжительности воздействия ЭМИ РЧ должно быть подтверждено технологическими, организационно-распорядительными документами и или) результатами хронометража рабочего дня (рабочей смены. Нахождение работников без средств индивидуальной защиты в местах, где интенсивность ЭМИ РЧ превышает ПДУ для минимальной продолжительности воздействия, запрещено. Интенсивность ЭМИ РЧ на территории жилой застройки и местах массового отдыха и пребывания, в жилых, общественных и производственных зданиях (внешнее ЭМИ РЧ, включая вторичное излучение, на рабочих местах лиц, не достигших 18 лет, женщин в периоды беременности и кормления грудью не должна превышать ПДУ, установленных табл. 7.4 Гигиенического норматива. Таблица 7.4 Предельно допустимые уровни электромагнитного излучения радиочастотного диапазона для населения, рабочих мест лиц, не достигших 18 лети женщин в периоды беременности и кормления грудью Назначение помещений или территории Диапазон частот
30-300 кГц
0,3-3 МГц
3-30 МГц
30-300 МГц
300 МГц ГГц Предельно допустимые уровни электромагнитного излучения радиочастотного диапазона
В/м мкВт/см
2
Территория жилой застройки и мест массового отдыха помещения жилых, общественных и производственных зданий (внешнее электромагнитное излучение радиочастотного диапазона, включая вторичное излучение рабочие места лиц, не достигших 18 лети женщин в периоды беременности и кормления грудью
25,0 15,0 10,0 3,0 10,0 98
Методы измерения и контроля электромагнитных полей на рабочих местах Измерения интенсивности ЭМИ должны проводится не реже одного раза в год в порядке текущего контроля привнесении в условия и режимы работы источников ЭМИ изменений, влияющих на уровни излучения (изменение технологического процесса, изменение экранировки и средств защиты, увеличение мощности после ремонта источников ЭМИ. В производственных условиях измерения проводятся на постоянных рабочих местах персонала. При отсутствии постоянных рабочих мест выбирается несколько точек в пределах рабочей зоны, в которой работник проводит не менее 50 % рабочего времени. Измерения на рабочих местах в каждой точке проводятся на высоте 0,5, 1,0 им от пола (опорной поверхности. Определяющим в данной точке является максимально измеренная интенсивность
ЭМИ РЧ. На открытой территории измерения проводятся на высоте 2 мот поверхности земли. В зависимости от результатов динамического наблюдения за интенсивностью ЭМИ РЧ, создаваемой конкретными источниками, периодичность проведения измерений может быть увеличена по согласованию с соответствующими органами и учреждениями, осуществляющими государственный санитарный надзор, ноне более чем до 3 лет. Методы защиты работающих от электромагнитных полей Защита работников от воздействия ЭМИ осуществляется путем проведения организационных, инженерно-технических мероприятий, лечебно-профилактических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты. К организационным мероприятиям относятся выбор рациональных режимов работы источников ЭМИ; ограничение места и времени нахождения работников в зоне воздействия
ЭМИ (защита расстоянием и временем иные организационные мероприятия.
Инженерно-технические мероприятия включают рациональное размещение источников
ЭМИ; использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места (экраны, минимальная необходимая мощность генератора обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМИ. К средствам индивидуальной защиты относятся защитные очки, щитки, шлемы, защитная одежда (комбинезоны, халаты и др. Способ защиты в каждом конкретном случае определяется с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, необходимой эффективности защиты. Экранирование источников ЭМИ или рабочих мест осуществляется с помощью отражающих или поглощающих экранов (стационарных или переносных. Отражающие экраны выполняются из металлических листов, сетки, ткани с микропроводом и другого. В поглощающих экранах используются специальные материалы, обеспечивающие поглощение излучения соответствующей длины волны. В зависимости от излучаемой мощности и взаимного расположения источника ЭМИ и рабочих мест конструктивное решение экрана может быть различным (замкнутая камера, щит, чехол, штора и другое. Экранирование смотровых окон, приборных панелей проводится с помощью радиозащитного стекла. Сплошные металлические экраны надежно экранируют любые источники полей СВЧ. Сетчатые экраны обладают худшими экранирующими свойствами по сравнению со сплошными экранами. Они применяются для ослабления потока мощности СВЧ, а также при необходимости улучшить вентиляцию или визуальное наблюдение за агрегатом. Эластичные экраны (из специальной ткани с вплетенной тонкой металлической сеткой) применяют для экранных штор, спецодежды и т.п. Поглощающие экраны для покрытия экранирующих ограждений изготавливают из прессованных листов резины и других специальных материалов. Смотровые окна камер экранируют мелкоячеистой металлической сеткой или используют оптически прозрачное стекло со специальной экранирующей пленкой.
Средства индивидуальной защиты используются в случаях, когда снижение уровней ЭМИ с помощью общей защиты технически невозможно. Если защитная одежда изготовлена из материала, содержащего в своей структуре металлический провод, она может использоваться только в условиях, исключающих прикосновение к открытым токоведущим частям установок.
98 99
ЭМИ РЧ. На открытой территории измерения проводятся на высоте 2 мот поверхности земли. В зависимости от результатов динамического наблюдения за интенсивностью ЭМИ РЧ, создаваемой конкретными источниками, периодичность проведения измерений может быть увеличена по согласованию с соответствующими органами и учреждениями, осуществляющими государственный санитарный надзор, ноне более чем до 3 лет. Методы защиты работающих от электромагнитных полей Защита работников от воздействия ЭМИ осуществляется путем проведения организационных, инженерно-технических мероприятий, лечебно-профилактических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты. К организационным мероприятиям относятся выбор рациональных режимов работы источников ЭМИ; ограничение места и времени нахождения работников в зоне воздействия
ЭМИ (защита расстоянием и временем иные организационные мероприятия.
Инженерно-технические мероприятия включают рациональное размещение источников
ЭМИ; использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места (экраны, минимальная необходимая мощность генератора обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМИ. К средствам индивидуальной защиты относятся защитные очки, щитки, шлемы, защитная одежда (комбинезоны, халаты и др. Способ защиты в каждом конкретном случае определяется с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, необходимой эффективности защиты. Экранирование источников ЭМИ или рабочих мест осуществляется с помощью отражающих или поглощающих экранов (стационарных или переносных. Отражающие экраны выполняются из металлических листов, сетки, ткани с микропроводом и другого. В поглощающих экранах используются специальные материалы, обеспечивающие поглощение излучения соответствующей длины волны. В зависимости от излучаемой мощности и взаимного расположения источника ЭМИ и рабочих мест конструктивное решение экрана может быть различным (замкнутая камера, щит, чехол, штора и другое. Экранирование смотровых окон, приборных панелей проводится с помощью радиозащитного стекла. Сплошные металлические экраны надежно экранируют любые источники полей СВЧ. Сетчатые экраны обладают худшими экранирующими свойствами по сравнению со сплошными экранами. Они применяются для ослабления потока мощности СВЧ, а также при необходимости улучшить вентиляцию или визуальное наблюдение за агрегатом. Эластичные экраны (из специальной ткани с вплетенной тонкой металлической сеткой) применяют для экранных штор, спецодежды и т.п. Поглощающие экраны для покрытия экранирующих ограждений изготавливают из прессованных листов резины и других специальных материалов. Смотровые окна камер экранируют мелкоячеистой металлической сеткой или используют оптически прозрачное стекло со специальной экранирующей пленкой.
Средства индивидуальной защиты используются в случаях, когда снижение уровней ЭМИ с помощью общей защиты технически невозможно. Если защитная одежда изготовлена из материала, содержащего в своей структуре металлический провод, она может использоваться только в условиях, исключающих прикосновение к открытым токоведущим частям установок.
98 99
При работе внутри экранированных помещений (камер) стены, пол и потолок этих помещений должны быть покрыты радиопоглощающими материалами. В случае направленного излучения ЭМИ РЧ должно применяться поглощающее покрытие на соответствующих участках стен, пола, потолка. В тех случаях, когда уровни ЭМИ РЧ на рабочих местах внутри экранированного помещения превышают ПДУ, работник должен выводиться за пределы камер с организацией дистанционного управления аппаратурой.
Лечебно-профилактические мероприятия В целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья работники, связанные с воздействием ЭМИ должны проходить предварительные и периодические медицинские осмотры. Все лица с начальными проявлениями клинических нарушений, обусловленных воздействием ЭМИ РЧ, а также с общими заболеваниями, течение которых может усугубляться под влиянием неблагоприятных факторов производственной среды должны браться под наблюдение с проведением соответствующих мероприятий, направленных на оздоровление условий труда и восстановление состояния здоровья работников. Расчетные задания по теме Задача 7.1. Рассчитать экран плавильной печи. В задаче приняты следующие обозначения
a – радиус катушки индуктора печи, м
l – длина катушки индукторам мощность плавильной печи, кВт
– число витков катушки индуктора
I – сила тока в катушке, А
f – частота тока, кГц
r – расстояние от оси катушки до рабочего местам радиус сердечника (нагреваемого металла, изделиям длина сердечника (заготовки, м п – допустимые потери мощности, Вт (обычно ≈ 1% от мощности установки
H – допустимое ослабление поля внутри катушки в результате экранирования (обычно ≈ 5%). Параметры индуктора и расстояние до рабочего места приведены в табл. 7.5. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 7.5 Исходные данные для расчета
№ варианта Параметры индуктора плавильной печи Расстояние до рабочего местам, мм, А
f, кГц
α
c
, мм кВт
1 0,1 0,15 20 150 150 0,070 0,140 60 0,6 2
0,2 0,3 40 200 100 0,070 0,140 60 1,3 3
0,3 0,4 60 300 60 0,070 0,140 100 2,0 4
0,2 0,4 50 300 150 0,070 0,140 70 1,5 5
0,1 0,3 25 250 70 0,070 0,140 60 0,8 6
0,1 0,2 20 150 200 0,070 0,140 40 0,8 7
0,2 0,2 25 100 400 0,070 0,140 60 0,6 8
0,2 0,4 30 250 30 0,070 0,140 70 1,5 9
0,3 0,3 50 350 350 0,070 0,140 100 2,0 0
0,2 0,3 45 200 50 0,070 0,140 60 1,3 100
Лечебно-профилактические мероприятия В целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья работники, связанные с воздействием ЭМИ должны проходить предварительные и периодические медицинские осмотры. Все лица с начальными проявлениями клинических нарушений, обусловленных воздействием ЭМИ РЧ, а также с общими заболеваниями, течение которых может усугубляться под влиянием неблагоприятных факторов производственной среды должны браться под наблюдение с проведением соответствующих мероприятий, направленных на оздоровление условий труда и восстановление состояния здоровья работников. Расчетные задания по теме Задача 7.1. Рассчитать экран плавильной печи. В задаче приняты следующие обозначения
a – радиус катушки индуктора печи, м
l – длина катушки индукторам мощность плавильной печи, кВт
– число витков катушки индуктора
I – сила тока в катушке, А
f – частота тока, кГц
r – расстояние от оси катушки до рабочего местам радиус сердечника (нагреваемого металла, изделиям длина сердечника (заготовки, м п – допустимые потери мощности, Вт (обычно ≈ 1% от мощности установки
H – допустимое ослабление поля внутри катушки в результате экранирования (обычно ≈ 5%). Параметры индуктора и расстояние до рабочего места приведены в табл. 7.5. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 7.5 Исходные данные для расчета
№ варианта Параметры индуктора плавильной печи Расстояние до рабочего местам, мм, А
f, кГц
α
c
, мм кВт
1 0,1 0,15 20 150 150 0,070 0,140 60 0,6 2
0,2 0,3 40 200 100 0,070 0,140 60 1,3 3
0,3 0,4 60 300 60 0,070 0,140 100 2,0 4
0,2 0,4 50 300 150 0,070 0,140 70 1,5 5
0,1 0,3 25 250 70 0,070 0,140 60 0,8 6
0,1 0,2 20 150 200 0,070 0,140 40 0,8 7
0,2 0,2 25 100 400 0,070 0,140 60 0,6 8
0,2 0,4 30 250 30 0,070 0,140 70 1,5 9
0,3 0,3 50 350 350 0,070 0,140 100 2,0 0
0,2 0,3 45 200 50 0,070 0,140 60 1,3 100
Порядок расчета Экран рассчитывается методом подбора. Задаваясь материалом экрана, его конструкцией и размерами, определяют по приведенным ниже формулам основные характеристики экрана. Если эти характеристики оказываются неудовлетворительными, изменяют размеры экрана либо выбирают другой материал и вновь повторяют расчет. Потери энергии в экране рассчитывают в следующем порядке. Определяют глубину проникновения поля в экран по формуле
=
f
Э
Э
1
, м, где Э – удельная проводимость материала экрана, Ом
1
м
1
; Э – абсолютная магнитная проницаемость материала экрана, Гн/м, Э = Э, где
0
= 4
10
7
, Гн/м; Э – относительная магнитная проницаемость. Для немагнитных материалов Э = 1; для алюминия Э = 1; Э = Э = 4
10
7
, Гн/м; Э = 3,55
10 7
Ом
1
м
1
; для стали Э 2000; Э Э = 8
10
4
, Гн/м; Э = 1
10 7
Ом
1
м
1
Как правило, глубина проникновения поля в экран меньше 1 мм, но исходя из соображений прочности экрана толщину его стенок d следует принимать не менее 1 мм. При этом d > В этом случае потери энергии W в цилиндрическом экране рассчитывают последующим формулам для катушек без сердечника, удовлетворяющих условию l А
а
W = Э 4
2 2
A
l
a
I
, Вт, где А – радиус экранам. Вначале ориентировочно можно принять А
а. для катушек без сердечника, удовлетворяющих условию А
а
W = Э 2
2 4
а
А
A
I
a
а
а
А
, Вт
(7.1) для катушек с сердечником, удовлетворяющих условиям l А – а С << l:
W = Э 2
C
2 2
C
2 2
2
C
3 4
2 2
l
a
a
A
l
a
A
a
lA
a
I
, Вт.
(7.2) Для катушек с сердечником, удовлетворяющих условию l < 1,5(A
а, следует произвести расчет дважды по формулами) и принять меньший из полученных результатов. Использование формул в данном случае ведет к некоторому завышению расчетных потерь по сравнению с действительными.
100 101
=
f
Э
Э
1
, м, где Э – удельная проводимость материала экрана, Ом
1
м
1
; Э – абсолютная магнитная проницаемость материала экрана, Гн/м, Э = Э, где
0
= 4
10
7
, Гн/м; Э – относительная магнитная проницаемость. Для немагнитных материалов Э = 1; для алюминия Э = 1; Э = Э = 4
10
7
, Гн/м; Э = 3,55
10 7
Ом
1
м
1
; для стали Э 2000; Э Э = 8
10
4
, Гн/м; Э = 1
10 7
Ом
1
м
1
Как правило, глубина проникновения поля в экран меньше 1 мм, но исходя из соображений прочности экрана толщину его стенок d следует принимать не менее 1 мм. При этом d > В этом случае потери энергии W в цилиндрическом экране рассчитывают последующим формулам для катушек без сердечника, удовлетворяющих условию l А
а
W = Э 4
2 2
A
l
a
I
, Вт, где А – радиус экранам. Вначале ориентировочно можно принять А
а. для катушек без сердечника, удовлетворяющих условию А
а
W = Э 2
2 4
а
А
A
I
a
а
а
А
, Вт
(7.1) для катушек с сердечником, удовлетворяющих условиям l А – а С << l:
W = Э 2
C
2 2
C
2 2
2
C
3 4
2 2
l
a
a
A
l
a
A
a
lA
a
I
, Вт.
(7.2) Для катушек с сердечником, удовлетворяющих условию l < 1,5(A
а, следует произвести расчет дважды по формулами) и принять меньший из полученных результатов. Использование формул в данном случае ведет к некоторому завышению расчетных потерь по сравнению с действительными.
100 101
В случае экрана квадратного сечения можно пользоваться теми же формулами, приняв величину А равной половине стороны квадрата. Это приводит к некоторому занижению расчетных потерь мощности по сравнению с действительными. Найденную величину потерь W следует сравнить с допустимой величиной потерь п. Если
W < п, то можно уменьшить радиус экрана А, если этому не мешает конструкция самой установки. Если W > п, следует увеличить радиус экрана Аи вновь произвести расчет. Если для стального экрана приемлемых размеров потери энергии оказываются недопустимыми, следует принять алюминиевый экран. Расчет по приведенным выше формулам является приближенными поэтому необходимо, чтобы условие W < п выполнялось с некоторым запасом. Чтобы избежать дополнительных потерь энергии в торцовых стенках экрана (верхняя, нижняя
– дно, расстояние от этих стенок для ближайших витков катушки нужно брать не меньше 1/
c
, где с – постоянная затухания симметричной волны, распространяющейся вдоль оси экрана с = А – для цилиндрического экрана радиусом Ас А – для экрана квадратного сечения со стороной 2А
1
Если это условие выполнено, то торцовые стенки практически не вызывают дополнительных потерь энергии в экране. Тоже условие должно выполняться в отношении расстояния от витка до нижней стенки приоткрытом сверху экране. Ослабление экраном поля внутри катушки рассчитывают для цилиндрического экрана радиусом А. При расчете экрана квадратной формы его следует заменить цилиндрическим, полагая, что А =
1 А, где А – сторона квадрата (при этом площадь квадрата равна площади круга. Ослабление магнитного поля Н (%), обусловленное экранированием, определяют по формулам для катушки без сердечника при условии l > а, l > А
а) Н =
100 2
2
A
a
; тоже при условии l < а Н =
100 3
3
A
a
; тоже при условии l < А – а, l < а Н =
100 2
3 2
A
la
; для катушек с сердечником при условии l а
ас, l А
а, l
c
= l
102
W < п, то можно уменьшить радиус экрана А, если этому не мешает конструкция самой установки. Если W > п, следует увеличить радиус экрана Аи вновь произвести расчет. Если для стального экрана приемлемых размеров потери энергии оказываются недопустимыми, следует принять алюминиевый экран. Расчет по приведенным выше формулам является приближенными поэтому необходимо, чтобы условие W < п выполнялось с некоторым запасом. Чтобы избежать дополнительных потерь энергии в торцовых стенках экрана (верхняя, нижняя
– дно, расстояние от этих стенок для ближайших витков катушки нужно брать не меньше 1/
c
, где с – постоянная затухания симметричной волны, распространяющейся вдоль оси экрана с = А – для цилиндрического экрана радиусом Ас А – для экрана квадратного сечения со стороной 2А
1
Если это условие выполнено, то торцовые стенки практически не вызывают дополнительных потерь энергии в экране. Тоже условие должно выполняться в отношении расстояния от витка до нижней стенки приоткрытом сверху экране. Ослабление экраном поля внутри катушки рассчитывают для цилиндрического экрана радиусом А. При расчете экрана квадратной формы его следует заменить цилиндрическим, полагая, что А =
1 А, где А – сторона квадрата (при этом площадь квадрата равна площади круга. Ослабление магнитного поля Н (%), обусловленное экранированием, определяют по формулам для катушки без сердечника при условии l > а, l > А
а) Н =
100 2
2
A
a
; тоже при условии l < а Н =
100 3
3
A
a
; тоже при условии l < А – а, l < а Н =
100 2
3 2
A
la
; для катушек с сердечником при условии l а
ас, l А
а, l
c
= l
102
Н =
100 2
c
2 Рассчитанное ослабление следует сравнить с допустимым. Если найденное ослабление превышает допустимое, нужно увеличить радиус экрана А. Проверку экрана катушки на эффективность экранирования проводят следующим образом. Требуемую эффективность экранирования Э
тр находят путем деления величины напряженности поля, создаваемого катушкой на рабочем месте при отсутствии экрана (р, на величину допустимой напряженности полян) по санитарным нормам
Э
тр
= н
р
H
H
Значение H
можно найти по формуле
H
=
2 2
4
ω
p
Ia
, где p – расстояние от катушки до рабочего местам. Требуемую величину эффективности экранирования нужно сравнить с фактической. Для сплошного цилиндрического экрана радиусом А или квадратного со стороной А эффективность экранирования при d > Э = Э 2
d
Ae
, где Э – относительная магнитная проницаемость материала экрана
d – толщина материалам. Эффективность экрана, имеющего форму трубы, открытой с одного конца, при отсутствии проникновения поля непосредственно сквозь материал экрана определяют по формуле н Э
,
(7.3) где z – расстояние от открытого конца экрана до ближайшего витка катушки вдоль оси экранам н = А – для цилиндрического экрана радиусом Ан А – для экрана квадратного сечения со стороной 2А
1
Если экран имеет форму открытой с двух сторон трубы, то также можно пользоваться формулой (7.3), подставляя меньшее из двух значений z. Фактическая эффективность экранирования равна меньшей из величин Э и Э. Формула
(7.3) приближенная. Найденная по ней эффективность всегда больше действительной. Задача 7.2. Рассчитать экран индукционной печи и определить эффективность экранирования поданным, приведенным в табл. 7.6. Наибольшая температура в рабочем пространстве печи 1823 К.
103
100 2
c
2 Рассчитанное ослабление следует сравнить с допустимым. Если найденное ослабление превышает допустимое, нужно увеличить радиус экрана А. Проверку экрана катушки на эффективность экранирования проводят следующим образом. Требуемую эффективность экранирования Э
тр находят путем деления величины напряженности поля, создаваемого катушкой на рабочем месте при отсутствии экрана (р, на величину допустимой напряженности полян) по санитарным нормам
Э
тр
= н
р
H
H
Значение H
можно найти по формуле
H
=
2 2
4
ω
p
Ia
, где p – расстояние от катушки до рабочего местам. Требуемую величину эффективности экранирования нужно сравнить с фактической. Для сплошного цилиндрического экрана радиусом А или квадратного со стороной А эффективность экранирования при d > Э = Э 2
d
Ae
, где Э – относительная магнитная проницаемость материала экрана
d – толщина материалам. Эффективность экрана, имеющего форму трубы, открытой с одного конца, при отсутствии проникновения поля непосредственно сквозь материал экрана определяют по формуле н Э
,
(7.3) где z – расстояние от открытого конца экрана до ближайшего витка катушки вдоль оси экранам н = А – для цилиндрического экрана радиусом Ан А – для экрана квадратного сечения со стороной 2А
1
Если экран имеет форму открытой с двух сторон трубы, то также можно пользоваться формулой (7.3), подставляя меньшее из двух значений z. Фактическая эффективность экранирования равна меньшей из величин Э и Э. Формула
(7.3) приближенная. Найденная по ней эффективность всегда больше действительной. Задача 7.2. Рассчитать экран индукционной печи и определить эффективность экранирования поданным, приведенным в табл. 7.6. Наибольшая температура в рабочем пространстве печи 1823 К.
103
Таблица 7.6 Исходные данные для расчета Исходные данные Типы печей для расчета экрана
УИТ-800-1,0-
1,0 Х 2 ИСТ 0,04
ИПП ИСТ 0,06 ИСТ 0,4 Мощность печи (максимальная, кВт
800 63 1100 60 400 Напряжение сети, В
400 400 400 400 400 Рабочая частота, f, Гц
2800 2800 500 2400 2400 Сила тока в катушке, I, А
200 200 200 200 2300 Число витков,
, шт.
10 10 33 12 17 Радиус катушки, a, м
0,16 0,16 0,6 0,16 0,21 Относительная магнитная проницаемость, Э 1,65 1,65 1,65 1,65 Расстояние от катушки до рабочего местам Порядок расчета Конструкция экрана закалочного индуктора не должна мешать проведению работ. Экран можно выполнить в виде открытого по концам цилиндра. Диаметр цилиндра должен составлять не менее двух диаметров катушки. Экран выполняют из металла и со стороны излучателя покрывают поглощающим материалом, чтобы снизить или исключить отражение от него электромагнитной энергии.
1. Определить глубину проникновения поля в экран по формуле
=
f
π
σ
μ
1
Э
Э
, м, где Э – удельная проводимость материала экрана, Ом
1
м
1
; Э = 1·10 7
Ом
1
м
1
;
Э
– абсолютная магнитная проницаемость материала экрана,
Гн/м, Э = Э,
0
= 4
10
7
, Гн/м; Э – относительная магнитная проницаемость
f – рабочая частота, Гц.
2. Исходя из соображений прочности экрана выбрать толщину стенок экрана. Из соображений прочности экрана толщину его стенок d следует принимать не менее 1 мм. При этом d >
3. Определить требуемую эффективность экранирования Э
тр путем деления величины напряженности поля, создаваемого катушкой на рабочем месте при отсутствии экрана Н
р
, на величину допустимой напряженности поля Н
н
= 25 А/м
Э
тр
= Н
р
/ Н
н
4. Определить значение Н
р по формуле
Н
р
=
·I·a
2
/(4·p
3
), А/м, где
– число витков, шт
I – сила тока в катушке, А
a – радиус катушки, м
УИТ-800-1,0-
1,0 Х 2 ИСТ 0,04
ИПП ИСТ 0,06 ИСТ 0,4 Мощность печи (максимальная, кВт
800 63 1100 60 400 Напряжение сети, В
400 400 400 400 400 Рабочая частота, f, Гц
2800 2800 500 2400 2400 Сила тока в катушке, I, А
200 200 200 200 2300 Число витков,
, шт.
10 10 33 12 17 Радиус катушки, a, м
0,16 0,16 0,6 0,16 0,21 Относительная магнитная проницаемость, Э 1,65 1,65 1,65 1,65 Расстояние от катушки до рабочего местам Порядок расчета Конструкция экрана закалочного индуктора не должна мешать проведению работ. Экран можно выполнить в виде открытого по концам цилиндра. Диаметр цилиндра должен составлять не менее двух диаметров катушки. Экран выполняют из металла и со стороны излучателя покрывают поглощающим материалом, чтобы снизить или исключить отражение от него электромагнитной энергии.
1. Определить глубину проникновения поля в экран по формуле
=
f
π
σ
μ
1
Э
Э
, м, где Э – удельная проводимость материала экрана, Ом
1
м
1
; Э = 1·10 7
Ом
1
м
1
;
Э
– абсолютная магнитная проницаемость материала экрана,
Гн/м, Э = Э,
0
= 4
10
7
, Гн/м; Э – относительная магнитная проницаемость
f – рабочая частота, Гц.
2. Исходя из соображений прочности экрана выбрать толщину стенок экрана. Из соображений прочности экрана толщину его стенок d следует принимать не менее 1 мм. При этом d >
3. Определить требуемую эффективность экранирования Э
тр путем деления величины напряженности поля, создаваемого катушкой на рабочем месте при отсутствии экрана Н
р
, на величину допустимой напряженности поля Н
н
= 25 А/м
Э
тр
= Н
р
/ Н
н
4. Определить значение Н
р по формуле
Н
р
=
·I·a
2
/(4·p
3
), А/м, где
– число витков, шт
I – сила тока в катушке, А
a – радиус катушки, м
р – расстояние от катушки до рабочего местам. Определить требуемую эффективность экранирования
Э
тр
= 20lg (Н
р
/ Н
н
).
6. Определить фактическую величину эффективности экранирования по формуле Э Э, где d – толщина стенок экранам. Если фактическая величина эффективности экранирования будет превышать требуемую эффективность экранирования, то рассчитанный экран будет обеспечивать необходимую защиту от электромагнитных полей.
Э
тр
= 20lg (Н
р
/ Н
н
).
6. Определить фактическую величину эффективности экранирования по формуле Э Э, где d – толщина стенок экранам. Если фактическая величина эффективности экранирования будет превышать требуемую эффективность экранирования, то рассчитанный экран будет обеспечивать необходимую защиту от электромагнитных полей.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
8. Электробезопасность Действие электрического тока на организм человека Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества. Основные причины несчастных случаев от воздействия электрического тока следующие случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования в результате повреждения изоляции и других причин появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения оборудования электроустановки возникновение шагового напряжения на поверхности земли в результате замыкания на землю. Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие. Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов и других тканей. Электролитическое действие проявляется в разложении крови и других органических жидкостей, что вызывает изменения их физико-химических свойств. Биологическое действие вызывает раздражение и возбуждение живых тканей организма сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышца также нарушение внутренних биоэлектрических процессов (прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения. Раздражающее действие тока на ткани организма может быть прямым, когда ток проходит непосредственно по этим тканями рефлекторным, те. через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих тканей. Многообразие действий электрического тока нередко приводит к различным электротравмам, которые условно можно свести к двум видам местными общим электрический удар. Местные электротравмы–четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. К ним относятся
1) электрические ожоги могут быть вызваны протеканием тока через тело человека токовый или контактный ожога также воздействием электрической дуги на тело (дуговой ожог
2) электрические знаки – четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета диаметром 1-5 мм на поверхности кожи человека, подвергшегося действию тока
3) металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги
104 105
4) электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей электрической дуги. Механические повреждения являются следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, вывихи суставов и даже переломы костей. К электротравмам общего характераотносятся:
1) электрический удар – возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Различают четыре степени ударов
I степень – судорожное сокращение мышц без потери сознания
II степень – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, нос сохранившимся дыханием и работой сердца
III степень – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе
IV степень – клиническая смерть, те. отсутствие дыхания и кровообращения
2) клиническая (мнимая) смерть – переходный процесс от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких. У человека отсутствуют все признаки жизни он не дышит, сердце не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако почти во всех тканях продолжаются обменные процессы на очень низком уровнено достаточном для поддержания жизнедеятельности. Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга, с деятельностью которых связаны сознание и мышление, поэтому длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга и составляет от 4-5 домин. После этого происходит множественный распад клеток коры головного мозга и других органов
3) биологическая (истинная) смерть – необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур она наступает по истечении периода клинической смерти. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током Исход воздействия электрического тока зависит от следующих факторов величины тока, длительности протекания электрического тока через тело человека, электрического сопротивления тела человека, рода и частоты тока, пути тока в организме и индивидуальных особенностей человека. Электрическое сопротивление тела человека определяется сопротивлением кожи и внутренних тканей. Поверхностный слой кожи, называемый эпидермисом, состоящий в основном из мертвых ороговевших клеток, обладает большим сопротивлением, которое и определяет общее сопротивление тела человека. Сопротивление нижних слоев кожи и внутренних тканей человека незначительно. При сухой, чистой и неповрежденной коже сопротивление тела человека колеблется в пределах 2 тыс. - 2 млн Ом. При увлажнении, загрязнении и при повреждении кожи сопротивление тела оказывается равным около 500 Ом сопротивление внутренних тканей тела. В расчетах сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом.
Величинатока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит исход поражения. Ощутимый ток – человек начинает ощущать протекающий через него ток промышленной частоты 50 Гц относительно малого значения 0,5-1,5 мА.
Неотпускающий ток – ток 10-15 мА вызывает сильные и весьма болезненные судороги мышц рук, которые человек самостоятельно преодолеть не в состоянии и оказывается, как бы прикованным к токоведущей части. При 25-50 мА действие тока распространяется и на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. При длительном
106
воздействии этого тока – в течение нескольких минут – может наступить смерть вследствие прекращения работы легких. Фибрилляционный ток – при 100 мА ток оказывает непосредственное влияние и на мышцу сердца при длительности протекания более 0,5 с такой ток может вызвать остановку или фибрилляцию сердца, те. быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце перестает работать как насос. В результате в организме прекращается кровообращение и наступает смерть. Длительность протекания тока через тело человека влияет на исход поражения вследствие того, что со временем резко повышается ток за счет уменьшения сопротивления тела. Кроме того, длительное прохождение переменного тока нарушает ритм сердечной деятельности, вызывая трепетание желудочков сердца в связи с поражением нервов сердечной мышцы. Роди частота тока в значительной степени определяют исход поражения. Наиболее опасным является переменный ток с частотой 20-100 Гц. При частоте меньше 20 или больше 100 Гц опасность поражения током заметно снижается. Токи частотой свыше 0,5 МГц не оказывают раздражающего действия на ткани и поэтому не вызывают электрического удара. Однако они могут вызвать термические ожоги. При постоянном токе пороговый ощутимый ток повышается до 6-7 мА, пороговый неотпускающий ток – до 50-70 мА, а фибрилляционный при длительности воздействия более 0,5 с – до 300 мА. Путь прохождения тока через тело человека. Наибольшую опасность представляет прохождение тока через жизненно важные органы (сердце, спинной мозг, органы дыхания и т.д.) по пути рука – рука и рука ноги, при этом ток проходит по кровеносными лимфатическим сосудам, оболочкам нервных стволов и т.д. Менее опасен путь тока нога – нога. Классификация помещений по опасности поражения электрическим током Все помещения делятся по опасности поражения электрическим током натри класса помещения без повышенной опасности – помещения, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность помещения с повышенной опасностью – характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность сырости или токопроводящей пыли, токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др высокой температуры (+35 о
С и более, возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмами т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой. особо опасные помещения – характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность особой сырости (влажность близка к 100%), химически активной или органической среды и одновременных двух и более условий повышенной опасности. Сырые помещения – относительная влажность воздуха длительно превышает 75%. Особо сырые помещения – относительная влажность воздуха близка к 100 % (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой. Жаркие помещения – под воздействием различных тепловых излучений температура воздуха превышает постоянно или периодически более суток) +35 о
С. Пыльные помещения – по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что может оседать на проводах, проникать внутрь машин и т.п. Пыльные помещения разделяются на помещения с токопроводящей пылью и помещения с нетокопроводящей пылью. Помещения с химически активной или органической средой – постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образующие отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования.
107
С и более, возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмами т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой. особо опасные помещения – характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность особой сырости (влажность близка к 100%), химически активной или органической среды и одновременных двух и более условий повышенной опасности. Сырые помещения – относительная влажность воздуха длительно превышает 75%. Особо сырые помещения – относительная влажность воздуха близка к 100 % (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой. Жаркие помещения – под воздействием различных тепловых излучений температура воздуха превышает постоянно или периодически более суток) +35 о
С. Пыльные помещения – по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что может оседать на проводах, проникать внутрь машин и т.п. Пыльные помещения разделяются на помещения с токопроводящей пылью и помещения с нетокопроводящей пылью. Помещения с химически активной или органической средой – постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образующие отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования.
107
Меры защиты от поражения электрическим током Для предотвращения опасного воздействия электрического тока на человека в электроустановках применяются следующие меры защиты защитное заземление защитное зануление; применение малых напряжений контроль и профилактика повреждений изоляции двойная изоляция защитное отключение выравнивание потенциалов защита от случайного прикосновения к токоведущим частям оградительные устройства электрозащитные средства и приспособления предупредительная сигнализация, блокировки, знаки безопасности. Согласно
ТКП 339-2011 Правила устройства и защитные меры электробезопасности и ГОСТ 12.1.019-79 Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты для защиты от поражения электрическим током в нормальном режиме применяются по отдельности или в сочетании следующие меры защиты от прямого прикосновения основная изоляция токоведущих частей ограждения и оболочки установка барьеров размещение вне зоны досягаемости применение сверхнизкого (малого) напряжения. Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции применяются по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении защитное заземление защитное зануление; защитное автоматическое отключение питания уравнивание потенциалов выравнивание потенциалов двойная или усиленная изоляция сверхнизкое (малое) напряжение защитное электрическое разделение цепей изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки. Меры защиты от поражения электрическим током предусматриваются в электроустановке или ее части либо применяются к отдельным электроприемникам и могут быть реализованы при изготовлении электрооборудования, либо в процессе монтажа электроустановки, либо в обоих случаях. Контроль основной изоляции токоведущих частей. Состояние изоляции в значительной мере определяет степень безопасности эксплуатации электроустановок. Чтобы предотвратить замыкание на землю и другие повреждения изоляции, при которых возникает опасность поражения людей электрическим током, а также выходит из строя оборудование, проводят испытания повышенным напряжением и контроль сопротивления изоляции. Измерение сопротивления изоляции электроустановки производится на отключенной установке. Измеряется сопротивление изоляции каждой фазы относительно земли и между каждой парой фаз на каждом участке между двумя последовательно установленными предохранителями, аппаратами защиты и т. пили за последним предохранителем. Сопротивление изоляции силовых и осветительных сетей напряжением до кВ должно быть не ниже 0,5 МОм на фазу. Размещение вне зоны досягаемости Прикосновение к токоведущим частям всегда может быть опасным даже в сети напряжением до кВ с изолированной нейтралью, хорошей изоляцией и малой емкостью, не говоря уже о сетях с заземленной нейтралью и сетях напряжением выше кВ. Чтобы исключить возможность прикосновения или опасного приближения к изолированным токоведущим частям, обеспечивают недоступность с помощью ограждений, блокировок или расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте. Применение малых напряжений Если номинальное напряжение электроустановки не превышает длительно допустимого значения напряжения прикосновения, то даже одновременный контакт человека с токоведущими частями разных фаз или полюсов будет
108
ТКП 339-2011 Правила устройства и защитные меры электробезопасности и ГОСТ 12.1.019-79 Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты для защиты от поражения электрическим током в нормальном режиме применяются по отдельности или в сочетании следующие меры защиты от прямого прикосновения основная изоляция токоведущих частей ограждения и оболочки установка барьеров размещение вне зоны досягаемости применение сверхнизкого (малого) напряжения. Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции применяются по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении защитное заземление защитное зануление; защитное автоматическое отключение питания уравнивание потенциалов выравнивание потенциалов двойная или усиленная изоляция сверхнизкое (малое) напряжение защитное электрическое разделение цепей изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки. Меры защиты от поражения электрическим током предусматриваются в электроустановке или ее части либо применяются к отдельным электроприемникам и могут быть реализованы при изготовлении электрооборудования, либо в процессе монтажа электроустановки, либо в обоих случаях. Контроль основной изоляции токоведущих частей. Состояние изоляции в значительной мере определяет степень безопасности эксплуатации электроустановок. Чтобы предотвратить замыкание на землю и другие повреждения изоляции, при которых возникает опасность поражения людей электрическим током, а также выходит из строя оборудование, проводят испытания повышенным напряжением и контроль сопротивления изоляции. Измерение сопротивления изоляции электроустановки производится на отключенной установке. Измеряется сопротивление изоляции каждой фазы относительно земли и между каждой парой фаз на каждом участке между двумя последовательно установленными предохранителями, аппаратами защиты и т. пили за последним предохранителем. Сопротивление изоляции силовых и осветительных сетей напряжением до кВ должно быть не ниже 0,5 МОм на фазу. Размещение вне зоны досягаемости Прикосновение к токоведущим частям всегда может быть опасным даже в сети напряжением до кВ с изолированной нейтралью, хорошей изоляцией и малой емкостью, не говоря уже о сетях с заземленной нейтралью и сетях напряжением выше кВ. Чтобы исключить возможность прикосновения или опасного приближения к изолированным токоведущим частям, обеспечивают недоступность с помощью ограждений, блокировок или расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте. Применение малых напряжений Если номинальное напряжение электроустановки не превышает длительно допустимого значения напряжения прикосновения, то даже одновременный контакт человека с токоведущими частями разных фаз или полюсов будет
108
безопасен. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях 6-10 В, так как при таком напряжении ток, проходящий через тело человека, не превысит 1-1,5 мА. При использовании переносных электрических установок и ручного электрифицированного инструмента с целью повышения безопасности применяются напряжения 12, 36 и 42 В. Однако одним применением малых напряжений не достигается достаточная степень безопасности, поэтому дополнительно принимаются другие меры защиты – двойная изоляция, защита от случайных прикосновений и др. Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжения прикосновения притока ч, протекающего через человека. Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения человека к корпусу электрооборудования или к другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением. Оно служит для превращения замыкания на корпус Кв замыкание на землю за счет создания цепи с малым сопротивлением. При этом необходимо иметь ввиду, что сопротивление тела человека ч может достигать значений порядка 10 4
-10 6
Ом. Однако в расчетах применяется значение сопротивления тела человека ч = 1000 Ом. Таким образом, при возникновении аварийной ситуации (например, замыкание фазы на корпус, прикосновение человека к корпусу равносильно прикосновению к фазе. При этом через тело человека может пройти ток опасной величины. Опасность поражения при наличии надежного заземления снижается, так как для тока з создается цепь имеющая малое сопротивление заземления з (4 Ом или 10 Ом, и вследствие чего происходит стекание тока по пути наименьшего сопротивления. На рис. 8.3 показана принципиальная электрическая схема защитного заземления. Рис. 8.3. Принципиальная схема защитного заземления К – корпус электроустановки З – сопротивление заземления;
R
ч
– электрическое сопротивление тела человека
ТКП 339-2011
устанавливает значение наибольшего допустимого сопротивления защитного заземляющего устройства в электроустановках напряжением до кВ в сетях с изолированной нейтралью при мощности генератора или трансформатора до 100 кВА – 10 Ома при мощности более 100 кВА – 4 Ом. К частям, подлежащим заземлению, относятся корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п.; приводы
109
-10 6
Ом. Однако в расчетах применяется значение сопротивления тела человека ч = 1000 Ом. Таким образом, при возникновении аварийной ситуации (например, замыкание фазы на корпус, прикосновение человека к корпусу равносильно прикосновению к фазе. При этом через тело человека может пройти ток опасной величины. Опасность поражения при наличии надежного заземления снижается, так как для тока з создается цепь имеющая малое сопротивление заземления з (4 Ом или 10 Ом, и вследствие чего происходит стекание тока по пути наименьшего сопротивления. На рис. 8.3 показана принципиальная электрическая схема защитного заземления. Рис. 8.3. Принципиальная схема защитного заземления К – корпус электроустановки З – сопротивление заземления;
R
ч
– электрическое сопротивление тела человека
ТКП 339-2011
устанавливает значение наибольшего допустимого сопротивления защитного заземляющего устройства в электроустановках напряжением до кВ в сетях с изолированной нейтралью при мощности генератора или трансформатора до 100 кВА – 10 Ома при мощности более 100 кВА – 4 Ом. К частям, подлежащим заземлению, относятся корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п.; приводы
109
электрических машин каркасы распределительных щитов, щитов управления и др. Каждое заземляющее устройство должно иметь паспорт, содержащий схему устройства, основные технические и расчетные данные, сведения о проведенных ремонтах, контрольных исследованиях, внесенных изменениях и др.
В соответствии с ТКП 339-2011 заземление или зануление электроустановок следует выполнять при напряжении 400 В и выше переменного тока (во всех электроустановках 440 В и выше постоянного тока (во всех электроустановках номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 400 В переменного тока (только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных ив наружных электроустановках выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных ив наружных электроустановках. Защитное зануление – это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (рис. 8.4). Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (между фазными нулевым проводником) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и автоматически отключить поврежденное электрооборудование от питающей сети. При этом необходимо учесть, что с момента возникновения аварии (замыкания на корпус) до момента автоматического отключения поврежденного оборудования от сети имеется небольшой промежуток времени, в течение которого прикосновение к корпусу опасно, так как он находится под напряжением ф. В этот период сказывается защитная функция заземления корпуса оборудования через повторное заземление нулевого защитного проводника R
п
Рис. 8.4. Принципиальная схема зануления:
1 — корпус 2 — аппараты защиты от токов короткого замыкания (плавкие предохранители, автоматы и т. п R
0
— сопротивление заземления нейтрали источника тока П — сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника к — ток короткого замыкания кн+ з, н – часть тока короткого замыкания, проходящая по нулевому проводу з часть тока короткого замыкания, проходящая через землю Из рис. 8.4 видно, что схема зануления требует наличия в сети следующих элементов нулевого защитного проводника заземления нейтрали источника тока повторного заземления нулевого защитного проводника.
110
В соответствии с ТКП 339-2011 заземление или зануление электроустановок следует выполнять при напряжении 400 В и выше переменного тока (во всех электроустановках 440 В и выше постоянного тока (во всех электроустановках номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 400 В переменного тока (только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных ив наружных электроустановках выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных ив наружных электроустановках. Защитное зануление – это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (рис. 8.4). Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (между фазными нулевым проводником) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и автоматически отключить поврежденное электрооборудование от питающей сети. При этом необходимо учесть, что с момента возникновения аварии (замыкания на корпус) до момента автоматического отключения поврежденного оборудования от сети имеется небольшой промежуток времени, в течение которого прикосновение к корпусу опасно, так как он находится под напряжением ф. В этот период сказывается защитная функция заземления корпуса оборудования через повторное заземление нулевого защитного проводника R
п
Рис. 8.4. Принципиальная схема зануления:
1 — корпус 2 — аппараты защиты от токов короткого замыкания (плавкие предохранители, автоматы и т. п R
0
— сопротивление заземления нейтрали источника тока П — сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника к — ток короткого замыкания кн+ з, н – часть тока короткого замыкания, проходящая по нулевому проводу з часть тока короткого замыкания, проходящая через землю Из рис. 8.4 видно, что схема зануления требует наличия в сети следующих элементов нулевого защитного проводника заземления нейтрали источника тока повторного заземления нулевого защитного проводника.
110
Область применения зануления – трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью. Обычно это сети напряжением 400 (380)/230 (220) В применяющиеся в машиностроительной и других отраслях, а также сети 230(220)/133(127) В и
690(660)/400(380) В. Защитное автоматическое отключение (УЗО) – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. Такая опасность может возникнуть при замыкании фазы на корпус электрооборудования при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела появлении в сети более высокого напряжения замыкании фазы на корпус. УЗО обеспечивает отключение неисправной электроустановки за время не более 0,2 с. Основными частями УЗО являются прибор защитного отключения и автоматический выключатель. Прибор защитного отключения – совокупность отдельных элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра электрической сети и дают сигнал на отключение автоматического выключателя. Автоматический выключатель – устройство, служащее для включения и отключения оборудования. Устройство защитного отключения в зависимости от параметра, на который оно реагирует, может быть отнесено к тому или иному типу, в том числе к типам устройств, реагирующих на напряжение корпуса относительно земли, на ток замыкания на землю, на напряжение фазы относительно земли и др. Двойная изоляция – совокупность двух видов изоляции рабочая изоляция – изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая ее нормальную работу и защиту от поражения электрическим током дополнительная изоляция – изоляция корпуса. Наиболее просто двойная изоляция осуществляется путем покрытия металлических корпусов и рукояток электрооборудования слоем электроизоляционного материала и применением изолирующих ручек. Область применения двойной изоляции ограничивается электрооборудованием небольшой мощности – электрифицированным ручным инструментом, некоторыми переносными устройствами, бытовыми приборами и ручными электролампами.
690(660)/400(380) В. Защитное автоматическое отключение (УЗО) – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. Такая опасность может возникнуть при замыкании фазы на корпус электрооборудования при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела появлении в сети более высокого напряжения замыкании фазы на корпус. УЗО обеспечивает отключение неисправной электроустановки за время не более 0,2 с. Основными частями УЗО являются прибор защитного отключения и автоматический выключатель. Прибор защитного отключения – совокупность отдельных элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра электрической сети и дают сигнал на отключение автоматического выключателя. Автоматический выключатель – устройство, служащее для включения и отключения оборудования. Устройство защитного отключения в зависимости от параметра, на который оно реагирует, может быть отнесено к тому или иному типу, в том числе к типам устройств, реагирующих на напряжение корпуса относительно земли, на ток замыкания на землю, на напряжение фазы относительно земли и др. Двойная изоляция – совокупность двух видов изоляции рабочая изоляция – изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая ее нормальную работу и защиту от поражения электрическим током дополнительная изоляция – изоляция корпуса. Наиболее просто двойная изоляция осуществляется путем покрытия металлических корпусов и рукояток электрооборудования слоем электроизоляционного материала и применением изолирующих ручек. Область применения двойной изоляции ограничивается электрооборудованием небольшой мощности – электрифицированным ручным инструментом, некоторыми переносными устройствами, бытовыми приборами и ручными электролампами.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Электрозащитные средства В процессе эксплуатации электроустановок могут возникать ситуации, когда конструктивное исполненение установки не обеспечивает безопасность работника. Поэтому наряду со стационарными устройствами защиты от поражения электрическим током требуется применение специальных защитных средств – приборов, аппаратов, переносных и превозимых приспособлений и устройств, служащих для защиты персонала от поражения электрическим током, воздействия электрической дуги, электрического поля, продуктов горения и т.п. Эти средства не являются конструктивными частями электроустановок они дополняют защитные функции ограждений, блокировок, защитного заземления, зануления и т.п. Они называются электрозащитными средствами. Согласно
ТКП 290-2010 Правила применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные. Основные электрозащитные средства – средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок, и которые позволяют работать на токоведущих частях, находящихся под напряжением. Дополнительные электрозащитные средства – средства защиты, дополняющие основные средства, а также служащие для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага, которые сами по себе не могут приданном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим током, а применяются совместно с основными электроизолирующими средствами. Классификация защитных средств в зависимости от напряжения электроустановки приведена в табл. 8.1 и 8.2.
111
Таблица 8.1
Электрозащитные средства для работ в электроустановках напряжением выше кВ Основные Дополнительные
Электроизолирующие штанги всех видов
Электроизолирующие и электроизмерительные клещи Указатели напряжения Устройства и приспособления для обеспечения безопасности труда при проведении испытаний и измерений в электроустановках (указатели напряжения для проверки совпадения фаз, устройства для прокола и резки кабеля, указатели повреждения кабелей)
Электроизолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ под напряжением в электроустановках полимерные изоляторы, изолирующие лестницы, накладки)
Электроизолирующие перчатки и боты
Электроизолирующие ковры и подставки
Электроизолирующие колпаки и накладки Штанги для переноса и выравнивания потенциала Сигнализаторы наличия напряжения индивидуальные Лестницы приставные, стремянки электроизолирующие стеклопластиковые Заземления переносные Заземления переносные набрасываемые Плакаты и знаки безопасности Оградительные устройства Таблица 8.2
Электрозащитные средства для работ в электроустановках напряжением до 1 кВ Основные Дополнительные
Электроизолирующие штанги всех видов
Электроизолирующие и электроизмерительные клещи Указатели напряжения
Электроизолирующие перчатки Ручной электроизолирующий инструмент
Электроизолирующие средства и приспособления для проведения работ под напряжением на ВЛ 0,4 кВ
Электроизолирующие галоши
Электроизолирующие ковры и подставки
Электроизолирующие колпаки и накладки Заземления переносные Плакаты и знаки безопасности Оградительные устройства Лестницы приставные, стремянки электроизолирующие стеклопластиковые Кроме перечисленных средств защиты в электроустановках применяются средства индивидуальной защиты следующих классов средства защиты головы средства защиты глаз и лица средства индивидуальной защиты органов дыхания средства защиты органов слуха средства защиты рук средства защиты отпадения с высоты одежда специальная защитная обувь специальная защитная. Расчетные задания по теме Задача 8.1. Рассчитать заземляющее устройство для заземления электрооборудования. Напряжение питания – 380 В. Заземляющее устройство состоит из вертикальных заземлителей из стальных трубили уголков длиной l и горизонтального заземлителя из стальной полосы 12x4. Вертикальные заземлители расположены с интервалом a. Глубина заложения горизонтального заземлителям. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки.
112
Электрозащитные средства для работ в электроустановках напряжением выше кВ Основные Дополнительные
Электроизолирующие штанги всех видов
Электроизолирующие и электроизмерительные клещи Указатели напряжения Устройства и приспособления для обеспечения безопасности труда при проведении испытаний и измерений в электроустановках (указатели напряжения для проверки совпадения фаз, устройства для прокола и резки кабеля, указатели повреждения кабелей)
Электроизолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ под напряжением в электроустановках полимерные изоляторы, изолирующие лестницы, накладки)
Электроизолирующие перчатки и боты
Электроизолирующие ковры и подставки
Электроизолирующие колпаки и накладки Штанги для переноса и выравнивания потенциала Сигнализаторы наличия напряжения индивидуальные Лестницы приставные, стремянки электроизолирующие стеклопластиковые Заземления переносные Заземления переносные набрасываемые Плакаты и знаки безопасности Оградительные устройства Таблица 8.2
Электрозащитные средства для работ в электроустановках напряжением до 1 кВ Основные Дополнительные
Электроизолирующие штанги всех видов
Электроизолирующие и электроизмерительные клещи Указатели напряжения
Электроизолирующие перчатки Ручной электроизолирующий инструмент
Электроизолирующие средства и приспособления для проведения работ под напряжением на ВЛ 0,4 кВ
Электроизолирующие галоши
Электроизолирующие ковры и подставки
Электроизолирующие колпаки и накладки Заземления переносные Плакаты и знаки безопасности Оградительные устройства Лестницы приставные, стремянки электроизолирующие стеклопластиковые Кроме перечисленных средств защиты в электроустановках применяются средства индивидуальной защиты следующих классов средства защиты головы средства защиты глаз и лица средства индивидуальной защиты органов дыхания средства защиты органов слуха средства защиты рук средства защиты отпадения с высоты одежда специальная защитная обувь специальная защитная. Расчетные задания по теме Задача 8.1. Рассчитать заземляющее устройство для заземления электрооборудования. Напряжение питания – 380 В. Заземляющее устройство состоит из вертикальных заземлителей из стальных трубили уголков длиной l и горизонтального заземлителя из стальной полосы 12x4. Вертикальные заземлители расположены с интервалом a. Глубина заложения горизонтального заземлителям. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки.
112
Таблица 8.4 Исходные данные для расчета Исходные данные
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0 Напряжение э/установок, В до Суммарная мощность э/установок, Р, кВА
150 200 250 120 300 220 250 200 150 Тип вертикального заземлителя и размеры сечения, мм труба
4 0 уголок
50х50х
4
труба
32
уг оло к
60х60х
4
труба уголок
75х75х8
труба уголок
60х60х6
труба уголок
50х50х5 Длина вертикального заземлителям Грунт глина суглинок песок супес ок чернозем супес ок суглинок глина песок чернозем Удельное сопротивление грунта, ρ
гр,
Ом∙м
70 150 700 400 53 400 150 70 700 53 Расстояние между вертикальными заземлителями, а, м
6,0 9,0 5,0 5,0 6,0 3,0 5,0 4,5 5,0 5,0 Отношение расстояния между заземлителями к их длине, a/l
2 3
2 2
2 1
2 1,5 2
2 Способ заложения заземлителей вряд по контуру Порядок расчета Расчет защитного заземления заключается в определении типа вертикальных стержневых заземлителей, количества, размеров и способа их размещения при условии соответствия расчетного значения сопротивления заземляющего устройства нормам. Для электроустановочного напряжения до 1 кВ расчет выполняется методом коэффициентов использования.
1. Определить допустимое сопротивление заземляющих устройств. Допустимая величина сопротивления проектируемого заземляющего устройства доп принимается по заданным напряжению и суммарной мощности электроустановок в соответствии с нормами.
ТКП 339-2011 устанавливает значение наибольшего допустимого сопротивления защитного заземляющего устройства в электроустановках напряжением до 1 кВ сети с изолированной нейтралью при мощности трансформатора или генератора до 100 кВА – 10 Ома при мощности более 100 кВА – 4 Ом.
113
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0 Напряжение э/установок, В до Суммарная мощность э/установок, Р, кВА
150 200 250 120 300 220 250 200 150 Тип вертикального заземлителя и размеры сечения, мм труба
4 0 уголок
50х50х
4
труба
32
уг оло к
60х60х
4
труба уголок
75х75х8
труба уголок
60х60х6
труба уголок
50х50х5 Длина вертикального заземлителям Грунт глина суглинок песок супес ок чернозем супес ок суглинок глина песок чернозем Удельное сопротивление грунта, ρ
гр,
Ом∙м
70 150 700 400 53 400 150 70 700 53 Расстояние между вертикальными заземлителями, а, м
6,0 9,0 5,0 5,0 6,0 3,0 5,0 4,5 5,0 5,0 Отношение расстояния между заземлителями к их длине, a/l
2 3
2 2
2 1
2 1,5 2
2 Способ заложения заземлителей вряд по контуру Порядок расчета Расчет защитного заземления заключается в определении типа вертикальных стержневых заземлителей, количества, размеров и способа их размещения при условии соответствия расчетного значения сопротивления заземляющего устройства нормам. Для электроустановочного напряжения до 1 кВ расчет выполняется методом коэффициентов использования.
1. Определить допустимое сопротивление заземляющих устройств. Допустимая величина сопротивления проектируемого заземляющего устройства доп принимается по заданным напряжению и суммарной мощности электроустановок в соответствии с нормами.
ТКП 339-2011 устанавливает значение наибольшего допустимого сопротивления защитного заземляющего устройства в электроустановках напряжением до 1 кВ сети с изолированной нейтралью при мощности трансформатора или генератора до 100 кВА – 10 Ома при мощности более 100 кВА – 4 Ом.
113
2. Определить сопротивление растеканию одиночного вертикального заземлителя по формуле в 1
4
ρ
2 4
ln ln
0,366
lg lg
2π
2 4
4
l
H
l
l
H
l
R
l
d
H
l
l
d
H
l
, Ом, где ρ – расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей, Ом·м;
l – длина вертикального заземлителям диаметр стержня вертикального заземлителя – трубы или круга (если в качестве одиночного заземлителя принят электрод с профилем в виде уголка, то d = 0,95 b, где b – ширина полки уголкам расстояние от середины заземлителя до поверхности грунтам Н = h
0
+ l/2;
h
0
– глубина заложения горизонтального заземлителям. Расчет можно вести по приближенной формуле (погрешность 5-10%) в 0,366 Схема расположения одиночного электрода в грунте приведена на рис. 8.7. Рис. Одиночный стержневой заземлитель
3. Определить ориентировочное количество вертикальных заземлителей по формуле во = в доп. Определить коэффициент использования вертикальных заземлителей в (табл. Таблица 8.5 Коэффициент использования в вертикальных стержневых заземлителей Число стержней Способ заложения заземлителей вряд по контуру Отношение расстояний между заземлителями к их длине а /l
1 2
3 1
2 3
1
2
3
4
5
6
7
2 0,85 0,91 0,94
–
–
–
4 0,73 0,83 0,89 0,69 0,78 0,80 114
Окончание табл. 8.5
1
2
3
4
5
6
7
6 0,65 0,77 0,85 0,61 0,73 0,80 10 0,59 0,74 0,81 0,55 0,68 0,76 20 0,48 0,67 0,76 0,47 0,63 0,71 40
–
–
–
0,41 0,58 0,66 60
–
–
–
0,39 0,55 0,64 100
–
–
–
0,36 0,52 0,62 5. Определить число вертикальных заземлителей с учетом коэффициента использования по формуле доп в
в в Полученное значение в следует округлить и принять несколько меньшим, так как горизонтальная металлическая полоса одновременно работатет как заземлитель.
6 . Определить длину горизонтального полосового заземлителя при расположении стержней вряд пол = 1,05а·(n
в
–1), м по контуру – пола в , м где а – расстояние между вертикальными заземлителями, м
n – количество стержней – заземлителей.
7. Определить сопротивление растеканию горизонтального заземлителя по формуле
0 пол пол пол пол г 2
ln
π
2
ρ
h
b
l
l
h
b
l
l
R
, Ом, где b – ширина полосы, м (рис. Рис. 8.8. Горизонтальный полосовый заземлитель Расчет можно вести по приближенной формуле (погрешность 25%) пол пол г. Определить коэффициент использования горизонтального полосового заземлителя η
г
(табл.8.6).
115
Таблица 8.6 Коэффициент использования г горизонтального полосового заземлителя, соединяющего вертикальные стержни Отношение расстояния между стержневыми заземлителями к их длине, Число стержневых заземлителей
2 4
6 10 20 40 60 100 Вертикальные стержневые заземлители расположены вряд 0,82 0,68
–
–
– Вертикальные стержневые заземлители расположены по контуру
1
–
0,45 0,40 0,34 0,27 0,22 0,20 0,19 2
–
0,55 0,48 0,40 0,32 0,29 0,27 0,23 3
–
0,70 0,64 0,56 0,45 0,39 0,36 0,33 9. Определить общее расчетное сопротивление заземляющего устройства по формуле:
г в
в в
г г
в
η
n
η
R
R
R
R
R
, Ом.
10. Правильное рассчитанное заземляющее устройство должно отвечать условию R
R
доп
Если R > доп, то необходимо увеличить число вертикальных заземлителей и выполнить перерасчет заземляющего устройства. Задача 8.2. Выполнить расчет зануления электродвигателя на отключающую способность.
Исходные данные для расчета приведены в табл. 8.7. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 8.7 Исходные данные для расчета зануления Исходные данные
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 Напряжение сети, питающей электродвигатель, В
400 400 400 230 230 230 400 400 400 230 Фазное напряжение в сети, ф, В
230 230 230 133 133 133 230 220 230 133 Номинальный ток плавких вставок предохранителей, автоматических выключателей, защищающих электродвигатель, ном, А
125 125 80 80 125 80 125 80 125 125 116
2 4
6 10 20 40 60 100 Вертикальные стержневые заземлители расположены вряд 0,82 0,68
–
–
– Вертикальные стержневые заземлители расположены по контуру
1
–
0,45 0,40 0,34 0,27 0,22 0,20 0,19 2
–
0,55 0,48 0,40 0,32 0,29 0,27 0,23 3
–
0,70 0,64 0,56 0,45 0,39 0,36 0,33 9. Определить общее расчетное сопротивление заземляющего устройства по формуле:
г в
в в
г г
в
η
n
η
R
R
R
R
R
, Ом.
10. Правильное рассчитанное заземляющее устройство должно отвечать условию R
R
доп
Если R > доп, то необходимо увеличить число вертикальных заземлителей и выполнить перерасчет заземляющего устройства. Задача 8.2. Выполнить расчет зануления электродвигателя на отключающую способность.
Исходные данные для расчета приведены в табл. 8.7. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 8.7 Исходные данные для расчета зануления Исходные данные
№ варианта
1 2
3 4
5 6
7 8
9 0
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 Напряжение сети, питающей электродвигатель, В
400 400 400 230 230 230 400 400 400 230 Фазное напряжение в сети, ф, В
230 230 230 133 133 133 230 220 230 133 Номинальный ток плавких вставок предохранителей, автоматических выключателей, защищающих электродвигатель, ном, А
125 125 80 80 125 80 125 80 125 125 116
Окончание табл. 8.7 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10 11 Коэффициент кратности тока, К
Автом. выкл.
1,25
Плавк. предох р.
3
Автом. выкл.
1,4
Автом. выкл.
1,4
Плавк. предохр.
3
Автом. выкл.
1,4
Плавк. предох р.
3
Автом. выкл.
1,4
Автом. выкл.
1,25
Плавк. предохр.
3 Полное сопротивление трансформатора, т, Ом
0,487 0,12 1,237 0,799 0,12 1,1 1,237 0,799 1,1 0,12 Мощность трансформатора, S, кВА
160 100 63 25 100 160 25 63 25 160 Активные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников ф, Ом
Алюм.
2,8
Алюм.
1,4 Медь
0,9
Алюм.
2,8 Медь
1,8
Алюм.
1,4 Медь
1,8
Алюм.
1,4 Медь
1,8
Алюм.
2,8
R
н.з
, Ом Сталь
0,308 Сталь
0,154 Сталь
0,308 Сталь
0,308 Сталь
0,154 Сталь
0,154 Сталь
0,154 Сталь
0,154 Сталь
0,154 Сталь
0,308 Индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводников:
Х
ф
, Ом
0,033 0,015 0,033 0,033 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,033
Х
н.з
, Ом
0,308 0,154 0,308 0,308 0,154 0,154 0,154 0,154 0,154 0,308 Порядок расчета Решение сводится к проверке соблюдения следующего условия
I
к.з.
≥ I
сраб.защ
1. Определить величину тока срабатывания защиты по формуле
I
сраб.защ
= К∙I
ном
, где ном
– номинальный ток плавкой вставки предохранителя, автоматического выключателя электродвигателя К коэффициент кратности тока.
2. Определить полное сопротивление петли «фаза-нуль» по формуле
п н.з ф
2
н.з ф
п
Х
Х
Х
R
R
Z
, Ом, где ф, R
н.з
– активные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников, Ом
Х
ф
, Х
н.з
– внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников, Ом
Х
п
– внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль» (0,02 Ом.
3. Определить действительное значение тока однофазного короткого замыкания, проходящего в схеме в аварийном режиме, по формуле п
т ф
к.з
3
Z
Z
U
I
, где ф
– фазное напряжение, В п
– полное сопротивление петли «фаза-нуль», Ом т
– полное сопротивление трансформатора, Ом.
4. Сравнить вычисленное значение тока однофазного короткого замыкания I
к.з с наименьшим допустимым значением по условиям срабатывания защиты, те. током I
сраб.защ
Если I
к.з
≥ I
сраб.защ
, то отключающая способность зануления обеспечена.
117
2 3
4 5
6 7
8 9
10 11 Коэффициент кратности тока, К
Автом. выкл.
1,25
Плавк. предох р.
3
Автом. выкл.
1,4
Автом. выкл.
1,4
Плавк. предохр.
3
Автом. выкл.
1,4
Плавк. предох р.
3
Автом. выкл.
1,4
Автом. выкл.
1,25
Плавк. предохр.
3 Полное сопротивление трансформатора, т, Ом
0,487 0,12 1,237 0,799 0,12 1,1 1,237 0,799 1,1 0,12 Мощность трансформатора, S, кВА
160 100 63 25 100 160 25 63 25 160 Активные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников ф, Ом
Алюм.
2,8
Алюм.
1,4 Медь
0,9
Алюм.
2,8 Медь
1,8
Алюм.
1,4 Медь
1,8
Алюм.
1,4 Медь
1,8
Алюм.
2,8
R
н.з
, Ом Сталь
0,308 Сталь
0,154 Сталь
0,308 Сталь
0,308 Сталь
0,154 Сталь
0,154 Сталь
0,154 Сталь
0,154 Сталь
0,154 Сталь
0,308 Индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводников:
Х
ф
, Ом
0,033 0,015 0,033 0,033 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,033
Х
н.з
, Ом
0,308 0,154 0,308 0,308 0,154 0,154 0,154 0,154 0,154 0,308 Порядок расчета Решение сводится к проверке соблюдения следующего условия
I
к.з.
≥ I
сраб.защ
1. Определить величину тока срабатывания защиты по формуле
I
сраб.защ
= К∙I
ном
, где ном
– номинальный ток плавкой вставки предохранителя, автоматического выключателя электродвигателя К коэффициент кратности тока.
2. Определить полное сопротивление петли «фаза-нуль» по формуле
п н.з ф
2
н.з ф
п
Х
Х
Х
R
R
Z
, Ом, где ф, R
н.з
– активные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников, Ом
Х
ф
, Х
н.з
– внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников, Ом
Х
п
– внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль» (0,02 Ом.
3. Определить действительное значение тока однофазного короткого замыкания, проходящего в схеме в аварийном режиме, по формуле п
т ф
к.з
3
Z
Z
U
I
, где ф
– фазное напряжение, В п
– полное сопротивление петли «фаза-нуль», Ом т
– полное сопротивление трансформатора, Ом.
4. Сравнить вычисленное значение тока однофазного короткого замыкания I
к.з с наименьшим допустимым значением по условиям срабатывания защиты, те. током I
сраб.защ
Если I
к.з
≥ I
сраб.защ
, то отключающая способность зануления обеспечена.
117
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Предмет курса Охрана труда и его основные разделы.
2. Правила и нормы в области охраны труда. Система стандартов безопасности труда.
3. Органы контроля (надзора) за соблюдением законодательства об охране труда.
4. Организация охраны труда на предприятии.
5. Права и обязанности работодателя в области охраны труда.
6. Ответственность должностных лиц предприятий за нарушение законодательства об охране труда.
7. Обучение работающих безопасности труда. Виды инструктажа персонала.
8. Инструкции по охране труда.
9. Планирование и финансирование мероприятий по охране труда.
10. Классификация опасных и вредных производственных факторов.
11. Аттестация рабочих мест по условиям труда.
12. Расследование и учет несчастных случаев и профзаболеваний на производстве.
13. Методы анализа производственного травматизма.
14. Специальное расследование несчастных случаев.
15. Микроклимат рабочих мест. Действие параметров микроклимата на организм человека.
16. Нормирование параметров микроклимата. Мероприятия по оздоровлению воздушной среды и оптимизации параметров микроклимата.
17. Тепловые излучения, их воздействие на человека. Меры защиты от тепловых излучений.
18. Производственная пыль, ее свойства. Действие пыли на организм человека. Меры борьбы с пылью.
19. Вредные вещества. Классификация вредных веществ. Их действие на организм человека.
20. Нормирование содержания вредных веществ. Меры защиты от вредных веществ.
21. Классификация систем вентиляции. Требования к системам вентиляции.
22. Естественная вентиляция.
23. Механическая вентиляция.
24. Системы отопления промышленных зданий.
25. Классификация производственного освещения. Основные требования к производственному освещению.
26. Естественное и совмещенное освещение производственных помещений и их нормирование.
27. Искусственное освещение производственных помещений и его нормирование
28. Понятие шум. Классификация шумов. Источники шума.
29. Воздействие шума на организм человека. Нормирование шума.
30. Способы и средства защиты от шума.
31. Ультразвук, его воздействие на организм человека. Нормирование ультразвука. Меры защиты от ультразвука.
118
32. Вибрация. Источники вибрации. Классификация вибрации. Действие вибрации на организм человека.
33. Нормирование вибрации. Методы обеспечения вибробезопасных условий труда.
34. Электромагнитные излучения, их воздействие на организм человека. Нормирование ЭМП и меры защиты.
35. Электростатические поля, их воздействие на организм человека. Нормирование
ЭСП и меры защиты.
36. Действие электрического тока на организм человека. Виды поражений электрическим током.
37. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током.
38. Причины поражения электрическим током и меры защиты от поражения.
39. Классификация производственных помещений по опасности поражения электрическим током.
40. Защитное заземление.
41. Защитное зануление.
42. Защитное отключение.
43. Средства индивидуальной защиты, применяемые в электроустановках с напряжением до 1000 В.
44. Первая доврачебная помощь при поражении человека электрическим током.
45. Безопасность устройства и эксплуатации машин и механизмов. Опасные зоны. Устройства безопасности в машинах и механизмах.
46. Требования безопасности при эксплуатации и освидетельствовании подъемно- транспортного оборудования.
47. Требования безопасности к газовым баллонам.
48. Требования безопасности к эксплуатации компрессорных установок.
49. Санитарная классификация предприятий. Санитарно-защитная зона.
50. Требования охраны труда к территории предприятий и размещению зданий на ней.
51. Требования безопасности к устройству зданий и помещений.
52. Общие требования безопасности к технологическим процессам (видам работ.
53. Организация пожарной охраны предприятий.
54. Государственный пожарный надзор.
55. Условия возникновения горения. Показатели взрывопожарной и пожарной опасности веществ и материалов.
56. Классификация помещений изданий по взрывопожарной и пожарной опасности.
57. Огнестойкость зданий и сооружений.
58. Предотвращение распространения пожаров и взрывов в зданиях.
59. Спринклерная система.
60. Дренчерная система.
61. Эвакуационные пути и выходы.
62. Огнегасящие вещества.
63. Огнетушители.
64. Пеногенераторные установки.
119
65. Пожарная сигнализация.
66. Безопасность труда при работе с ПЭВМ.
67. Требования безопасности к технологическим процессами производственному оборудованию литейного производства.
68. Требования безопасности к вагранкам.
69. Требования безопасности к дуговым печам.
70. Требования безопасности к индукционным печам.
71. Требования безопасности при приготовлении стержневых и формовочных смесей.
72. Требования безопасности при изготовлении литейных стержней и форм.
73. Требования безопасности при разливке металла и заливке форм.
74. Требования безопасности при выбивке, очистке и обрубке отливок.
75. Требования безопасности к литью по выплавляемым моделям.
76. Требования безопасности к литью в оболочковые формы.
77. Требования безопасности к литью под давлением.
78. Требования безопасности к центробежному литью.
79. Требования безопасности к технологическим процессами производственному оборудованию металлургического производства.
80. Безопасность труда в прокатном производстве.
81. Требования безопасности к станам.
82. Требования безопасности к сортопрокатными проволочным станам.
83. Требования безопасности к листопрокатным станам.
84. Требования безопасности технологических процессов производства проволоки методом волочения.
85. Требования безопасности при производстве стальных канатов и металлокорда.
86. Требования безопасности при травлении металлов.
87. Требования безопасности при термообработке металлов и нанесения защитных и специальных покрытий.
88. Требования безопасности в труболитейном производстве.
89. Требования безопасности к технологическим процессами производственному оборудованию сварочного производства.
90. Требования безопасности к технологическим процессами производственному оборудованию обработки металлов давлением.
91. Требования безопасности к прессам для холодной штамповки металлов.
92. Требования безопасности к ножницам для резки листового металла.
120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
6. ЛИТЕРАТУРА
1. Об охране труда Закон Республики Беларусь от 23.06.2008 г. № З (вред. от
12.07.2013) // Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь. — 2008. —
№ 2.
2. Трудовой кодекс Республики Беларусь. — Минск Национальный центр правовой информации Республики Беларусь, 1999. — 192 св ред. от 31.11.2017 № З.
3. Директива Президента Республики Беларусь от 11.03.2004 г № 1 О мерах по укреплению общественной безопасности и дисциплины (в редакции Указа от
12.10.2015 г. № 420 4. Лазаренков, А. М. Охрана труда в металлургии учебное пособие / А.М.
Лазаренков — Минск ИВЦ Минфина, 2019. — 376 с.
5. Лазаренков, А.М. Пожарная безопасность Электронный ресурс учебное пособие по дисциплине "Охрана труда" / А.М. Лазаренков, ЮН. Фасевич; Белорусский национальный технический университет, Кафедра "Охрана труда. – Минск БНТУ, 2019. – с.
6.Лазаренков, А.М. Учебно-практическое пособие по расчетам в охране труда Электронный ресурс // А.М. Лазаренков, Т.П. Кот, Е.В. Мордик и др. – Минск БНТУ,
2018.
7. Лазаренков, А.М., Фасевич ЮН. Курс лекций учебное пособие по дисциплине "Охрана труда" Электронный ресурс / А.М. Лазаренков, ЮН. Фасевич; Белорусский национальный технический университет, Кафедра "Охрана труда. – Минск БНТУ, 2019. – с.
8. Санитарные нормы и правила Требования к условиям труда женщин (утв. постановлением Министерства здравоохранения 12.12.2012 гс изм., утв. постановлением МЗ РБ от 30.06.2014 г. № 51).
9. ГОСТ 12.1.005 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
10. Санитарные нормы и правила Требования к микроклимату рабочих мест в производственных и офисных помещениях и Гигиеническим нормативом Показатели микроклимата производственных и офисных помещений (утв. постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь 30.04.2013 гс изменениями, утвержденными постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 28 декабря 2015 г. № 136).
11. Санитарные нормы и правила Требования к условиям труда работающих и содержанию производственных объектов, утв. постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 8.07.2016 г. № 85.
12. Санитарные нормы и правила Требованию к контролю воздуха рабочей зоны, Гигиенический норматив Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны (пост. Министерства здравоохранения от 10.10.2017 гс дополнением, утв. Постановлением Министерства здравоохранения Республики
Беларусь от 22 декабря 2017 г. № 112).
13.
ТКП 45-2.04-153-2009 Естественное и искусственное освещение. Строительные нормы проектирования.
1. Об охране труда Закон Республики Беларусь от 23.06.2008 г. № З (вред. от
12.07.2013) // Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь. — 2008. —
№ 2.
2. Трудовой кодекс Республики Беларусь. — Минск Национальный центр правовой информации Республики Беларусь, 1999. — 192 св ред. от 31.11.2017 № З.
3. Директива Президента Республики Беларусь от 11.03.2004 г № 1 О мерах по укреплению общественной безопасности и дисциплины (в редакции Указа от
12.10.2015 г. № 420 4. Лазаренков, А. М. Охрана труда в металлургии учебное пособие / А.М.
Лазаренков — Минск ИВЦ Минфина, 2019. — 376 с.
5. Лазаренков, А.М. Пожарная безопасность Электронный ресурс учебное пособие по дисциплине "Охрана труда" / А.М. Лазаренков, ЮН. Фасевич; Белорусский национальный технический университет, Кафедра "Охрана труда. – Минск БНТУ, 2019. – с.
6.Лазаренков, А.М. Учебно-практическое пособие по расчетам в охране труда Электронный ресурс // А.М. Лазаренков, Т.П. Кот, Е.В. Мордик и др. – Минск БНТУ,
2018.
7. Лазаренков, А.М., Фасевич ЮН. Курс лекций учебное пособие по дисциплине "Охрана труда" Электронный ресурс / А.М. Лазаренков, ЮН. Фасевич; Белорусский национальный технический университет, Кафедра "Охрана труда. – Минск БНТУ, 2019. – с.
8. Санитарные нормы и правила Требования к условиям труда женщин (утв. постановлением Министерства здравоохранения 12.12.2012 гс изм., утв. постановлением МЗ РБ от 30.06.2014 г. № 51).
9. ГОСТ 12.1.005 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
10. Санитарные нормы и правила Требования к микроклимату рабочих мест в производственных и офисных помещениях и Гигиеническим нормативом Показатели микроклимата производственных и офисных помещений (утв. постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь 30.04.2013 гс изменениями, утвержденными постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 28 декабря 2015 г. № 136).
11. Санитарные нормы и правила Требования к условиям труда работающих и содержанию производственных объектов, утв. постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 8.07.2016 г. № 85.
12. Санитарные нормы и правила Требованию к контролю воздуха рабочей зоны, Гигиенический норматив Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны (пост. Министерства здравоохранения от 10.10.2017 гс дополнением, утв. Постановлением Министерства здравоохранения Республики
Беларусь от 22 декабря 2017 г. № 112).
13.
ТКП 45-2.04-153-2009 Естественное и искусственное освещение. Строительные нормы проектирования.