Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Студенческий документ № 003050 из РГУПС (бывш. РИИЖТ)

Росжелдор

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Ростовский государственный университет путей сообщения"

(РГУПС)

Безопасность жизнедеятельности в условиях производства.

Расчеты

Учебное пособие

Под редакцией доцента Воробьева Е.Б.

Ростов-на-Дону

2007 УДК 658.345 (07)+06

Безопасность жизнедеятельности в условиях производства: Расчеты: Учеб. пособие / Т.А. Бойко, Е.Б. Воробьев, Ж.Б. Ворожбитова, Е.А. Котлярова, М.К. Лобанова, Ю.В. Павленко, И.Г. Переверзев, Н.Н. Харченко, А.Г. Хвостиков; под общей ред. Е.Б. Воробьева. - Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2007. - с.

Учебное пособие предназначено для студентов всех специальностей транспортных вузов, изучающих дисциплину "Безопасность жизнедеятельности".

В учебном пособии приведены общие сведения о средствах коллективной защиты, их принцип действия, методики и примеры расчетов, а также рекомендации по выбору средств коллективной защиты работников от воздействия опасных и вредных производственных факторов.

Учебное пособие может быть использовано для проведения практических занятий, выполнения расчетно-графических работ, курсового и дипломного проектирования.

Ил. Табл. Библиогр.: 23 назв.

Учебное пособие написали: Т.А. Бойко - гл. 10; Е.Б. Воробьев - предисловие, гл. гл.2, 4, 5, 7 (п.п. 7.1 - 7.8); Ж.Б. Ворожбитова - гл. 8; Е.А. Котлярова - гл. 3 (п.п. 3.3, 3.4, 3.5); М.К. Лобанова - гл. 3 (п.п. 3.1, 3.2, 3.6); Ю.В. Павленко - гл. 6; И.Г. Переверзев - гл. 7 (п.п. 7.9 - 7.12); Н.Н. Харченко - гл. 1; А.Г. Хвостиков - гл. 9.

Рецензенты:

д-р техн. наук, проф. Н.А. Страхова (РГУПС)

канд. воен. наук, доц. М.А. Папсуев (РГУПС)

? Ростовский государственный университет

путей сообщения, 2007

Содержание

Предисловие......................................................................... 6 1 РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ..................... 7 1.1 Цель практического занятия ............................................. 7 1.2 Назначение, устройство, принцип действия звукопоглощения ... 7 1.3 Исходные данные для расчета эффективности звукопоглощения .. 13 1.4 Последовательность расчета................................................. 13 1.5 Пример расчета................................................................. 14 1.6 Контрольные вопросы......................................................... 19 1.7 Рекомендуемая литература................................................... 19 2 РАСЧЁТ АКТИВНЫХ ГЛУШИТЕЛЕЙ ШУМА................... 20 2.1 Цель практического занятия................................................ 20 2.2 Назначение, устройство, принцип действия активных глушителей шума.............................................................................. 20 2.3 Исходные данные для расчета активных глушителей шума.......... 24 2.4 Последовательность расчета................................................. 24 2.5 Пример расчета................................................................. 25 2.6 Контрольные вопросы......................................................... 30 2.7 Рекомендуемая литература................................................... 30 3 РАСЧЕТ ВИБРОИЗОЛЯТОРОВ (АМОРТИЗАТОРОВ)......... 31 3.1 Цель практического занятия ............................................. 31 3.2 Назначение, область применения амортизаторов, расчетные формулы............................................................................

31 3.3 Исходные данные для расчета амортизаторов............................ 35 3.4 Пример расчета пружинных амортизаторов.............................. 35 3.5 Пример расчета амортизаторов с использованием упругих материалов.......................................................................

40 3.6 Контрольные вопросы......................................................... 41 3.7 Рекомендуемая литература................................................... 41 4 РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ.............................. 42 4.1 Цель практического занятия................................................ 42 4.2 Назначение, устройство, принцип действия защитного заземления.. 42 4.3 Исходные данные для расчета заземляющего устройства 53 4.4 Последовательность расчета................................................. 53 4.5 Пример расчета................................................................. 54 4.6 Контрольные вопросы......................................................... 56 4.7 Рекомендуемая литература................................................... 57 5 РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАНУЛЕНИЯ НА ОТКЛЮЧАЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ..................................

58 5.1 Цель практического занятия................................................ 58 5.2 Назначение, устройство, принцип действия защитного зануления 58 5.3 Исходные данные к расчету защитного зануления на отключающую способность.......................................................................

66 5.4 Последовательность расчета.................................................. 66 5.5 Пример расчета................................................................. 67 5.6 Контрольные вопросы......................................................... 69 5.7 Рекомендуемая литература................................................... 69 6 ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ.. 70 6.1 Цель практического занятия................................................ 70 6.2 Назначение аппаратов защиты............................................. 70 6.3 Требования к аппаратам защиты.......................................... 70 6.4 Аппараты защиты и их характеристики.................................. 71 6.5 Расчет требуемых параметров и выбор аппаратов защиты........... 77 6.6 Исходные данные к выбору аппаратов защиты электроприемников . 79 6.7 Последовательность расчета номинальных токов плавких вставок и выбора плавких предохранителей...........................................

79 6.8 Последовательность расчета и выбора автоматических выключателей ................................................................... 83 6.9 Последовательность расчета и выбора автоматических выключателей..................................................................... 84 6.10 Пример расчета и выбора автоматических выключателей.............. 86 6.11 Контрольные вопросы......................................................... 87 6.12 Рекомендуемая литература................................................... 88 7 РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ 89 7.1 Цель практического занятия................................................ 89 7.2 Требования, предъявляемые к искусственному освещению помещений. ......................................................................

89 7.3 Выбор источника света........................................................ 89 7.4 Выбор светового прибора (светильника)................................... 92 7.5 Определение количества и размещение светильников.................. 97 7.6 Выбор нормированного значения освещенности......................... 100 7.7 Выбор мощности лампы....................................................... 104 7.8 Исходные данные для расчета................................................ 107 7.9 Последовательность расчета.................................................. 108 7.10 Пример расчета с использованием разрядных ламп высокого давления........................................................................... 108 7.11 Пример расчета с использованием люминесцентных ламп........... 111 7.12 Контрольные вопросы......................................................... 113 7.13 Рекомендуемая литература................................................... 113 8 РАСЧЕТ ПРОЖЕКТОРНОГО ОСВЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СТАНЦИЙ........................................ 114 8.1 Цель практического занятия................................................... 114 8.2 Особенности освещения железнодорожных станций, расчетные формулы............................................................................

114 8.3 Расчет прожекторного освещения............................................ 116 8.4 Пример расчета.................................................................. 121

8.5 Контрольные вопросы......................................................... 123 8.6 Рекомендуемая литература................................................... 123 9 ВЫБОР КАНАТОВ ДЛЯ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ И СТРОПОВ ........................................................................ 125 9.1 Цель практического занятия................................................... 125 9.2 Назначение и конструктивное исполнение канатов и стропов 125 9.3 Исходные данные для расчета каната для грузоподъемных кранов 137 9.4 Исходные данные для расчета стропов 137 9.5 Последовательность расчета 137 9.6 Пример расчета 137 Приложение 1 - Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест (извлечение из СН 2.2.4/2.1.8.562-96) Приложение 2 - Допустимые уровни звукового давления, уровни звука, эквивалентные и максимальные уровни звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки (извлечение из СН 2.2.4/2.1.8.562-96)

Предисловие

В учебном пособии представлены общие сведения о средствах коллективной защиты работников, их принцип действия, методики расчетов, а также рекомендации по выбору средств коллективной защиты работников от воздействия опасных и вредных производственных факторов.

В пособии приведены расчеты эффективности звукопоглощения, активных глушителей шума, виброизоляторов (амортизаторов), защитного заземления, защитного зануления на отключающую способность, аппаратов защиты в электроустановках, искусственного освещения помещений с использованием ламп накаливания, люминесцентных ламп и разрядных ламп высокого давления, прожекторного освещения железнодорожных станций, канатов для подъема грузов, молниезащиты.

Авторы учебного пособия имеют многолетний опыт чтения по дисциплинам "Безопасность жизнедеятельности", "Охрана труда", "Электробезопасность". Ими накоплен положительный опыт по консультированию курсовых работ и раздела "Безопасность и экологичность решений проекта" в квалификационных работах студентов всех специальностей Ростовского государственного университета путей сообщения.

Ограниченное количество справочной литературы, выход в свет новых нормативных документов явилось стимулом для написания учебного пособия.

Учебное пособие предназначено для студентов всех специальностей и форм обучения Ростовского государственного университета путей сообщения.

Авторы с благодарностью воспримут критику, пожелания и предложения, направленные на улучшение данного пособия.

Все материалы можно направлять по адресу:

344038, г. Ростов-на-Дону, пл. им. Ростовского стрелкового полка народного ополчения, 2, Ростовский государственный университет путей сообщения. Кафедра "Безопасность жизнедеятельности".

E-mail: bgd@kaf.rgups.ru

1 РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ

1.1 Цель практического занятия

Цель практического занятия - ознакомить студентов с назначением, устройством, принципом действия и методикой расчета эффективности звукопоглощения.

1.2 Назначение, устройство, принцип действия звукопоглощения

Звуковое поле внутри помещения складывается из прямых волн, создаваемых источниками шума, и отраженных от стен и потолка. Задача звукопоглощения - уменьшить долю отраженной волны. С этой целью на ограждающих конструкциях помещений размещаются звукопоглощающие материалы (акустические плиты) или специальные звукопоглощающие конструкции (звукопоглощающие облицовки).

Способность материалов поглощать звуковую энергию характеризуется коэффициентом звукопоглощения ?, который представляет собой отношение звуковой энергии, поглощенной материалом, к энергии, на него падающей. Поглощение происходит за счет преобразования звуковой энергии в тепловую при трении воздуха в порах материала. Звукопоглощением обладают любые материалы и строительные конструкции. В справочниках коэффициенты звукопоглощения приводятся для среднегеометрических частот октавных полос. В табл. 1.1 приведены коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций помещений [1].

Звукопоглощающими называют материалы и конструкции, обладающие выраженной способностью поглощать падающую на них звуковую энергию (? > 0,2). Иногда, особенно на низких частотах, поглощение звука происходит за счет колебания материала, на который падает звуковая волна.

Таблица 1.1 - Коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций помещений

Ограждающие конструкции помещений Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Окна и двери застекленные оконные переплеты

0,35

0,35 0,25 0,18

0,12 0,07 0,04

0,03 окна двойные в деревянных переплетах

0,35

0,35 0,29 0,20

0,14 0,10 0,06

0,04 двери монолитные лакированные 0,03 0,03 0,02 0,05 0,04 0,04 0,04 0,04 Полы паркетные по асфальту 0,04 0,04 0,04 0,07 0,06 0,06 0,07 0,07 паркетные на шпонках 0,20 0,20 0,15 0,12 0,10 0,08 0,07 0,06 покрытые по твердому основанию метлахской плиткой

0,01

0,01 0,01

0,02 0,02

0,02 0,03

0,03 бетонные 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 Стены и потолки оштукатуренные и окрашенные клеевой краской

0,01

0,02 0,02

0,02 0,03

0,04 0,04

0,04 оштукатуренные и окрашенные масляной краской

0,01 0,01

0,01 0,02

0,02 0,02

0,02

0,02 стены, оштукатуренные по металлической сетке

0,02 0,04 0,05

0,06 0,08 0,04

0,06

0,06 стены и потолки бетонные

0,01 0,01 0,01

0,01 0,02 0,02

0,02

0,02 стены кирпичные:

без расшивки швов 0,01 0,15 0,19 0,29 0,28 0,38 0,46 0,46 то же с расшивкой швов 0,02 0,03 0,03 0,03 0,04 0,05 0,06 0,06

Эффективность звукопоглощения зависит от физических свойств материала и способа его размещения на ограждающей конструкции (рис. 1.1).

Материалы могут быть прикреплены вплотную к ограждению без перфорированного покрытия (рис. 1.1 а) с перфорированным покрытием (рис. 1.1 б), с одним (рис. 1.1 в, г) или двумя (рис. 1.1 д) воздушными промежутками. Крепление материала вплотную к ограждению приводит к уменьшению звукопоглощения на низких частотах.

Воздушный промежуток увеличивает эффект звукопоглощения. Наибольшее звукопоглощение достигается в случае, когда середина пористого слоя располагается на расстоянии 1/4 длины звуковой волны от ограждающей конструкции.

Рис. 1.1. Схемы звукопоглощающих конструкций:

1 - ограждение; 2 - звукопоглощающий материал; 3 - перфорированное покрытие; 4 - воздушный промежуток

Для защиты звукопоглощающего материала от повреждений применяются перфорированные покрытия (экраны). Перфорация выполняется в виде круглых отверстий или щелей. В качестве звукопоглощающих материалов используются акустические плиты (табл. 1.2) или звукопоглощающие облицовки из пористо-волокнистых материалов (табл. 1.3) [2].

Характеристикой звукопоглощения ограждающих конструкций является эквивалентная площадь звукопоглощения, определяемая на среднегеометрических октавных частотах по формуле:

, (1.1)

где Aij - эквивалентная площадь звукопоглощения i-той ограждающей конструкции на j-той среднегеометрической октавной частоте, м2;

? ij - коэффициент звукопоглощения i-той ограждающей конструкции на j-той среднегеометрической октавной частоте;

Si - площадь i-той ограждающей конструкции, м2.

Таблица 1.2 - Характеристика акустических плит

Марка и характеристика плиты Толщина плиты, h, мм Воздушный промежуток, d, мм Коэффициент звукопоглощения ? в октавной полосе со среднегеометрической частотой, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 ПА/О минераловатные акустические с несквозной перфорацией по квадрату диаметром 4 мм (коэффициент перфорации 13 %),

размерами 500 х 500 мм

20

0 50

0,02 0,02

0,03 0,05

0,17 0,42

0,68

0,98 0,98

0,90 0,86

0,79 0,45

0,45

0,2 0,19 ПА/С минераловатные акустические, отделка "набрызгом" размерами 500 х 500 мм

20 0 50

0,02 0,02 0,05

0,12

0,21 0,36 0,66

0,88 0,91 0,94

0,95 0,84 0,89

0,80

0,70 0,65 "Акмигран", "Акминит" минераловатные размерами 300 х 300 мм

20 0 50

0,02 0,01 0,11

0,2

0,30 0,71 0,85

0,88 0,9 0,81

0,78 0,71 0,72

0,79

0,59 0,65 "Силакпор" размерами 450 х 450 мм

45 0 0,10 0,25

0,45 0,60 0,70

0,80

0,90 0,95 ПА минераловатные плоские самонесущие офактуренные шириной 500, 900, 1000 мм, длиной 1000, 1500, 1800, 2000 мм

40 - 50

0 180

0,28

0,5 0,43

0,7 0,83

0,85 1,0

0,93

1,0 0,98

0,85 0,95

0,8 0,84

0,75

0,8 "Винипор" полужёсткий

50 0 50 0,06 0,12 0,23

0,28 0,46 0,63 0,93

1,0 1,0

1,0 1,0 1,0 1,0

1,0 1,0 1,0 ПП-80, ППМ, ПММ звукопоглощающие полужёсткие (ГОСТ 9573-82)

50 0 50

0,14

0,2 0,14 0,2

0,52 0,61 0,9

0,9 0,99 0,94

0,42

0,92 0,82 0,78

0,78 0,76 При оценке эффективности звукопоглощения определяется суммарная эквивалентная площадь звукопоглощения всех ограждающих конструкций помещения по формуле:

, (1.2)

Таблица 1.3 - Характеристика звукопоглощающих облицовок из слоёв пористо-волокнистых материалов

Конструкция

(ГОСТ или ТУ) Толщина слоя звукопоглощающего материала, h, мм Воздушный промежуток, d, мм Коэффициент звукопоглощения ? в октавной полосе со среднегеометрической частотой, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Минераловатная плита (звукопоглощающий материал), стеклоткань (защитная оболочка) типа ЭЗ-100 (ГОСТ 19907-83), гипсовая плита (перфорированное покрытие) размерами 550 х 500 мм, толщиной 6 мм, перфорацией по квадрату 13 %, диаметром 10 мм

60

0 (0,1)

0,31

0,70

0,95

0,69

0,59

0,50

0,30 То же, но звукопоглощающий материал - прошивные минераловатные маты

100 0

0,15

0,42 0,81

0,82 0,69

0,58 0,59

0,58 То же, но звукопоглощающий материал - супертонкое стекловолокно

100

0 0,3 0,66

1,0 1,0

1,0 0,96 0,7

0,55 Звукопоглощающий материал - прошивные минераловатные маты, защитная оболочка - стеклоткань типа ЭЗ-100, перфорированное покрытие - просечно-вытяжной лист толщиной 2 мм, перфорацией 74 %

100

0 0,11

0,35

0,75

1,0

0,95

0,90

0,92

0,95 То же, но звукопоглощающий материал - минераловатная плита

50

0 0,09

0,18 0,55

1,0 0,86

0,79

0,85 0,85 То же, супертонкое стекловолокно 50 0

250 0,07 0,25 0,25

0,63 0,1 1,0 0,95

1,0 1,0

1,0 1,0 1,0 1,0

1,0 0,95 0,95

Продолжение табл. 1.3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 То же, маты из супертонкого базальтового волокна

50

0 100 0,05 0,2

0,25 0,37 0,66

0,9 0,98 0,99

0,99

1,0 0,98 1,0

0,95 0,98 0,95

0,97 Звукопоглощающий материал - базальтовое волокно, защитная оболочка - стеклоткань типа ЭЗ-100; перфорированное покрытие - металлический перфорированный лист перфорацией 27 %

50

100

0 50 0

0,06 0,12 0,22

0,2

0,34 0,51

0,5 0,69 0,73

0,82 0,81

0,8

0,9 0,83

0,88 0,92

0,89 0,92

0,85

0,85 0,85

0,64 0,64 0,84 То же, но звукопоглощающий материал - супертонкое стекловолокно

50 100 0 50 0

0,07

0,09 0,19 0,2

0,29 0,49 0,47

0,65 0,81 0,83

0,94

0,94 0,98 0,89

0,94 0,91 0,94

0,9 0,82 0,81

0,81

0,58 0,58 0,58 Маты из супертонкого стекловолокна, оболочка из стеклоткани типа ЭЗ-100

50 0

0,1 0,4

0,85

0,98 1,0

0,93 0,97

1,0 Маты из супертонкого базальтового волокна, оболочка из декоративной стеклоткани типа ТСД

50

0 50 0,1 0,15

0,2 0,47 0,9

1,0 1,0 1,0

1,0

1,0 0,95 1,0

0,90 0,95 0,85

0,95 Снижение шума в помещении за счет звукопоглощения определяется по формуле:

, (1.3)

где ?Lj - снижение шума на j-той среднегеометрической октавной частоте, дБ;

А1 - суммарная эквивалентная площадь звукопоглощения всех ограждающих конструкций помещения до облицовки, определяемая по формуле (1.2), м2;

А2 - то же после облицовки, м2.

Исследования и расчеты показывают, что звукопоглощение, как мера защиты от шума, может быть эффективной, если превышение уровней звукового давления над допустимыми составляет не более 8...10 дБ.

1.3 Исходные данные для расчета эффективности звукопоглощения

1.3.1 Спектр шума (уровни звукового давления на среднегеометрических октавных частотах) в помещении.

1.3.2 Габаритные размеры ограждающих конструкций помещения.

1.3.3 Коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций помещения и звукопоглощающих облицовок.

1.4 Последовательность расчета

1.4.1 Определяются превышения уровней звукового давления в помещении над допустимыми значениями по СН 2.2.4/2.1.8.562?96 "Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки" [4].

1.4.2 Определяются площади ограждающих конструкций помещения: потолка, пола, стен, дверей, окон.

1.4.3 Определяются эквивалентные площади звукопоглощения ограждающих конструкций помещения до облицовки.

1.4.4 Определяется суммарная эквивалентная площадь звукопоглощения ограждающих конструкций помещения до облицовки.

1.4.5 Определяются эквивалентные площади звукопоглощения ограждающих конструкций помещения после облицовки.

1.4.6 Определяется суммарная эквивалентная площадь звукопоглощения ограждающих конструкций помещения после облицовки.

1.4.7 Определяется снижение шума в помещении за счет звукопоглощения.

1.4.8 Определяются ожидаемые уровни звукового давления в помещении после облицовки.

1.4.9 По результатам расчета делаются соответствующие выводы.

1.4 Пример расчета

Оценить эффективность звукопоглощения в помещении планового отдела предприятия после облицовки стен и потолка звукопоглощающими материалами. Уровни звукового давления в помещении планового отдела в дБ и коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций представлены в табл. 1.4. Габаритные размеры ограждающих конструкций представлены в табл. 1.5.

Таблица 1.4 - Исходные данные к расчету эффективности звукопоглощения

Показатель Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Уровни звукового давления в помещении планового отдела, L, дБ

58 52

65 67 62 60

51 53 Коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций помещения до облицовки ?ij

стены 0,01

0,02

0,02 0,02

0,03 0,04

0,04 0,04 потолок 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 пол 0,1 0,1 0,1 0,1 0,08 0,06 0,06 0,07 окна 0,35 0,35 0,29 0,2 0,14 0,1 0,06 0,04 двери 0,1 0,1 0,1 0,1 0,08 0,08 0,07 0,04 Коэффициенты звукопоглощения облицовки (маты из супертонкого стекловолокна толщиной 50 мм) ?ij

0,1

0,4 0,85

0,98 1,0 0,93

0,97 1,0

Таблица 1.5 - Габаритные размеры ограждающих конструкций помещения

Размеры помещения, м Двери Окна длина А ширина В высота Н количество х

х высота х

х ширина

(n х hдв х bдв) количество х х высота х ширина

(m х hо х bо) 13 7 3,9 1 х 2,4 х 1,2 4 х1,8 х 2,4

Результаты расчетов представлены в табл. 1.6.

Таблица 1.6 - Результаты расчета эффективности звукопоглощения

№ пози-ции Показатель Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Уровни звукового давления в поме-щении планового отдела, L, дБ

58 52

65

67 62

60 51

53 2 Допустимые уровни звукового давления для административно-управленческой деятельности, Lдоп, дБ

79

70 63

58 55

52 50

49 3 Превышение уровней звукового давления над допустимым, ?, дБ

-

- 2

9 7

8 1 4 до облицовки

__?ij___

Aij= ?ij Si 4 Стены, Sст = 135,8 м2 0,01

1,4 0,02 2,7 0,02

2,7 0,02 2,7 0,03

4,1 0,04

5,4 0,04 5,4 0,04

5,4 5 Потолок, Sпот = 91 м2 0,01

0,9 0,01 0,9 0,01

0,9 0,01

1,8 0,02 1,8 0,02

1,8 0,02 1,8 0,02

1,8 6 Пол, Sпол = 91 м2 0,1

9,1 0,1

9,1 0,1 9,1 0,1

9,1 0,08 7,3 0,06

5,5 0,06 5,5 0,07

6,4 7 Окна, Sок = 17,3 м2 0,35

6,1 0,35 6,1 0,29

5,0 0,2 3,5 0,14

2,4 0,1 1,7 0,06

1,0 0,04

0,7 8 Двери, Sдв = 2,9 м2 0,1

0,3 0,1 0,3 0,1

0,3 0,1 0,3 0,08

0,2 0,08

0,2 0,07 0,2 0,04

0,1 9 Суммарные эквива-лентные площади звукопоглощения ограждающих конст-рукций до облицовки,

Ai = ? ?ij Si, м2 17,8 19,1 18,0 16,5 15,8 14,6 13,9 14,4 после облицовки

__?ij___

Aij= ?ij Si 10 Стены, Sст = 135,8 м2 0,1

13,6 0,4 54,3 0,85

115,4 0,98 133,1 1,0

135,8 0,93

126,3 0,97 131,7 1,0

135,8 11 Потолок, Sпот = 91 м2 0,1

9,1 0,4 36,4 0,85

77,4 0,98

89,2 1,0 91 0,93

84,6 0,97 88,3 1,0

91 12 Пол, Sпол = 91 м2 0,1

9,1 0,1

9,1 0,1 9,1 0,1

9,1 0,08 7,3 0,06

5,5 0,06 5,5 1,0

91 13 Окна, Sок = 17,3 м2 0,35

6,1 0,35 6,1 0,29

5,0 0,2 3,5 0,14

2,4 0,1 1,7 0,06

1,0 1,0

17,3 14 Двери, Sдв = 2,9 м2 0,1

0,3 0,1 0,3 0,1

0,3 0,1 0,3 0,08

0,2 0,08

0,2 0,07 0,2 1,0

2,9 Продолжение табл. 1.6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 Суммарные эквива-лентные площади звукопоглощения ограждающих конст-рукций после обли-цовки,

A2= ? ?ij Si, м2

38,2

106,2

207,2

235,2

236,7

218,3

226,7

338 16 Снижение шума, ?L, дБ

3 7 11 12

12 12 12 12 17 Ожидаемые уровни звукового давления в помещении планового отдела, Lожид, дБ

55 45

54

55 50

48 39

41 1.5.1 В позицию 1 табл. 1.6 из табл. 1.4 выписываем уровни звукового давления L, дБ, в помещении планового отдела.

1.5.2 В позицию 2 из санитарных норм СН 2.2.4/2.1.8.562-96 (прил. 1) выписываем допустимые уровни звукового давления Lдоп для административно-управленческой деятельности.

1.5.3 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем ?L - превышение уровней звукового давления в помещении над допустимыми значениями по формуле:

, (1.4)

На частоте 63 Гц ?63 = 58-79 - превышения нет.

На частоте 125 Гц ?125 = 52-70 - превышения нет.

На частоте 250 Гц ?250 = 65-63 = 2 дБ.

Результаты расчётов представлены в позиции 3.

1.5.4 Определяем площади ограждающих конструкций помещения:

окна Sок = m ho bo = 4 х 2,4 х 1,8 = 17,3 м2;

двери Sдв = n hдв bдв = 1 х 2,4 х 1,2 = 2,9 м2;

стены Sст = 2 (A + B) H - Sдв - Sок =

= 2 (13 + 7) х 3,9 - 2,9 - 17,3 = 135,8 м2;

потолок Sпот = А х В = 13 х 7 = 91 м2;

пол Sпол = А х В = 13 х 7 = 91 м2.

1.5.5 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем эквивалентные площади звукопоглощения ограждающих конструкций до облицовки по формуле (1.1).

На частоте 63 Гц коэффициент звукопоглощения стен ?ij = 0,01, площадь стены Si = 135,8 м2.

Эквивалентная площадь звукопоглощения стены: Aij = 0,01 х 135,8 = 1,4 м2.

Запись в табл. 1.6 удобно представить в виде дроби: .

На частоте 63 Гц для стен записываем . Результаты расчетов для стен, потолка, пола, окон и дверей представлены соответственно в позициях 4, 5, 6, 7 и 8.

1.5.6 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем суммарные эквивалентные площади звукопоглощения ограждающих конструкций до облицовки А1 по формуле (1.2).

На частоте 63 Гц

А1= А1ст+ А1пот+ А1пол+ А1ок+ А1дв= 1,4 + 0,9 + 9,1 + 6,1 + 0,3 = 17,8 м2.

Результаты расчетов представлены в позиции 9.

1.5.7 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем эквивалентные площади звукопоглощения ограждающих конструкций после облицовки по формуле (1.1).

На частоте 63 Гц коэффициент звукопоглощения облицованных стен ?ij = 0,1, площадь стены Si = 135,8 м2:

Aij = 0,1 х 135,8 = 13,6 м2.

Так как облицовке подлежат только стены и потолок, коэффициенты звукопоглощения окон, дверей и пола после облицовки не изменились, поэтому остались неизменными эквивалентные площади звукопоглощения этих ограждающих конструкций. Результаты расчетов представлены в позициях 10, 11, 12, 13 и 14.

1.5.8 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем суммарные эквивалентные площади звукопоглощения после облицовки A2 по формуле (1.2).

На частоте 63 Гц

А2= А2ст+ А2пот+ А2пол+ А2ок+ А2дв= 13,6 + 9,1 + 9,1 + 6,1 + 0,3 = 38,2 м2.

Результаты расчетов представлены в позиции 15.

1.5.9 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем снижение шума в помещении по формуле (1.3).

На частоте 63 Гц ?L = 10 lg (38,2/17,8) = 3 дБ.

Результаты расчетов, округленные до целых значений, представлены в позиции 16.

1.5.10 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем ожидаемые уровни звукового давления Lожид в помещении после облицовки стен и потолка по формуле:

Lожид = L - ?L. (1.5)

На частоте 63 Гц Lожид = 58 - 3 = 55 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 17.

1.5.11 По результатам расчетов представляем спектры шума (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Спектры шума:

1 - в помещении планового отдела; 2 - допустимый по СН 2.2.4/2.1.8.562-96;

3 - ожидаемый после облицовки стен и потолка

1.5.12 Эскиз звукопоглощающей облицовки представлен на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Эскиз звукопоглощающей облицовки:

1 - маты из супертонкого стекловолокна; 2 - несущий профиль;

3 - поперечный профиль; 4 - подвеска

1.6 Контрольные вопросы

1.6.1 Что такое звукопоглощение?

1.6.2 Как выполняется звукопоглощение помещения?

1.6.3 Что такое коэффициент звукопоглощения?

1.6.4 Какие материалы относят к звукопоглощающим?

1.6.5 Что такое эквивалентная площадь звукопоглощения?

1.6.6 Какие исходные данные необходимы для расчета эффективности звукопоглощения?

1.6.7 Какова последовательность расчета эффективности звукопоглощения?

1.7 Рекомендуемая литература

1. [1]. С. 83-101.

2. [2]. C. 137-140.

3. [4]. С. 1-20.

2 РАСЧЁТ АКТИВНЫХ ГЛУШИТЕЛЕЙ ШУМА

2.1 Цель практического занятия

Цель практического занятия - ознакомить студентов с назначением, устройством, принципом действия и методикой расчета активных глушителей шума.

2.2 Назначение, устройство, принцип действия активных глушителей шума

Любые установки, использующие в качестве рабочего тела воздух или газообразные потоки, излучают в атмосферу интенсивный шум через устройства забора и выброса воздуха или отработанных газов.

В технике борьбы с шумом вентиляторов, компрессоров, воздуходувок, пневмоинструмента, пневмопочты, газотурбинных и дизельных установок, других аэродинамических и пневматических агрегатов и устройств используются активные и реактивные глушители шума.

Назначение глушителей - препятствовать распространению шума через трубопроводы, воздухопроводы, технологические и смотровые отверстия.

Активные глушители шума (рис. 2.1) представляют собой перфорированные каналы круглого или прямоугольного поперечного сечения, по форме и размерам соответствующие всасывающим или выхлопным отверстиям, на которые они устанавливаются. Каналы глушителей обворачиваются звукопоглощающими материалами и помещаются в герметичный кожух.

В качестве звукопоглощающих материалов используются минеральная вата, супертонкое стекловолокно, супертонкое базальтовое волокно и другие пористые материалы с высокими коэффициентами звукопоглощения (табл. 2.1) [3].

Звуковые волны в активных глушителях шума вследствие дифракции попадают в звукопоглощающий слой пористого материала. Затухание шума происходит за счет преобразования звуковой энергии в тепловую при трении в порах звукопоглощающего материала.

Рис. 2.1 Схема активного глушителя шума:

1 - фланец; 2 - звукопоглощающая облицовка; 3 - перфорированная труба;

4 - герметичный кожух глушителя

Снижение шума активным глушителем шума на каждой среднегеометрической октавной частоте с достаточной для практики точностью определяется по формуле:

(2.1)

где ?L - снижение уровней звукового давления активным глушителем шума, дБ;

1,3 - эмпирический коэффициент;

? - коэффициент звукопоглощения звукопоглощающего материала;

П - периметр глушителя, м;

L - длина глушителя, м;

S - площадь поперечного сечения глушителя, м2.

На стадии проектирования, когда известно превышение уровней звукового давления над нормированными значениями, расчет сводится к определению необходимой длины глушителя шума по формуле:

, (2.2)

где ?L - превышение уровней звукового давления над нормированными значениями, дБ.

Таблица 2.1 - Характеристика звукопоглощающих материалов для активных глушителей шума

Материал Толщина слоя звукопоглощающего материала, h, мм Воздушный промежуток, мм Коэффициент звукопоглощения ? в октавной полосе со среднегеометрической частотой, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Супертонкое базальтовое волокно, стеклоткань типа -ЭЗ-100, металлический перфорированный лист перфорацией 27 %

50

100 0 50

0 0,06 0,12

0,22 0,2

0,34

0,51 0,5

0,69 0,73

0,82 0,81 0,8

0,9

0,83 0,88

0,92 0,89 0,92

0,85 0,85

0,85

0,64 0,64

0,84 То же, но супертонкое стекловолокно 50

100 0 50 0 0,07

0,09

0,19 0,2 0,29 0,49 0,47

0,65 0,81 0,83 0,94

0,94 0,98 0,89 0,94 0,91

0,94

0,9 0,82 0,81 0,81 0,58

0,58 0,58 Маты из супертонкого стекловолокна, оболочка из стеклоткани типа ЭЗ-100

50 0

0,1

0,4

0,85 0,98

1,0

0,93

0,97

1,0 Маты из супертонкого базальтового волокна, оболочка из декоративной стеклоткани ТСД

50 200 0

50 0

0,1 0,15 0,28

0,2 0,47 1,0

0,9 1,0 1,0

1,0

1,0 1,0 1,0

1,0 0,9 0,95

1,0 0,81 0,90

0,95

0,97 0,85 0,95

0,96 Звукопоглощающиt маты из штапельного капронового волокна

50-60 0 50

0,1

0,12 0,12 0,2

0,18 0,4 0,4

0,72 0,77 0,9

0,9

0,8 0,98 0,98

0,9 0,92 Теплоизоляционный материал АТМ-1

50 0 50 0,05

0,07

0,12 0,16 0,28

0,66 0,76 0,99

0,99 0,87 0,99

0,97

0,94 0,92 0,9

0,9 Продолжение табл. 2.1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Теплоизоляционные маты АТИМС 15

50

0 50 0 50 -

- 0,13 0,15 0,03

0,08 0,14 0,3 0,12

0,260,38

0,6 0,47 0,64 0,67

0,62 0,75 0,89 0.73

0,69 0,84 0,75 0,83

0,83 0,84

0,78 0,89 0,9 0,9

0,8 0,91 0,92 Теплоизоляционный материал ВТ4С

50 0 50 0,1

0,11

0,12 0,16 0,21

0,4 0,44 0,83

0,77 0,94 0,9

0,82

0,92 0,92 0,9

0,8 Прошивные минераловатные маты, стеклоткань типа ЭЗ-100, просечно-вытяжной лист толщиной 2 мм, перфорацией 74 %

100

0 0,11

0,35

0,75

1,0

0,95

0,90

0,92

0,95 То же, но супертонкое стекловолокно

50

0 0,07 0,25

0,1 0,95

1,0 1,0 1,0

0,95 То же, но маты из супертонкого базальтового волокна

50 0

100 0,05 0,2

0,4 0,37 0,66

0,9 0,98 0,99

0,99

1,0 0,98 1,0

0,95 0,98 0,95

0,97 При расчетах следует учитывать, что постоянные рабочие места на территории предприятия или жилые дома на селитебной территории находятся на некотором расстоянии r от источника шума.

Уровни звукового давления на расстоянии r от источника с учетом затухания определяются по формуле:

- 20 lg r - ? - 8, (2.3)

где Lr - уровень звукового давления на расстоянии r от источника шума, дБ;

L1 - уровень звукового давления на расстоянии 1 м от источника шума, дБ;

r - расстояние от источника шума, м;

? - дополнительное затухание шума в воздухе, дБ;

8 - эмпирическая поправка, дБ.

Дополнительное затухание шума в воздухе определяется по формуле:

? = 6 ?10-6 ? f ? r, (2.4)

где f - среднегеометрическая октавная частота, Гц.

2.3 Исходные данные для расчета активного глушителя шума

2.3.1 Спектр шума (уровни звукового давления на среднегеометрических октавных частотах) на расстоянии 1 м от источника шума.

2.3.2 Расстояния от источника шума до постоянных рабочих мест на территории предприятия и жилого микрорайона (если проектом предусмотрено снижение шума на селитебной территории).

2.3.3 Форма и размеры поперечного сечения всасывающего или выхлопного отверстий или патрубков агрегата, на которые устанавливается активный глушитель.

2.4 Последовательность расчета

2.4.1 Определяются уровни звукового давления на расстоянии r1 от источника шума на территории предприятия.

2.4.2 Определяется превышение уровней звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия над допустимыми значениями по СН 2.2.4/2.1.8.562-96 "Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки" [4].

2.4.3 Определяются (при необходимости) уровни звукового давления на расстоянии r2 от источника шума на территории жилого микрорайона.

2.4.4 Определяется превышение уровней звукового давления на территории жилого микрорайона над нормированными значениями по СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [4].

2.4.5 По максимальному превышению уровней звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия или на территории жилого микрорайона определяется длина глушителя шума.

2.4.6 При принятой длине глушителя определяется ожидаемое снижение шума.

2.4.7 Определяются ожидаемые уровни звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия при наличии глушителя шума.

2.4.8 Определяются ожидаемые уровни звукового давления на территории жилого микрорайона при наличии глушителя шума.

2.4.9 По результатам расчета делаются соответствующие выводы.

2.5 Пример расчета

Рассчитать активный глушитель шума на всасывающий патрубок компрессора с целью снижения шума на постоянных рабочих местах на территории предприятия и в жилом микрорайоне. Исходные данные:

- диаметр всасывающего патрубка компрессора d = 165 мм = 0,165 м;

- расстояние до постоянных рабочих мест на территории предприятия r1 = 7м;

- расстояние до жилого микрорайона r2 = 70 м;

- уровни звукового давления на расстоянии 1 м от всасывающего патрубка компрессора L1 представлены в табл. 2.2.

Таблица 2.2 - Уровни звукового давления на расстоянии 1 м от всасывающего патрубка компрессора

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Уровни звукового давления, L1 дБ 104 111 104 102 110 107 105 105 Результаты расчета представлены в табл. 2.3.

2.5.1 В позицию 1 табл. 2.3 из табл. 2.2 выписаваем уровни звукового давления на расстоянии 1 м от всасывающего патрубка компрессора L1, дБ.

Таблица 2.3 - Результаты расчета активного глушителя шума

№№ поз. Показатель Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Уровни звукового давления на расстоянии 1 м от всасывающего патрубка компрессора, L1, дБ

104

111 104

102 110

107 105

105

Продолжение табл. 2.3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 Уровни звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия, Lr1, дБ 79 86 79 77 85 82 80 80 3 Допустимые уровни звукового давления для постоянных рабочих мест на территории предприятия, L, дБ

95 87

82

78 75

73 71

69 4 Превышение уровней звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия над допустимыми, ?L1, дБ

-

-

- -

10

9

9

11 5 Уровни звукового давления на территории жилого микрорайона, Lr2, дБ

59 66

59

57 65

61 58

57 6 Допустимые уровни звукового давления для территорий, прилегающих к жилым домам, , дБ

67

57 49

44 40

37 35

33 7 Превышение уровней звукового давления на территории жилого микрорайона над допустимыми, ?L2, дБ

-

9 10

13 25

24 23

24 8 Коэффициенты звукопоглощения прошивных мат из супертонкого базальтового волокна толщиной h = 50 мм, просечно-вытяжной лист с перфорацией 74 %

0,05

0,4

0,66

0,98

0,99

0,98

0,95

0,95 9 Снижение шума активным глушителем ?L, дБ

1 10

17 25 25 25

24 24 10 Ожидаемые уровни звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия, , дБ

78 76

62

52 60

57 56

56 11 Ожидаемые уровни звукового давления на территории жилого микрорайона, , дБ

58

56 42

32 40

36 34

33

2.5.2 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем уровни звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия на расстоянии r1 от источника шума Lr1 по формуле (2.3):

Lr1 = L1 - 20 lg r1 - 6 ? 10-6 fr1 - 8.

На частоте 63 Гц: Lr1 = 104 - 20 lg7 - 6 ? 10-6 ? 63 ? 7 - 8 = 79 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 2.

2.5.3 В позицию 3 из санитарных норм СН 2.2.4/2.1.8.562-96 (приложение 1) выписываем допустимые уровни звукового давления для постоянных рабочих мест на территории предприятия, , дБ.

2.5.4 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем превышение уровней звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия над допустимыми ?L1 по формуле:

?L1 = Lr1 - Lr1доп (2.5)

На частоте 63 Гц: ?L1 = 79-95 - превышения нет.

На частоте 1000 Гц: ?L1 = 85-75 = 10 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 4.

2.5.5 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем уровни звукового давления на территории микрорайона на расстоянии r2 от источника шума Lr2 по формуле (2.3):

Lr2 = L1 - 20 lg r2 - 6 ? 10-6 f r2 - 8.

На частоте 63 Гц: Lr2 = 104 - 20 lg 70 - 6 ? 10-6 63 ?70 - 8 = 59 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 5.

2.5.6 В позицию 6 из санитарных норм СН 2.2.4/2.1.18.562-96 (приложение 2) [3] выписываем допустимые уровни звукового давления в ночное время для территорий, непосредственно прилегающих к жилым домам, L, дБ.

2.5.7 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем превышение уровней звукового давления на территории микрорайона над допустимыми ?L2 по формуле:

?L2 = Lr2 - Lr2доп , (2.6)

На частоте 63 Гц: ?L2 = 59-67 - превышения нет.

На частоте 125 Гц: ?L2 = 66-57 = 9 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 7.

2.5.8 По максимальному превышению уровней звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия или территории микрорайона по формуле (2.2) определяем необходимую длину глушителя шума.

В качестве расчетного значения принимаем ?L = 25 дБ на среднегеометрической октавной частоте f = 1000 Гц. В качестве звукопоглощающего материала (по табл. 2.1) выбираем прошивные маты из супертонкого базальтового волокна толщиной 50 мм без воздушного промежутка, имеющие наибольшее значение коэффициента звукопоглощения (? = 0,99) на частоте f = 1000 Гц.

Коэффициенты звукопоглощения выбранного материала представлены в позиции 8.

Принимаем диаметр активного глушителя шума равным диаметру всасывающего патрубка компрессора d = 0,165 м. Площадь сечения глушителя:

S = ? d2 /4 = 3,14 х 0,1652 /4 = 0,02 м2.

Периметр глушителя:

П = ? d = 3,14 х 0,1652 = 0,52 м.

Длина глушителя по формуле (2.2):

l = ?L S/1,3 ? П;

l = 25 х 0,02 / 1,3 х 0,99 х 0,52 = 0,747 м.

Принимаем длину глушителя шума l = 0,75 м.

2.5.9 На каждой среднегеометрической октавной частоте при принятой длине глушителя шума с учетом соответствующих коэффициентов звукопоглощения по формуле (2.1) определяем ожидаемое снижение шума глушителем:

?L = 1,3 ? П l / S

На частоте 63 Гц: ?L = 1,3 х 0,05 х 0,52 х 0,75 / 0,02 = 1 дБ.

На частоте 125 Гц: ?L = 1,3 х 0,4 х 0,52 х 0,75 / 0,02 = 10 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 9.

2.5.10 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем ожидаемые уровни звукового давления на постоянных рабочих местах на территории предприятия Lr1ожид при наличии глушителя по формуле:

Lr1ожид = Lr1 - ?L. (2.7)

На частоте 63 Гц: Lr1ожид = 79 - 1 = 78 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 10.

2.5.11 На каждой среднегеометрической октавной частоте определяем ожидаемые уровни звукового давления на территории микрорайона Lr2ожид при наличии глушителя по формуле:

Lr2ожид = Lr2 - ?L . (2.8)

На частоте 63 Гц: Lr2ожид = 59 - 1 = 58 дБ.

Результаты расчетов представлены в позиции 11.

2.5.12 По результатам расчета представляем спектры шума (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Спектры шума:

1- на расстоянии 1 м от всасывающего патрубка компрессора; 2 - на постоянных рабочих местах на территории предприятия; 3 - допустимый для постоянных рабочих мест на территории предприятия по СН 2.2.4/2.1.8.562-96; 4 - на территории жилого микрорайона; 5 - ожидаемый на постоянных рабочих местах на территории предприятия; 6 - допустимый для территорий, прилегающих к жилым домам по СН 2.2.4/2.1.8.562-96; 7 - ожидаемый на территории жилого микрорайона

2.6 Контрольные вопросы

2.6.1 Для каких целей используются глушители шума?

2.6.2 На каких агрегатах и устройствах устанавливаются глушители шума?

2.6.3 Как устроен активный глушитель шума?

2.6.4 Принцип действия активного глушителя шума?

2.6.5 Какие материалы используются для активного глушителя шума?

2.6.6 Какие исходные данные необходимы для расчета активного глушителя шума?

2.6.7 Что такое спектр шума?

2.6.8 Последовательность расчета активного глушителя шума.

2.6.9 Какой параметр принимается в качестве расчетного при определении необходимой длины активного глушителя шума?

2.7 Рекомендуемая литература

[1] С. 14-15; 101-110.

[3] С. 140-146; С. 150-153.

3 РАСЧЕТ ВИБРОИЗОЛЯТОРОВ (АМОРТИЗАТОРОВ)

3.1 Цель практического занятия

Цель практического занятия - ознакомить студентов с назначением, областью применения, устройством и методиками расчета пружинных амортизаторов и амортизаторов из упругих материалов.

3.2 Назначение, область применения амортизаторов, расчетные формулы

Одним из методов борьбы с вибрацией является уменьшение вибрации по пути распространения. Достигается это виброизоляцией. Виброизоляция технологического оборудования, создающего на рабочих местах вибрации, превышающие предельно допустимые значения, или генерирующего шум в производственных помещениях, превышающий допустимые уровни, осуществляется установкой его на специальные фундаменты или амортизаторы.

В качестве амортизаторов могут быть использованы стальные пружины, листовые рессоры, упругие материалы (резина, пробка и др.). Амортизаторы также могут быть гидравлическими, пневматическими и комбинированными. Пружинные амортизаторы применяют для ослабления вибраций низких частот (до 30 Гц). Амортизаторы из упругих материалов хорошо гасят высокочастотные вибрации. При применении пружинных амортизаторов на высоких частотах вибрации могут передаваться основанию по телу самой пружины, поэтому пружины виброизоляторов рекомендуется устанавливать на прокладки из резины, пробки или войлока, хорошо изолирующие вибрации высоких частот.

Расчет виброизоляторов сводится к определению жесткости пружин и прокладок, обеспечивающих необходимую виброизоляцию агрегата от основания.

Задача состоит в том, чтобы частота собственных колебаний f0 агрегата, установленного на амортизаторах, была ниже частоты возмущающей силы - основной частоты вибрации агрегата f.

Собственная частота колебаний упругой системы на амортизаторах определится по формуле:

, (3.1)

где f0 - собственная частота колебаний упругой системы на амортизаторах, Гц;

xст - статическая осадка амортизаторов под действием веса установки, м.

Основная частота вибрации агрегата определяется по формуле:

,(3.2)

где f - основная частота вибрации агрегата, Гц;

n - число оборотов или циклов агрегата в минуту.

При расчете пружинных амортизаторов определяется диаметр прутка пружины d, среднего диаметра пружины D, числа рабочих витков пружины m, высоты пружины в свободном состоянии Н0, отношения высоты пружины к среднему диаметру Н0 /D и жесткости пружины в вертикальном направлении .

Жесткость пружины всех амортизаторов определяется по формуле

(3.3)

где с - жесткость пружин всех амортизаторов, Н/м;

P - суммарный вес агрегата вместе с основанием крепления, Н;

хст - статическая осадка амортизатора, м.

Суммарный вес агрегата определяется по формуле:

P = Pа + Pо,(3.4)

где P - суммарный вес агрегата, Н;

Pа - вес агрегата, Н;

Pо - вес основания, Н.

Статическая осадка определяется по графику рис. 3.1. При заданной частоте собственных колебаний системы, не совпадающей с частотой возмущающей силы (во избежание резонансных явлений), определяется соответствующее число оборотов n. На графике (рис. 3.1) при проведении прямой, параллельной оси абсцисс при ординате, соответствующей n до пересечения с пунктирной линией, находится требуемая величина статической осадки амортизаторов . Эта величина и является исходной для расчета пружин амортизатора.

Рис. 3.1 График для расчета виброизоляции агрегатов:

к - коэффициент виброизоляции или передачи колебаний основанию (в скобках указано ослабление в дБ); - статическая осадка упругих амортизаторов под действием веса агрегата

Поскольку монтаж агрегата осуществляется, как правило, на n амортизаторах, жесткость пружины каждого из амортизаторов будет составлять:

,(3.5)

где - жесткость пружины каждого амортизатора, Н/м.

Учитывая возможность использования этих же амортизаторов для больших нагрузок (т. е. вводя запас прочности), увеличивается нагрузка на одну пружину Р? и соответствующая ей статическая осадка :

,(3.6) при той же жесткости .

Диаметр проволоки d для цилиндрических винтовых пружин определяется по формуле:

, (3.7)

где d - диаметр проволоки пружины, м;

r - средний радиус витка пружины (принимается по конструктивным соображениям) м;

- расчетная нагрузка на одну пружину, Н;

Rs - допустимое напряжение на кручение, Па, для пружинной стали Па (Н/м2).

Число рабочих витков пружины определяется по формуле:

, (3.8)

где m - число рабочих витков пружины, ед;

d - диаметр проволоки пружины, м;

G - модуль упругости на сдвиг, Па, для пружинной стали Па (Н / м2);

r - средний радиус витка пружины, м;

- жесткость пружины, Н / м.

Полное число витков пружины с учетом неработающих витков определяется по формуле:

,(3.9) где mп - полное число витков пружины, ед.;

m - число рабочих витков пружины, ед.;

- число нерабочих витков пружины, ед.

Число нерабочих витков пружины принимается равным 1,5 витка на оба торца при m 7.

Высота пружины в свободном состоянии определяется по формуле:

, м, (3.10)

где H0 - высота пружины в свободном состоянии,м;

d - диаметр проволоки, м;

m - число рабочих витков пружины, ед.;

- статическая осадка амортизатора, м.

Высота пружины под рабочей нагрузкой Н определяется по формуле:

, м.(3.11)

По условию обеспечения необходимой устойчивости пружины, работающей на сжатие, отношение высоты пружины Н0 к ее среднему диаметру D не должно превышать 2:

, (3.12)

где D = 2r - средний диаметр пружины, м;

r - средний радиус пружины, м.

Длина проволоки для навивки пружины определяется по формуле:

, (3.13)

где l - длина проволоки для навивки пружины, м;

r - средний радиус витка пружины, м;

mn - полное число витков пружины, ед.

Схема пружинного виброизолятора представлена на рис.3.2.

При расчете амортизаторов из упругих материалов, имеющих вид столбиков с квадратным или круглым сечением, определяются высота h и площадь прокладки Sп.

Высота прокладки h выбирается по формуле:

, (3.14)

где h - высота упругой прокладки, м;

xст - статическая осадка амортизатора, м;

ЕД - динамический модуль упругости материала прокладки, Па;

? - допустимое напряжение в прокладке, Па.

Рис. 3.2 Пружинный виброизолятор:

1 - упругая прокладка из резины; 2 - втулка из резины; 3 - корпус;

4 - контргайка; 5 - гайка для предварительного натяга; 6 - опорный стакан; 7 - металлическая и резиновая шайбы; 8 - крепежный болт; 9 - цилиндрическая пружина; 10 - опорный металлический диск; 11 - площадка

При определении статической осадки амортизатора частота собственных колебаний системы (агрегата на прокладках) выбирается в несколько раз ниже частоты возмущающей силы. Статический прогиб определяется по рис. 3.1 при частоте собственных колебаний системы f0.

Допустимое напряжение ? и динамический модуль упругости ЕД упругих прокладок представлены в табл. 3.1.

Общая площадь площадок определяется по формуле:

,(3.15)

где S - общая площадь площадок, м2;

P - суммарный вес агрегата по формуле (3.4), Н;

? - допустимое напряжение в прокладке, Па.

Площадь одной прокладки SП определяется по формуле:

, (3.16)

где S - общая площадь прокладок, м2;

k - количество прокладок, соответствующее количеству установочных болтов, ед.

Таблица 3.1 - Допустимое напряжение в прокладке ? и динамический модуль упругости ЕД материалов прокладок

Материал Допустимое

напряжение

?, Па(Н/м2) Динамический

модуль упругости

ЕД, Па(Н/м2) Резина губчатая Резина мягкая Ребристая резиновая плита Резина средней жесткости Пробка натуральная Плита из пробковой крошки Войлок мягкий Войлок жесткий прессованный

Установочные болты не должны жестко связывать агрегат с фундаментом, чтобы не являться проводниками вибрации. Поэтому под головки или гайки установочных болтов должны быть подложены снизу резиновые и сверху металлические шайбы, а на сам болт надета резиновая трубка (рис. 3.3).

Рис. 3.3 Резиновый виброизолятор:

1 - фундамент; 2 - резина; 3 - металлическая шайба;

4 - корпус агрегата; 5 - резиновая трубка

3.3 Исходные данные для расчета амортизаторов

3.3.1 Вес агрегата Ра, Н.

3.3.2 Вес основания крепления агрегата Ро, Н.

3.3.3 Число оборотов вала агрегата n, об./мин.

3.4 Пример расчета пружинных амортизаторов

Вентиляционный агрегат с электродвигателем установлен на общей раме. Вентилятор весом Рв = 4600 Н с числом оборотов nв = 520 об/мин. Электродвигатель весом Рэ = 1300 Н с числом оборотов nэ = 970 об/мин. Вес общей рамы Ро = 1000 Н.

Рассчитать пружинные амортизаторы при установке рамы с агрегатами на массивное железобетонное перекрытие.

3.4.1 Суммарный вес агрегатов с рамой по формуле (3.4):

Р = Рв + Рэ + Ро = 4600 + 1300 + 1000 = 6900 Н.

3.4.2 Основная частота вибрации вентиляционного агрегата по формуле (3.2):.

Колебания инфразвуковые, неслышимые.

3.4.3 Частота, определяемая работой электродвигателя, по формуле (3.2):

. 3.4.4 Зададим частоту собственных колебаний системы f0 = 5 Гц, что соответствует числу оборотов n = 300 об/мин. По графику рис. 3.1 определим величину статической осадки:

xст = 0,01 м.

Из графика следует, что амортизаторы с такой осадкой будут ослаблять вибрации:

* с частотой 8,7 Гц на 70 %;

* с частотой 16 Гц на 10 %.

3.4.5 Жесткость пружин амортизаторов по формуле (3.3) составит:

. 3.4.6 Принимая монтаж агрегатов на четырех амортизаторах, получаем жесткость каждого амортизатора по формуле (3.5):

3.4.7 Вводя запас прочности (принимая расчетную нагрузку Р = 2000 Н), определим статическую осадку пружины по формуле (3.6):

3.4.8 Приняв средний радиус витка пружины по конструктивным соображениям r = 0,018 м и допустимое напряжение на кручение для пружиной стали Rs = 4,3 ? 108 Па, по формуле (3.7) определим диаметр проволоки пружины:

3.4.9 Число рабочих витков пружины по формуле (3.8):

. 3.4.10 Полное число витков пружины по формуле (3.9) составляет:

3.4.11 Высота пружины в свободном состоянии по формуле (3.10):

3.4.12 Высота пружины под рабочей нагрузкой по формуле (3.11):

3.4.13 Проверяем пружину на устойчивость по формуле (3.12):

Условие 3.12 выполняется.

3.4.14 Длина проволоки, необходимая для навивки пружины, по формуле (3.13):

3.5 Пример расчета амортизаторов с использованием упругих материалов

Агрегат весом Ра = 6000 Н имеет рабочее число оборотов n = 3000 об/мин. Смонтирован на плите весом Рo = 4000Н. Агрегат укреплен шестью фундаментными установочными болтами. Рассчитать упругие прокладки под машину.

3.5.1 Основная частота возмущающей силы по формуле (3.2):

f = 3000 / 60 = 50 Гц.

3.5.2 Выбираем частоту собственных колебаний системы в три раза ниже частоты возмущающей силы:

3.5.3 По графику рис. 3.1 при частоте собственных колебаний fо = 17 Гц (n = 1000 об/мин) величина статической осадки xст = 0,001 м, при частоте 50 Гц коэффициент виброизоляции составит 10 %, или ослабление в 20 дБ.

3.5.4 Выбираем по табл. 3.1 в качестве материала прокладок резиновую ребристую плиту с допустимым напряжением ? = 1?105 Па и динамическим модулем упругости ЕД = 4 ? 106 Па.

3.5.5 Высота прокладки по формуле (3.14):

3.5.6 Общая площадь прокладок по формуле (3.15):

3.5.7 Площадь каждой прокладки для шести установочных болтов по формуле (3.16):

Sп = 0,1 / 6 = 0,0167 м2.

3.5.8 Принимая прокладки квадратного сечения, длина стороны квадрата составит:

L = 0,01671/2 = 0,13 м.

3.6 Контрольные вопросы

3.6.1 С какой целью осуществляется виброизоляция?

3.6.2 Какие амортизаторы используются для виброизоляции?

3.6.3 Какова область применения пружинных амортизаторов?

3.6.4 Какова область применения амортизаторов из упругих материалов?

3.6.5 Почему при расчете амортизаторов не допускается равенство частот основной возмущающей силы и собственных колебаний системы?

3.6.6 Какие исходные данные необходимы для расчета амортизаторов?

3.6.7 Какие параметры пружинных амортизаторов определяются расчетом?

3.6.8 Какие параметры амортизаторов из упругих материалов определяются расчетом?

3.7 Рекомендуемая литература

[1] стр. 260 - 297

[12] стр. 125 - 180

4 РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

4.1 Цель практического занятия

Цель практического занятия - ознакомить студентов с назначением, устройством, принципом действия защитного заземления и методикой расчета заземляющих устройств.

4.2 Назначение, принцип действия, устройство защитного заземления

Защитное заземление является одной из мер защиты от опасности поражения электрическим током при косвенном прикосновении - электрическом контакте людей или животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением.

К открытым проводящим частям "Правила устройства электроустановок" (ПУЭ) [7] относят доступные прикосновению части электроустановок, которые могут проводить электрический ток, нормально не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции (корпуса электрических машин, аппаратов, светильников, каркасы распределительных щитов, трубы электропроводки и тд.).

В соответствии с ГОСТ 12.1.038-82(2001) [8] защита от опасности косвенного прикосновения может быть обеспечена либо за счёт снижения напряжения прикосновения (защитное заземление, выравнивание потенциалов), либо за счёт ограничения времени воздействия тока (защитное зануление, защитное автоматическое отключение питания).

Заземление - преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство - это совокупность заземлителей и заземляющих проводников (рис. 4.1).

Заземлитель - проводящая часть или совокупность соединённых между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

Заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.

Рис. 4.1 Заземляющее устройство:

1 - заземляемая часть (открытая проводящая часть); 2 - заземляющий проводник; 3 - соединительная полоса; 4 - заземлитель

По назначению различают: рабочее заземление, защитное заземление, повторное заземление нулевого провода, заземление молниезащиты и тд.

Защитное заземление - заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

При напряжении до 1 кВ защитное заземление выполняется в электроустановках системы IT. Первая буква в этих обозначениях показывает состояние нейтрали: I - изолированная нейтраль. Вторая буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли: T - открытые проводящие части заземлены.

Система IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление (например, пробивной предохранитель), а открытые проводящие части электроустановки заземлены. Это трёхфазные трёхпроводные сети с изолированной нейтралью источника питания переменного тока (рис. 4.2)

К системе IT относятся также однофазные двухпроводные изолированные от земли сети переменного тока (рис. 4.3) и двухпроводные с изолированной средней точкой источника постоянного тока.

Рис. 4.2 Защитное заземление и схема замещения в трёхфазной трёхпроводной сети с изолированной нейтралью источника питания переменного тока:

1 - источник питания; 2 - открытая проводящая часть; 3 - защитное заземление; 4 - рабочее заземление; 5 - пробивной предохранитель

Рис. 4.3 Защитное заземление и схема замещения в однофазной двухпроводной изолированной от земли сети переменного тока:

1 - источник питания; 2 - открытая проводящая часть; 3 - защитное заземление; 4 - рабочее заземление; 5 - пробивной предохранитель

При защитном заземлении переход напряжения на открытые проводящие части сопровождается протеканием тока через заземляющее устройство и последовательно включённые сопротивления изоляции неповреждённых фазных проводов относительно земли (на рис. 4.2 и 4.3 жирно выделенные участки).

В результате протекания тока напряжение сети перераспределяется между сопротивлениями защитного заземления и сопротивлениями изоляции неповреждённых фаз. Сопротивление защитного заземления выполняется достаточно малым по сравнению с сопротивлениями изоляции фазных проводов относительно земли. Величина сопротивления защитного заземления выбирается таким, чтобы падение напряжения на заземляющем устройстве не превышало допустимых значений. Таким образом, защитное заземление снижает напряжение открытых проводящих частей относительно земли, напряжение, приложенное к телу человека (напряжение прикосновения), следовательно, и ток через него до допустимых значений. Снижение напряжения достигается за счёт последовательного включения малого по величине сопротивления заземляющего устройства с высокими сопротивлениями изоляции фазных проводов относительно земли (рис. 4.2 и 4.3).

В электроустановках напряжением выше 1 кВ переменного и постоянного токов защитное заземление выполняется при любом режиме нейтрали или средней точки источника тока. В таких сетях для снижения напряжения шага и прикосновения выполняется дополнительная мера защиты - выравнивание потенциалов при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединённых к заземляющему устройству.

Сопротивления заземляющих устройств нормируются "Правилами устройства электроустановок" [7]. Нормированные значения сопротивлений заземляющих устройств представлены в табл. 4.1.

При устройстве защитного заземления с целью экономии средств ПУЭ рекомендуют в первую очередь использовать естественный заземлитель - стороннюю проводящую часть, находящуюся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемую для целей заземления (металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в земле металлические трубы водопроводов, другие находящиеся в земле металлические конструкции, кроме трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей, трубопроводов канализации и центрального отопления). При отсутствии естественных заземлителей используют искусственные заземлители.

Таблица 4.1 - Нормированные значения сопротивлений заземляющих устройств в электроустановках напряжением до 1 кВ и выше (извлечение из ПУЭ, 7-е издание)

Нормированное значение заземляющего устройства, Ом

Характеристика электроустановок , не требуется принимать менее 40 Ом Для всех электроустановок напряжением до 1 кВ и мощностью источника более 100 кВА , не требуется принимать менее 10 Ом Только для электроустановок напряжением до 1 кВ и мощностью источника до 100 кВА. При параллельной работе трансформаторов и генераторов 10 Ом допускается при суммарной их мощности не более 100 кВА

Если заземляющее устройство является общим для электроустановок напряжением до 1 кВ и выше, при расчётном токе замыкания на землю А

Если заземляющее устройство используется только для электроустановок напряжением свыше 1 кВ, при расчётном токе замыкания на землю А Для электроустановок напряжением выше 1 кВ и расчётном токе замыкания на землю А

Примечание: при удельном сопротивлении грунта Ом•м указанные значения сопротивлений заземляющих устройств могут быть увеличены в раз, но не более 10 раз

Основным параметром, характеризующим заземляющее устройство, является сопротивление растеканию тока. Сопротивление растеканию тока складывается из сопротивления заземляющих проводников, заземлителей и земли. Сопротивление металлических проводников очень мало, поэтому основное сопротивление растеканию оказывает земля. При расчётах сопротивление земли условно относят к заземлителю.

Сопротивление растеканию искусственных заземлителей зависит от формы и геометрических размеров заземлителей, удельного сопротивления грунта и его состояния, глубины заложения и способа размещения заземлителей (в ряд или по контуру).

В качестве вертикальных заземлителей используются уголковая сталь или стальные трубы длиной 2,5-3 м. Расчёты показывают, что увеличение длины электродов сверх 3 м не даёт заметного уменьшения сопротивления растеканию. Заземлители длиной более 3 м выполняют из стальных стержней.

Сечение заземлителей выбирается по механической прочности, термической устойчивости и условий работы в коррозийной среде.

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле, представлены в табл. 4.2.

Таблица 4.2 - Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле (извлечение из ПУЭ, 7-е издание)

Материал Профиль сечения Диаметр, мм Площадь поперечного сечения, мм2 Толщина стенки, мм Сталь чёрная Круглый:

для вертикальных заземлителей

для горизонтальных заземлителей

прямоугольный

угловой трубный

16 10

- - 32 - - 100

100 - - - 4

4 3,5 Сталь оцинкованная Круглый:

для вертикальных заземлителей

для горизонтальных заземлителей

прямоугольный

трубный 12

10 -

25 - - 75 -

- - 3 2 Заземлители могут располагаться в ряд и по контуру. При размещении заземлителей по контуру обеспечивается лучшее выравнивание потенциалов, но в этом случае будет иметь место большее взаимное экранирование заземлителей.

Заземлители могут располагаться у поверхности земли или на некоторой глубине. Обычно это глубина промерзания грунта. Для стационарных заземляющих устройств предпочтительнее закладывать заземлители на глубине 0,5 - 0,8м (рис. 4.4), что исключает резкие колебания удельного сопротивления грунта в месте расположения заземлителей при его промерзании или высыхании.

Рис. 4.4 К расчёту заземляющего устройства:

d - диаметр заземлителя (эквивалентный диаметр при уголковой стали);

e - длина заземлителя; a - расстояние между заземлителями; L - глубина заложения заземлителя; t - расстояние от поверхности земли до середины заземлителя

Сопротивление растеканию одиночного вертикального заземлителя, расположенного на некоторой глубине в однородном грунте определяется по формуле

, (4.1)

где - сопротивление растеканию тока вертикального заземлителя, Ом;

l - длинна заземлителя, м;

d - диаметр заземлителя, м;

t - расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м;

- расчётное удельное сопротивление грунта, Ом ·м;

(4.2) где - измеренное удельное сопротивление грунта, Ом·м (табл. 4.2);

- коэффициент сезонности для вертикальных заземлителей, учитывающий увеличение удельного сопротивления грунта при его промерзании или высыхании (табл. 4.3).

Таблица 4.2 - Приближённые значения удельных сопротивлений грунтов и воды , Ом·м

Наименование грунтов Пределы колебаний Рекомендуемые для предварительных расчётов Глина

Суглинок

Торф Чернозём

Садовая земля

Песок Супесок

Речная вода

Морская вода

Известняк пористый

Гравий, щебень 8-70

40-150

10-30 10-50 30-60

400-700 150-400

10-80 0,2-1 150-200

4000-7000 40

100 20 20 40 700

300 50 1 200 5000 Для заземлителей из уголковой стали в формулу (4.1) подставляют эквивалентный диаметр уголка:

,(4.3) где с - ширина полки уголка, м;

dэкв - эквивалентный диаметр уголка,м.

Таблицы 4.3 - Признаки климатических зон и приближённые значения коэффициента

Данные, характеризующие климатические зоны и тип применяемых контрольных электродов Климатические зоны

1-я 2-я 3-я

4-я 1. Климатические признаки зон:

- средняя многолетняя низшая температура (январь), :

- средняя многолетняя высшая температура (июль), :

от -20 до

-15

от+16 до +18

от -14 до

-10 от +18 до +22

от -10 до

0 от +22 до +24

от 0 до +5

от +24 до +26

Продолжение табл 4.3

- среднегодовое количество осадков, см:

- продолжительность замерзания вод, дней:

2. Значения коэффициентов, :

- при применении стержневых электродов длиной 2-3м и глубине заложения их вершины 0,5-0,8м:

- при применении протяжных электродов и глубине заложения 0,8м:

~40

190-170 1,8-2

4,5-7,0 ~50

~150 1,5-1,8

3,5-4,5

~50 ~100

1,4-1,6 2,0-2,5

30-50 0

1,2-1,4

1,5-2,0 Примечание: Примерное распределение регионов по климатическим зонам:

1 зона - Архангельская, Кировская, Омская, Новосибирская области, Урал;

2 зона - Ленинградская, Вологодская области, центральные районы России;

3 зона - Новгородская, Смоленская, Брянская, Курская, Ростовская области;

4 зона - Краснодарский и Ставропольские края, Астраханская область.

Расчёты показывают, что сопротивление растеканию одного вертикального заземлителя значительно превышает допустимое значение.

Необходимое число заземлителей определяется по формуле:

,(4.4)

где n - необходимое число вертикальных заземлителей, ед.;

- допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом (таблица 4.1);

- коэффициент использования вертикальных заземлителей, учитывающий взаимное экранирование (табл. 4.4 и 4.5).

Таблица 4.4 - Коэффициенты использования заземлителей из труб или уголков, размещённых в ряд без учёта влияния полосы связи

Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине Число труб (уголков) Значение

1 2

3 5 10 15 20 0,84-0,87

0,76-0,80 0,67-0,72

0,56-0,62 0,51-0,56

0,47-0,50

Продолжение табл.4.4

1 2 3 2 2 3

5 10 15 20 0,90-0,92

0,85-0,88

0,79-0,83 0,72-0,77

0,66-0,73 0,65-0,70

3 2 3 5 10 15

20 0,93-0,95

0,90-0,92 0,85-0,88

0,79-0,83 0,76-0,80

0,74-0,79 Таблица 4.5 - Коэффициенты использования заземлителей из труб или уголков, размещённых по контуру без учёта влияния полосы связи

Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине Число труб

(уголков) n Значение

1 4 6 10 20

40 60 100 0,66-0,72

0,58-0,65 0,52-0,58

0,44-0,50

0,38-0,44 0,36-0,42

0,33-0,39 2 4

6 10 20 40 60

100 0,76-0,80

0,71-0,75 0,66-0,71

0,61-0,66 0,55-0,61

0,52-0,58 0,49-0,55

3 4

6 10 20 40 60

100 0,84-0,80 0,78-0,82

0,74-0,78 0,68-0,73

0,64-0,69

0,62-0,67 0,59-0,65

Сопротивление растеканию горизонтального полосового заземлителя Rn определяется по формуле:

, (4.5) где L - длина полосы, м;

- ширина полосы (если заземлитель круглый, то , где d - диаметр прутка), м;

h - глубина заложения заземлителя, м;

- расчётное удельное сопротивление грунта, Ом·м.

, (4.6) где - коэффициент сезонности для горизонтальных заземлителей (табл. 4.3).

Длина полосы определяется в зависимости от способа размещения заземлителей:

при размещении заземлителей в ряд по формуле:

, (4.7)

при размещении заземлителей по контуру по формуле:

, (4.8)

где - расстояние между заземлителями, м.

Сопротивление заземляющего устройства Rcл с учётом сопротивлений растеканию вертикальных заземлителей и соединительных полос определяется по формуле:

,(4.9) где - коэффициент использования соединительной горизонтальной полосы (табл. 4.6 и 4.7).

Таблица 4.6 - Коэффициенты использования соединительной полосы в рядут

из труб или уголков.

Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине, Число труб (уголков) в ряду n 4 5 8 10 20 30 50 65

1 2 3 0,77

0,89 0,92 0,74

0,86

0,90 0,67 0,79

0,85 0,62 0,75

0,82 0,42 0,56

0,68

0,31 0,46 0,58

0,21 0,36 0,49

0,20 0,34 0,47

Таблица 4.7 - Коэффициенты использования соединительной полосы в контуре из труб или уголков.

Отношение расстояния между заземлителями к длине трубы Число труб (уголков) в ряду n 4 6 8 10 20 30 50 70 100

1 2

3 0,45 0,55

0,70 0,40 0,48

0,64 0,36 0,43

0,60

0,34 0,40 0,60

0,27 0,32 0,45

0,24 0,30 0,41

0,21

0,28 0,37 0,20

0,26 0,35 0,19

0,24 0,33 Приведённая выше методика расчёта приемлема для расчёта заземляющих устройств любого назначения.

4.3 Исходные данные для расчёта заземляющего устройства

4.3.1 Характеристика электроустановки для определения допустимого значения заземляющего устройства.

4.3.2 Размеры вертикальных и горизонтальных заземлителей.

4.3.3 Наименование грунта и климатическая зона.

4.3.4 Способ размещения заземлителей (в ряд или по контуру).

4.4 Последовательность расчёта

4.4.1 Определяется допустимое сопротивление заземляющего устройства.

4.4.2 Определяется сопротивление растеканию вертикального заземлителя.

4.4.3 Определяется число вертикальных заземлителей.

4.4.4 Определяется длина соединительной полосы.

4.4.5 Определяется сопротивление растеканию горизонтальной соединительной полосы.

4.4.6 Определяется сопротивление сложного заземляющего устройства.

4.4.7 По результатам расчёта даётся заключение о соответствии сопротивления заземляющего устройства требованиям ПУЭ.

4.5 Пример расчёта

Рассчитать защитное заземление потребителей электрической энергии, питающихся от сети трёхфазного переменного тока с изолированной нейтралью (система IT).

Исходные данные:

- напряжение U = 380/220 В;

- мощность источника питания S = 100 кВА;

- заземлитель - труба диаметром d=0,06м, длиной l = 3 м;

- глубина заложения заземлителей h = 0,8 м;

- ширина соединительной полосы b = 0,04 м;

- грунт суглинок;

- климатическая зона 3;

- заземлители расположены по контуру.

4.5.1 Определяем нормированное значение сопротивления заземляющего устройства.

В соответствии с требованиями ПУЭ (табл. 4.1) при напряжении до 1 кВ и мощности источника питания не более 100 кВА сопротивление защитного заземления принимаем Ом.

4.5.2 Определяем сопротивление растеканию вертикального заземлителя по формуле (4.1):

Расчётное удельное сопротивление грунта по формуле (4.2):

.

Для суглинка по табл. 4.2 принимаем:

Ом·м. Коэффициент сезонности для вертикальных заземлителей, расположенных в 3-й климатической зоне, по табл. 4.3 принимаем:

; Ом·м. Расстояние от поверхности земли до середины заземлителя (рис. 4.4):

; м;

Ом. 4.5.3 Определяем число заземлителей по формуле (4.4):

Принимаем :

шт. Принимая для заземлителей, расположенных по контуру, при n = 4 по табл. 4.5 принимаем:

. Уточняем расчётное значение числа заземлителей

шт, принимаем n = 6 при .

4.5.4. Определяем сопротивление растеканию соединительной горизонтальной полосы по формуле (4.5):

. Длина соединительной полосы при расположении заземлителей по контуру по формуле (4.8)^

. Расстояние между заземлителями при , , м.

м Расчётное удельное сопротивление грунта по формуле (4.6):

. Коэффициент сезонности для горизонтальных протяжных заземлителей, расположенных в 3-й климатической зоне, по табл. (4.3) принимаем:

; Ом·м; Ом.

Ом.

4.5.5 Определяем сопротивление растеканию сложного заземляющего устройства по формуле (4.9):

Коэффициент использования соединительной полосы, расположенной в контуре при n = 6 по табл. (4.7):

; Ом. 4.5.6 Сопротивление растеканию сложного заземляющего устройства не превышает нормированного значения.

Ом0,7Imax

Более 1,3, при этом I0

Примечание: I0 - сила света в направлении оптической оси светильника (00); Imin,Imax - минимальная и максимальная сила света.

Светильники выбирают в зависимости от принятого источника света, назначения помещения, способа установки светильника, характеристики окружающей среды и других факторов. Эта информация указана в условном обозначении светильника:

Здесь: 1 - буква, обозначающая источник света: Н - накаливания общего назначения, Л - прямые трубчатые ЛЛ, Р - ртутные типа ДРЛ, Г - ртутные типа ДРИ;

2 - буква, обозначающая способ установки светильника: С - подвесные, П - потолочные, В - встраиваемые, Б - настенные;

3 - буква, обозначающая основное назначение светильника: П - для производственных зданий, О - для общественных зданий, Б - для жилых (бытовых) помещений;

4 - номер серии (от 01 од 99);

5 - обозначение числа ламп в светильнике: для одноламповых светильников число не указывается и знак x не ставится, а мощность указывается непосредственно после дефиса;

6 - мощность ламп в Ваттах;

7 - номер модификации (от 001 од 999);

8 - буквы и числа, обозначающие климатическое исполнение и категорию размещения осветительного прибора по ГОСТ 15150-69.

Технические данные светильников представлены в таблицах 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 7.10, 7.11.

Таблица 7.6 - Технические данные светильников для производственных помещений с лампами накаливания

Тип светильника Тип ламп Касс светораспределения Тип КСС Габаритные размеры, мм НПП03-100-001М

НПП05-100-002

НСП02-100 НСП03-60-01

НСП11-100-331

НСП11-200-331

НСП11-100-334

НСП11-200-334

НСП17-500-004(104)

НСП17-1000-004(004)

НСП21-100-001

НСП21-200-005

НСП22-500-111 Б220-230-100 П

Д 290х265х155

324х150х160

? 155х262 Б215-225-100 М Р

Б215-225-60 ? 110х334 Б215-225-100 П Д ? 305х332

? 410х362 ? 200х345

? 230х380

? 284х336 ? 321х404

? 478х514 ? 210х380

? 316х340 ? 280х240 Б215-225-200 Б215-225-100 Р М Б215-225-200 Г220-230-500 П Г

Д

Г Г220-230-1000 Б215-225-100 Б215-225-200

Г215-225-500 Н К

Таблица 7.7 - Технические данные светильников для производственных помещений с люминесцентными лампами

Тип светильника Тип ламп Касс светораспределения Тип КСС Габаритные размеры, мм ЛВП04-4х65-001

ЛВП05-4х65-002

ЛВП06-5х65-001

ЛСП02-2х40-01-03

ЛСП02-2х40-10-12

ЛСП02-2х65-01-03

ЛСП02-2х65-04-06

ЛСП13-2х65-003

ЛСП13-2х40-003

ЛСП13-2х65-004

ЛСП13-2х40-004

ЛСП18-2х18 ЛСП18-2х36

ЛСП18-2х58 ЛСП122-2х65-101

ЛСП122-2х65-201

ЛСП122-2х65-111

ЛСП122-2х65-211

ЛСП122-2х65-212

ПВЛМ-2х40-01

ПВЛМ-2х40-02 ЛБ65 П Д 1630х545х405 1630х545х135 1630х545х410 ЛБ40 Н

П Н П 1234х280х159 ЛБ65 1534х280х159 ЛБ65

ЛБ40 ЛБ65 ЛБ40 П Г 1546х480х156

1246х480х156

1546х480х156 1246х480х156

720х270х204 1330х270х204

1630х270х204 ЛБ18

ЛБ36

ЛБ58 Д ЛБ65 П 1625х280х215 Н П Н ЛБ65 Н 1625х280х215 ЛБР40 1325х148х160

Таблица 7.8 - Технические данные светильников для производственных помещений с лампами типа ДРЛ

Тип светильника Тип ламп Касс светораспределения Тип КСС Габаритные размеры, мм РПП01-50

РПП01-80

РСП01-125 РСП05-250

РСП05-400 РСП05-700

РСП05-1000 РСП14-2х700-011

РСП14-2х700-012 ДРЛ50

ДРЛ80 ДРЛ125

ДРЛ250 ДРЛ400 ДРЛ700 ДРЛ1000 П Д 385х340х200 ? 398х440

? 492х535 ? 542х565

? 614х590 ДРЛ700 1330х610х595

1290х565х575

Таблица 7.9 - Технические данные светильников для производственных помещений с лампами типа ДРИ

Тип светильника Тип ламп Касс светораспределения Тип КСС Габаритные размеры, мм ГПП01-125

ГСП15-400-101

ГСП17-700-014

ГСП17-700-024

ГСП-700-015 ГСП17-2000-014

ГСП17-2000-015

ГСП18-250-004

ГСП18-400-004

ГСП18-700-005 ДРИ125 П Д 385х340х200

? 570х540 ДРИ400-5 Г ДРИ700-5 ? 520х580 ? 520х687 К ? 610х600 ДРИ2000-6 Г ? 660х670

? 745х670

? 440х350 ? 440х370

? 560х565 ДРИ250-5 Д ДРИ400-5 ДРИ700-5 Г

Таблица 7.10 - Технические данные светильников для взрывоопасных помещений с лампами накаливания

Тип светильника Тип ламп Касс светораспределения Тип КСС Габаритные размеры, мм В4А-60 БК220-230-60

С220-60-1

БК220-230-100 Г215-225-200

Г220-230-300-1 П Д 340х270х210 ВЗГ-100

ВЗГ/В4А-200МС

Н4Б-300МА 340х310х195

? 398х510 ? 508х584 Г

Таблица 7.11 - Технические данные светильников для общественных зданий с люминесцентными лампами

Тип светильника Тип ламп Касс светораспределения Тип КСС Габаритные размеры, мм ЛВО03-2х40-001

ЛВО03-4х40-001

ЛВО03-2х65-002

ЛВО03-4х65-002

ЛВО05-2х40-001

ЛПО02-2х40-01

ЛПО02-4х40-01

ЛПО25М-2х40

ЛПО26Мх40-001

ЛПО28-2х40-003

ЛПО28-2х65-003

ЛПО33-2х18-002

ЛПО33-2х36-002

ЛПО33-2х58-002

ЛПО34-4х36-001

ЛПО34-4х58-001

ЛСО02-2х40/Р-01

ЛСО02-2х65/Р-01

ЛСО04-2х40-004

ЛСО06-4х36-001

ЛСО06-4х58-001

Л201Г220-15М

Л201Б420-18М Л201Г240-02М

Л201Г240-08 ЛБ40 П Д 1275х310х115

1275х610х115 1575х310х136

1575х610х136

1240х300х120 ЛБ65 ЛБ40 ЛБ40 1296х214х95 1296х420х95 ЛБ40

П 1275х185х113

1248х75х115 Р

Н 1292х280х130 ЛБ65 1592х280х130 ЛБ18

ЛБ36 ЛБ58 П 760х270х90

1370х270х90 1670х270х90

1340х460х80 ЛБ36 ЛБ58 1640х460х80 ЛБ40 Р 1265х292х1090 ЛБ65 1565х292х1090 ЛБ40 1266х292х90 ЛБ36

Н 1340х460х80 ЛБ58 1640х460х80 ЛБ20 640х236х125 П ЛБ40 Н

П 1250х236х105

7.5 Определение количества и размещение светильников

На стадии проектирования количество светильников и их расположение выбираются из условий обеспечения равномерности освещения. Для светильников с лампами накаливания, ДРЛ и ДРИ оптимальным является их размещение по углам квадратных полей. Допускаются прямоугольное и шахматное расположение светильников. При прямоугольном расположении соотношение длин сторон прямоугольника не должно превышать 1,5, при шахматном расположении острый угол ромбического поля должен быть близким к 600.

Светильники с люминесцентными лампами размещаются рядами параллельно стене с окнами или длинной стороне помещения.

Схемы размещения светильников представлены на рисунке 7.1

Рис. 7.1 Схемы размещения светильников в помещении.

а) на разрезе помещения; б)прямоугольное размещение светильников с лампами накаливания на плане; в) шахматное размещение светильников с лампами ДРЛ и ДРИ на плане; г) рядное размещение светильников с люминесцентными лампами на плане.

Одним из условий обеспечения равномерности освещения является равенство расстояний между светильниками по длине L1 и ширине L2 помещения или между рядами люминесцентных светильников

L1=L2=L (7.1)

Расстояние L определяется по формуле

L=?НР (7.2)

где L - оптимальное расстояние между светильниками или рядами люминесцентных светильников, м;

HР - расчетная высота подвеса светильников, м;

? - коэффициент для определения расстояния между светильниками.

Рекомендуемые значения ? представлены в таблице 7.12

Таблица 7.12 - Рекомендуемые значения ? для светильников с типовыми КСС

Тип КСС ?С ?Э Концентрированная (К)

Глубокая (Г)

Косинусная (Д)

Равномерная (М)

Полуширокая (Л) 0,6

0,9 1,4 2,0

1,6 0,6 1,0

1,6 2,6 1,8

Примечание: ?С рекомендуются для люминесцентных ламп, ?Э - в остальных случаях.

Расчетная высота подвеса светильника определяется по формуле

HР=H-hС-hр , (7.3)

где Н - высота помещения, м;

hС - свес светильника, м;

hР - высота рабочей поверхности или плоскости, на которой нормируется освещенность, м.

Свес светильника определяется конструкцией светильника и способом крепления. Как правило, он составляет 0,3-0,7 м. Для светильников, встраиваемых в потолки или подвешиваемых заподлицо с фермами, hС=0.

Количество светильников по длине nА и ширине nВ помещения соответственно определяется по формулам

, (7.4)

, (7.5)

Общее число светильников в помещении определяется по формуле

(7.6)

При люминесцентных светильниках определяется количество рядов светильников

(7.7)

7.6 Выбор нормированного значения освещенности

Освещенность нормируется СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение" /13/ и соответствующими отраслевыми нормами искусственного освещения. На железнодорожном транспорте освещенность нормируется ОСТ 32.120-98 "Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта" /14/.

В основу нормирования положена характеристика зрительных работ (размер объекта различения), контраст объекта с фоном, характеристика фона, система освещения (комбинированное или общее освещение).

В нормах приводятся минимальные значения освещенности для газоразрядных ламп. При использовании ламп накаливания при системе общего освещения указанные значения снижаются на одну ступень для разрядов I - V и VII, на две ступени - для разрядов VI и VIII.

Нормированные значения освещенности с корректировкой для ламп накаливания приведены в таблицах 7.13 и 7.14

Таблица 7.13 - Нормы освещенности производственных помещений (извлечение из СНиП 23-05-95)

Характеристика зрительной работы Наименьший или эквивалентный размер объекта различения Разряд зрительной работы Подразряд зрительной работы Контраст объекта с фоном Характеристика фона Освещенность при системе общего освещения, лк Разрядные лампы Лампы накаливания Наивысшей точности Менее 0,15 I а Малый Темный - б Малый

Средний Средний

Темный 1250

1000 1000 750 в Малый

Средний Большой Светлый

Средний

Темный 750

600 600 500 г Средний

Большой " Светлый

" Средний 400

300 300 200 Продолжение табл. 7.13

1 2 3 4 5 6 7 8 Очень высокой точности От 0,15 до 0,30 II а Малый Темный - б Малый

Средний Средний

Темный 750

600 600 500 в Малый

Средний Большой Светлый

Средний Темный 500

400 400

300 г Средний

Большой " Светлый

Светлый Средний 300

200 200

150 Высокой точности От 0,30 до 0,50 III а Малый Темный 500

400 400 300 б Малый

Средний Средний

Темный 300

200 200 150 в Малый

Средний Большой Светлый

Средний Темный 300

200 200

150 г Средний

Большой " Светлый

" Средний 200 150 Средней точности Св. 0,5 до 1,0 IV а Малый Темный 300 200 б Малый

Средний Средний

Темный 200 150 в Малый

Средний Большой Светлый

Средний Темный 200 150 г Средний

Большой

" Светлый

" Средний 200 150 Малой точности Св. 1 до 5 V а Малый Темный 300 200 б Малый

Средний Средний

Темный 200 150 в Малый

Средний Большой Светлый

Средний Темный 200 150 г Средний

Большой " Светлый

" Средний 200 150 Грубая (очень малой точности)

Более 5 VI Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном 200 100 Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах

Более 0,5 VII То же 200 150

Продолжение табл. 7.13

Общее наблюдение за ходом производственного процесс:

постоянное

периодическое при постоянном пребывании людей в помещении VIII а " 200 100 б " 75 30

Таблица 7.14 - Нормы освещенности производственных помещений (извлечение из ОСТ 32.120-98)

Наименование цехов, участков, рабочих мест, позиций и оборудования Плоскость, поверхность нормирования освещенности Разряд и подразряд зрительной работы Общее освещение Освещенность, лк Газораз- рядные лампы лампы накаливания Цехи технического обслуживания ТО-3, ТО-4, текущего ремонта ТР-1, пункт технического обслуживания ТО-2, пропиточно-сушильный участок, моечные машины, насосные станции, стрелочные посты Г-0

VI 150*

75* Цехи текущего ремонта ТР-2, ТР-3, капитального ремонта КР-1, КР-2, отделение ремонта электрических машин Г-0

VI 200 100 Сборочный цех, электроаппаратный цех, цех ремонта деталей буксового узла, электромашинный цех, электролитная и дисцилляторная

Г-0,8 VI

200 100 Тележечный цех, колесный цех, механический и инструментальный цехи, дизельный цех, цех ремонта скоростемеров, цех ремонта рефрижераторного подвижного состава и пассажирских вагонов, отделения ремонта автосцепки, холодильного оборудования, топливной аппаратуры, термическое отделение, вагонные колесные мастерские Г-0,8

Va

300 200 Сварочное отделение, сварочные работы, печи для разогрева деталей Г-0,5 VII 300 150 Примечание: ? - норма освещенности снижена на одну ступень из-за наличия оборудования, не требующего постоянного обслуживания.

Таблица 7.15 - Нормы освещенности люминесцентными лампами общественных и вспомогательных зданий (извлечение из ОСТ 32.120-98)

Помещения Плоскость нормирования освещенности Освещенность, лк,

не менее Кабинеты, рабочие комнаты

Проектные залы, чертежные бюро

Машинописные и машиносчетные бюро

Залы заседаний

Помещения для работы с ПЭВМ

Комнаты длительного отдыха пассажиров

Посты электрической централизации Г-0,8

Г-0,8 Г-0,8 Г-0,8

Г-0,8

Г-0,8 Г-0,8 300

500 400 200 300-500

100 300

7.7 Выбор мощности лампы

Мощность лампы выбирается по результатам расчета. Расчет может производиться различными методами. Наиболее рациональным при расчете общего равномерного освещения является метод коэффициента использования светового потока. Расчетом определяется необходимый для создания нормированного значения освещенности световой поток одной лампы или одного ряда люминесцентных светильников по формуле

F = EH S K Z / N?, (7.8)

где F - необходимый световой поток одной лампы или одного ряда люминесцентных светильников, лм;

EH - нормированное значение освещенности по СНиП 23-05-95 или ОСТ 32,120-98, лк;

S - площадь помещения, м2;

К - коэффициент запаса;

Z - коэффициент неравномерной освещенности;

N - число ламп или число рядов люминесцентных светильников, определяются расчетом, ед;

? - коэффициент использования светового потока.

По расчетному значению необходимого светового потока F выбирается стандартная лампа с ближайшим к расчетному световым потоком Fл по таблицам 7.1, 7.3.

При люминесцентных лампах необходимый световой поток F обеспечивается несколькими светильниками.

Число светильников в одном ряду определяется по формуле

n=F / Fсв, (7.9)

где n - число люминесцентных светильников в одном ряду, ед;

Fсв - световой поток одного светильника, лм.

Световой поток одного светильника определяется по формуле

Fсв = m FЛ (7.10)

где FЛ - световой поток одной лампы, лм;

m - число ламп в светильнике, ед.

Если световой поток выбранной стандартной лампы FЛ или фактический световой поток одного ряда люминесцентных светильников Fфакт отличаются от расчетных значений F, то необходимо определить фактическое значение освещенности Ефакт по формулам:

для ламп накаливания, ДРЛ и ДРИ

Ефакт=ЕНFЛ / F, (7.11)

для люминесцентных светильников

Ефакт=ЕНFфакт / F, (7.12)

Расчет считается удовлетворительным, если фактическое значение освещенности Ефакт отклоняется от нормированного значения ЕН в пределах от минус 10 до плюс 20 процентов.

Отклонение фактического значения освещенности от нормированного определяется по формуле

?=100(Ефакт-ЕН) / ЕН, (7.13)

где ? - отклонение фактического значения освещенности от нормированного, процент.

Коэффициент запаса в формуле (7.8) учитывает запыленность и старение ламп, регламентируется СНиП 23-05-95 и ОСТ 32.120-98 (таблица 7.16)

Коэффициент неравномерной освещенности рекомендуется принимать /15/:

для ламп накаливания, ДРЛ и ДРИ Z=1,15,

для люминесцентных ламп Z=1,1.

Таблица 7.16 - Коэффициенты запаса (извлечение из ОСТ 32.120-98)

Помещения Примера помещений Коэффициент запаса, к Производственные помещения с воздушной средой, содержащей:

а) от 1 до 5 мг/м3 пыли, дыма, копоти

б) менее 1 мг/м3 пыли, дыма, копоти.

Помещения общественных и вспомогательных зданий, пассажирских зданий вокзалов с нормальными условиями среды

Цехи кузнечные, литейные, сварочные, сборочные, КР-1, КР-2

Цехи ТР-1, ТР-2, механические, роликовые отделения, вагонные колесные мастерские, электромашинные цехи

Кабинеты и рабочие помещения, помещения с ВДТ и ПЭВМ, учебные помещения, лабораторий, залы совещаний, кассовые залы

1,6 - 1,8

1,4 - 1,5

1,4 Коэффициент использования светового потока выбирается по таблице 7.17 с учетом кривой силы света светильника (КСС), коэффициентов отражения (таблице 7.18) потолка (?п), стен (?с), рабочей поверхности (?р) и индекса помещений ?

Индекса помещений определяется по формуле

?=S / HP(А+В) , (7.14)

Таблица 7.17 - Коэффициенты использования светового потока

Тип КСС Значение ?, % при ?п=0,7; ?с=0,5; ?р=0,3 и ?, равном при ?п=0,7; ?с=0,5; ?р=0,3 и ?, равном 0,6 0,8 1,25 2 3 5 0,6 0,8 1,25 2 3 5 М

Д-1

Д-2 Г-1 Г-2

Г-3 Г-4 К-1 35

36 44 49 58 64

70 74 50

50 52 60 68 74

77 83 61 58 68

75 82 85 84 90 73

72 84

90 96 95 90 96 83

81 93 101 102

100 94 100 95 90

103 106

109 105 99 106 34

36 42 48 55 62

65 69 47 47 51

57 64

70 71 76 56 56

64 71 78 79 78

83 66 63 75 82

86 80

83 88 75 73 84

89 92 90 86 91 86

79 92 94 96 93

87 92 Тип КСС Значение ?, % при ?п=?с=0,5; ?р=0,3 и ?, равном при ?п=0,5; ?с=0,3; ?р=0,1 и ?, равном 0,6 0,8 1,25 2 3 5 0,6 0,8 1,25 2 3 5 К-2

К-3

Л М Д-1 Д-2

Г-1 Г-2 Г-3

Г-4 К-1 К-2

К-3

Л 75 76 32 32

36 42 45 55 63

68 70 72 74 32 84

85 49

45 48 51 56 66

72 73 78 80 83

47 95 96 59 55

57 65

65 80 83 81 86

91 93 57 104 106

71 67 66 71 78

92 91

87 92 99 101 69 108

110 83 74 76 90

76 96 96 91 96

103 106

79 115 116 91 84

85 85 84 103 100

94 100 108 170

90 71

73 31 23 27 33

41 48 57 62 64

68 68 24 78 80

46 36

40 42 48 58 65

68 73 74 76 40 87

90 55 45 48 52

64 72

75 74 80 84 85

49 95 94 65 56

55 69 76 83 83

81 86

92 93 60 97 99

74 65 65 75 70

86 86 83 88 93

95 70 100

102 83 75 73 86

88 93 90 85 90

99 99 76 Продолжение таблицы 7.17

Таблица 7.18 - Приблизительное значение коэффициентов отражения стен и потолка

Отражающая поверхность коэффициент отражения, % Побеленный потолок; побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами

Побеленные стены при незанавешенных окнах; побеленный потолок в сырых помещениях; чистый бетонный и деревянный потолок

Бетонный потолок в грязных помещениях; деревянный потолок; бетонные стены с окнами; стены, оклеенные светлыми обоями

Стены и потолки в помещениях с большим количеством темной пыли; сплошное остекление без штор; красный кирпич неоштукатуренный; стены с темными обоями 70

50

30 10 Площадь помещения определяется по формуле

S = A B (7.15)

7.8 Исходные данные для расчета

7.8.1 Назначение помещения.

7.8.2 Разряд зрительных работ для производственных помещений.

7.8.3 Габаритные размеры помещений.

7.8.4 Коэффициенты отражения потолка, стен, рабочей поверхности.

7.9 Последовательность расчета

7.9.1 Выбирается источник света.

7.9.2 Выбирается тип светильника, для люминесцентных ламп - мощность лампы, число ламп в светильнике и тип лампы.

7.9.3 Определяется расчетная высота подвеса светильника.

7.9.4 Определяется оптимальное расстояние между светильниками или рядами люминесцентных светильников.

7.9.5 Определяется число светильников или число рядов люминесцентных светильников.

7.9.6 Выбирается нормированное значение освещенности.

7.9.7 Определяется площадь помещения.

7.9.8 Выбирается коэффициент запаса.

7.9.9 Выбирается коэффициент неравномерной освещенности.

7.9.10 Определяется индекс помещения.

7.9.11 Выбирается коэффициент использования светового потока.

7.9.12 Определяется необходимый световой поток одной лампы или одного ряда люминесцентных светильников.

7.9.13 Выбирается мощность лампы или определяется число люминесцентных светильников в одном ряду.

7.9.14 Определяется фактическое значение освещенности.

7.9.15 Определяется отклонение фактической освещенности от нормированного значения.

7.9.16 Дается заключение о соответствии освещенности требованиям СНиП 23-05-95 илиОСТ32.120-98.

7.10 Пример расчета с использованием разрядных ламп высокого давления

Рассчитать общее равномерное освещение в электромашинном цехе.

Исходные данные:

- длина помещения А=48м;

- ширина помещения В=18м;

- высота помещения Н=9м;

- коэффициенты отражения:

потолка ?n=50%;

стен ?c=50%;

рабочей поверхности ?Р=30%

7.10.1 Выбираем источник света. Принимаем разрядные лампы высокого давления типа ДРЛ.

7.10.2 Выбираем тип светильника. Принимаем по таблице 7.8 светильник РСП05 с кривой силы света (КСС) типа Д.

7.10.3 Принимаем свеc светильника hС=0,5 м.

7.10.4 Принимаем высоту рабочей поверхности в соответствии ОСТ 32.120-98 (табл. 7.14) hР=0,8 м.

7.10.5 Определяем расчетную высоту подвеса светильника НР по формуле (7.3)

HР = H - hС - h,

HР = 9 - 0,5 - 0,8 = 7,7 м

7.10.6 Определяем оптимальное расстояние между светильниками L по формуле (7.2) .

По таблице (7.12) для светильников с КСС типа Д принимаем ?=1,6

L =1,6 · 7,7 =12,3 м

Учитывая шаг колонн l = 6 м, принимаем L = 12 м, располагая светильники на фермах.

7.10.7 Определяем число светильников по длине помещения nА по формуле (7.4)

nА = A/L ,

nА = 48/12= 4шт.

7.10.8 Определяем число светильников по ширине помещения nВ по формуле (7.5)

nВ =В/L ,

nВ=18/12= 1,5шт.

Принимаем nВ=2 шт.

7.10.9 Определяем общее число светильников по формуле (7.6)

N= nA nB, N=4•2=8 шт.

Выбираем нормированное значение освещенности по ОСТ 32.120-98 (табл.7.14). Для электромашинного цеха принимаем ЕН=200 лк

7.10.10 Определяем площадь помещения по формуле (7.15)

S = A B, S=48 · 18=864 м2.

7.10.11 Выбираем коэффициент запаса по таблице 7.16 K=1.5

7.10.12 Принимаем коэффициент неравномерной освещенности (см. п. 7.7) Z=1,15

7.10.13 Определяем индекс помещения ? по формуле (7.14)

? = S/Hp(A+B)

? = 864/7,7•(48+18) = 1,7

7.10.14 Выбираем коэффициент использования светового потока ? по таблице 7.17.

Для светильников с КСС типа Д при ?n=0,5, ?c=0,5, ?р =0,3 индексе помещения ?=1,7 с учетом интерполяции принимаем ?=0,67.

7.10.15 Определяем необходимый световой поток одной лампы F по формуле (7.8)

F = EH S K Z / N?,

F = 200 · 864 · 1,5 · 1,5/8 · 0,67 = 55612 лм

7.10.16 Выбираем лампу ДРЛ-1000-3 (табл. 7.3) мощностью 1000 Вт со световым потоком Fл=59000 лм.

7.10.17 Определяем фактическое значение освещенности Eфакт по формуле (7.11)

Eфакт =Eн Fл / F

Eфакт=200 · 59000/55612 = 212 лк

7.10.18 Определяем отклонение фактической освещенности от нормативного значения ? по формуле (7.13)

? = 100(Eфакт - EН)/EН ,

? = 100(212 - 200)/200 = 6%

7.10.19 Фактическое значение освещенности не превышает нормированного значения более чем на 20%, что удовлетворяет требованиям СНиП 23-05-95.

7.11 Пример расчета с использованием люминесцентных ламп

Рассчитать общее равномерное освещение в помещении бухгалтерии. В помещении используются персональные электронно-вычислительные машины (ПЭВМ).

Исходные данные:

- длина помещения А=7,2м;

- ширина помещения В=5,6м;

- высота помещения Н=3,2м;

- коэффициенты отражения:

потолка ?n=70%;

стен ?c=50%;

рабочей поверхности ?Р=30%

7.11.1 Выбираем источник света. Принимаем наиболее экономичные лампы белого света типа ЛБ.

7.11.2 Выбираем тип светильника. Принимаем встроенные светильники типа ЛВ003-2х40-001 с двумя лампами ЛБ40с КСС типа Д.

7.11.3 Принимаем свеc светильника hС=0 м.

7.11.4 Принимаем высоту рабочей поверхности в соответствии ОСТ 32.120-98(табл. 7.14) hР=0,8 м.

7.11.5 Определяем расчетную высоту подвеса светильника НР по формуле (7.3)

HР=Н - hС - hР ,

HР =3,2 - 0,8 =2,4 м

7.11.6 Определяем оптимальное расстояние между рядами люминесцентных светильников L по формуле (7.2)

, По таблице (7.12) для светильников с КСС типа Д принимаем ?=1,4

L=1,4*2,4 =3,4 м

7.11.7 Определяем число рядов светильников N по формуле (7.7)

N=В/L,

N=5,6/3,4=1,6

Принимаем N=2.

7.11.8 Выбираем нормированное значение освещенности по ОСТ 32.120-98 (табл. 7.15). Для помещений с использованием ПВЭМ принимаем ЕН=400 лк

7.11.9 Определяем площадь помещения по формуле (7.15)

S = A · B,

S = 7,2 · 5,6=40,3 м2.

7.11.10 Выбираем коэффициент запаса по таблице 7,16 К = 1,4

7.11.11 Принимаем коэффициент неравномерной освещенности (см. п. 7.7) Z=1.1

7.11.12 Определяем индекс помещения ? по формуле (7.14)

?= S/HР(A+B),

? = 40,3/2,4 (7,2+5,6) = 1,3

7.11.13 Выбираем коэффициент использования светового потока ? по таблице 7.17

Для светильников с КСС типа Д при ?n=0,7. ?c= 0,5 ?р=0,3 индекс помещения ?=1,3 с учетом интерполяции принимаем ? = 0,59

7.11.14 Определяем необходимый световой поток одного ряда светильников по формуле(7.8)

F = EH S K Z / N?,

F=400 · 40,3 · 1,4 · 1,1/2 · 0,59 = 21038 лм

7.11.15 Определяем число светильников в одном ряду по формуле (7.9)

n=F/Fсв Световой поток лампы ЛБ40-1 по таблице 7.2 Fл=3200 лм.

Световой поток одного светильника с двумя лампами ЛБ40-1

Fсв = 2 · Fл = 2 · 3200 = 6400 лм

n=21038/6400=3,3 шт.

принимаем n=3

7.11.16 Определяем фактическое значение освещенности Eфакт по формуле (7.12)

Eфакт = EН Fфакт /F,

Фактическое значение светового потока одного ряда светильников

Fфакт = n Fсв= 3 · 6400 = 19200 лм

Eфакт = 400 · 19200/21038 = 365лк

7.11.17 Определяем отклоненияе фактической освещенности от нормированного значения ? по формуле (7.13)

?=100(Eфакт - EН)/EН ,

?= 100(365- 400)/400 = - 8,75%

7.11.18 Фактическое значение освещенности меньше нормированного значения на 8,75%, что удовлетворяет требованиям СНиП 23-05-95.

7.12 Контрольные вопросы

7.12.1 Какие источники света используются для освещения помещений?

7.12.2 Каким источникам света следует отдавать предпочтение?

7.12.3 Какие требования предъявляются к искусственному освещению?

7.12.4 Какие исходные данные необходимы для расчета искусственного освещения?

7.12.5 Какие факторы необходимо учитывать при выборе нормированного значения освещенности?

7.12.6 Что учитывает коэффициент запаса?

7.12.7 Что такое коэффициент использования светового потока?

7.12.8 Какие факторы необходимо учитывать при определении коэффициента использования светового потока?

7.12.9 Какая существенная разница в расчетах искусственного освещения с использованием ЛН, ДРЛ, ДРИ и люминесцентных ламп?

7.12.10 В каких пределах допустимо отклонение фактического значения освещенности от нормированного значения?

7.13 Рекомендуемая литература

/ 2 / стр. 84-97,

/ 15 / стр. 7-143,

/ 16 / стр. 5-143.

8

РАСЧЕТ ПРОЖЕКТОРНОГО ОСВЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СТАНЦИЙ

8.1 Цель практического занятия

Цель практического занятия - ознакомить студентов с особенностями и методикой расчета прожекторного освещения железнодорожных станций.

8.2 Особенности освещения железнодорожных станций, расчетные формулы

Рост интенсивности работы железных дорог Российской Федерации связан с необходимостью круглосуточной работы железнодорожных станций. Безопасность движения поездов и маневровых передвижений, безопасность пассажиров при посадке в вагоны и высадке из вагонов, бесперебойную и безопасную работу обслуживающего персонала и охрану грузов обеспечивают правильно спроектированные и эксплуатируемые осветительные установки.

Особенность освещения территорий станций обусловлена тем, что наружное освещение не должно влиять на отчетливую видимость сигнальных огней, но тем не менее освещение должно быть достаточным, соответствовать установленным нормам и отвечать требованиям рационального расходования электроэнергии.

Осветительные установки железнодорожных станций, в частности территорий путевого развития станций, отличаются от подобных установок других открытых пространств.

При выборе способа в первую очередь исходят из технических характеристик станций. К ним относят назначение путей парка или станции в целом; характер путевого развития, который определяется наличием междупутей и их взаимным расположением; наличие электрической тяги.

Опыт проектирования и эксплуатации осветительных установок станции подтверждает, что по всем показателям наилучшим способом освещения является прожекторное освещение.

Прожектор - это световой прибор дальнего действия. Особенностью конструкции прожекторных приборов, отличающих их от других световых приборов является:

* наличие в них точного фокусирующего устройства, помещающего центр светящегося тела в действительный фокус прибора;

* высокая точность обработки и крепления зеркального отражателя;

* наличие поворотного устройства с лимбами, фиксирующими перемещение прибора в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Преимущества прожекторов по сравнению со светильниками:

* не загромождают территорию;

* просты в эксплуатации;

* обеспечивают хорошее сочетание освещенности в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Основными светотехническими характеристиками прожекторов, точнее их оптических систем, являются:

* максимальная сила света Imax, кд; угол рассеяния в вертикальной или горизонтальной плоскости - ?верт. и ?гориз., отсчитываемый в обе стороны от направления максимальной силы света, под которым сила света снижается до 0,1 Imax;

* коэффициент полезного действия (КПД), который определяется как отношение доли светового потока прожектора, заключенного в пределах угла рассеяния, к световому потоку источника света, установленного в прожекторе. КПД прожектора зависит от многих факторов, связанных с перераспределением светового потока и применяемым типом источника света, габаритными размерами оптической системы и параметрами ее элементов. Для прожекторов заливающего света этот показатель является наиболее важным;

* световой поток прожектора F, лм, зависящий от типа прожектора, напряжения сети и мощности ламп.

8.3 Расчет прожекторного освещения

Расчет прожекторного освещения по световому потоку прожектора позволяет определить необходимое количество прожекторов для обеспечения заданной освещенности на данной территории.

Выбор типа прожектора зависит от площади освещаемых территорий и технологических процессов, выполняемых на них. Светотехнические характеристики прожекторов приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Светотехнические характеристики прожекторов

Типы осветительного прибора Тип лампы Макси-мальная сила света, кд Коэффициент усиления Угол рассеивания, град, в плоскости КПД,

% Горизон-тальной Вертикаль-ной ПЗС-45 Г-220-1000

ДРЛ-700 130000

30000 88 15,2 26

100 24 100 27 - ПЗС-35 Г-220-500

ДРИ-500 50000

286000 76 94 21

15 19 25 27 - ПЗС-25 Г-220-200

ДРЛ-125 16000

5400 72

14 16 15 12 25 27

- ПСМ-50-1 Г-220-1000

ДРЛ-700 120000

52000 68

19,7 25 100 25 100 35

- ПКН-1000-1 КИ-220-1000-5 75000 43 80 25 60 ПКН-1500-1 КИ-220-1500 110000 42 100 25 60 ПКН-2000-1 КИ-220-2000-4 140000 40 100 25 60 ПЗР-400-VI ДРЛ-400 19000 10,5 60 60 45 СЖКс-20 ДКсТ-20000 320000 7 100 155 70

Освещенность территорий железнодорожных станций регламентируется ОСТ 32.120-98 "Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта" /14/

В таблице 8.2 представлены нормированные значения освещенности станций.

Таблица 8.2 - Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта (извлечение из ОСТ 32.120-98)

Объекты Освещенность, лк Плоскость нормирования освещенности Сортировочные и крупные участковые станции пути и горловины парков приема и отправления 3-5 Поверхность земли сортировочные и вытяжные пути 5 - тормозные позиции, хвостовая часть сортировочного парка, ремонтные пути, участок расцепки 10 Вертикальная вдоль оси пути, горизонтальная на поверхности земли Остальные участковые станции пути приема-отправления 3 поверхность земли сортировочные пути 5 - сортировочные горки 10 - Промежуточные станции с погрузкой выгрузкой 2 - Остальные промежуточные станции, разъезды 1 - Пути пассажирских и технических станций 5 поверхность земли Междупутье на открытых путях экипировки локомотивов 20 - Грузовые платформы 20 поверхность платформы Пассажирские платформы 2-10 поверхность земли Высота прожекторной мачты определяется с учетом ограничения слепимости по формуле

(8.1)

где Н - высота прожекторной мачты, м;

Imax - максимальная сила света прожектора по оптической оси, кд;

с - коэффициент, зависящий от нормы освещенности для данной территории.

Значения коэффициента с приведены в таблице 8.3.

Таблица 8.3 - Значения коэффициента с

Норма освещенности, лк 1 2 3 5 10 30 50 Коэффициент с 150 250 300 400 700 2100 3500

После определения высоты прожекторной мачты выбирается стандартное значение, ближайшее к расчетному из ряда: 15, 21, 28, 35, 40 м.

Установка прожекторов выполняется одиночной или групповой.

В целях уменьшения затенения мест каждое междупутье должно освещаться с двух сторон.

7 6 5 4 3 2 1

Рис. 8.1 Схема расположения прожекторных мачт

Во избежание сплошных теней необходимо выполнение условий

, (8.2)

где в - расстояние между мачтами по ширине парка, м.

Расстояние l между прожекторными мачтами по длине парка определяем из выражения:

(8.3)

где l - расстояние между прожекторными мачтами, м.

Количество мачт по ширине парка определяется по формуле

(8.4)

где Nш - количество мачт по ширине парка, шт;

В - ширина парка, м.

Количество мачт по длине парка определяется по формуле

(8.5)

где Nдл - количество мачт по длине парка, шт;

L - длина парка, м.

Общее число прожекторных мачт определяем из выражения

шт (8.6)

Площадь освещаемой территории объекта определяется по формуле

(8.7)

Общее число прожекторов определяется по формуле

(8.8)

где n - общее число прожекторов;

Ен - нормированное значение освещенности, лк, (таблица 8.2.);

S - площадь освещаемой территории, м2;

К - коэффициент запаса, учитывающий старение ламп и окружающую среду, (принимается К=1,5);

V - коэффициент, учитывающий рельеф местности, (принимается V=1,15?2);

Z - коэффициент неравномерности освещения, (принимается Z=2?5).

Световой поток прожектора принимается из выражения

(8.9)

где Fл - световой поток лампы, лм (таблица 8.2)

Таблица 8.4 - Светотехнические характеристики источников света

Наименование ламп Тип Мощ-ность, Вт Напря-жение в лампе, В Свето-вой поток, лм Световая отдача, лм/Вт Средняя продол-жительность горения, ч Накаливания осветительные общего назначения Г-220/300

Г-220-500

Г-220-750 Г-220-1000 300

500 750 1000 220

220 220 220 4850

8400

13100 18800 15,6

16,4 17,5 18,5 1000 Накаливания кварцевые галогеновые КГ-220-1000-5

КГ-220-1500 КГ-220-2000-4

КГ-220-5000

КГ-220-10000 1000

1500 2000 5000

10000 220 220 220

220 220 22000

33000 44000 110000

220000 22,0 22,0

22,0 22,0 22,0 2000 Ртутные дуговые высокого давления с исправленной цветностью ДРЛ-250

ДРЛ-400

ДРЛ-700 ДРЛ-1000-2 250

400 700 1000 140

135 140 140 13500

24000

41000 59000 42,0

48,5 47,0 50,0 5000

6000 3000 3000 Ртутные металлогалогенные ДРИ-250

ДРИ-400

ДРИ-700 250 400

700 120 135 140 19000

35000 60000 55,0

63,0

80,0 3000 Дуговые ксеноновые трубчатые ДКсТ-10000

ДКсТ-20000 10000

20000 220 380 250000

694000 23,0

29,0 750 Определение оптимального угла наклона оптической оси прожектора к горизонту

Для обеспечения оптимального использования светотехнических характеристик прожектора необходимо обеспечить требуемый наклон оптической оси прожектора к горизонту - ?, град.

Рис. 8.2 Схема определения угла наклона оптической оси прожектора

При изменении угла наклона прожектора (угла между направлением оптической оси прожектора и горизонтом) значительно изменяются освещенность, форма и площадь светового пятна.

Применение малых углов наклона оправдано в случае необходимости освещения далеко расположенных объектов или для создания освещенности в вертикальной плоскости.

При больших углах наклона световое пятно находится в непосредственной близости от основания прожекторной мачты. Затем с уменьшением угла наклона оно перемещается все дальше и дальше от мачты и приобретает эллиптическую форму.

Площадь светового пятна сперва возрастает до определенного предела, а затем начинает уменьшаться, и при некотором значении угла наклона световое пятно превращается в точку, которая по своему расположению совпадает или находится вблизи точки пересечения прожектора с освещаемой горизонтальной плоскостью.

Угол наклона прожектора, при котором площадь, ограниченная кривой одинаковой заданной освещенности, имеет максимальное значение, является наивыгоднейшим.

Оптимальный угол наклона определяется из следующего выражения

(8.10)

? - оптимальный угол наклона оптической оси прожектора к горизонту, град.;

где m и n - эмпирические коэффициенты, зависящие от типа прожектора.

Значения коэффициентов m и n приведены в таблице 8.5

Таблица 8.5 - Значения коэффициентов m и n

Тип прожектора Мощность лампы, Вт Напряжение лампы, В Коэффициенты m n ПЗС-35 500 220 300 14 ПЗС-45 1000 220 400 6,6 8.4 Пример расчета

Определить необходимое количество прожекторов для освещения путей приемо-отправочного парка станции.

Исходные данные:

Длина парка - L=1200 м.

Ширина - B=110 м.

Тип прожектора - ПЗС-45.

Тип лампы - Г-220-1000

8.4.1 Нормированное значение освещенности путей приемо-отправочного парка согласно ОСТ 32.120-98, Ен=5 лк.

8.4.2 Для ограничения слепимости в установках прожекторного освещения высота прожекторной мачты определяется из выражения (8.1).

Согласно значениям таблицы 8.1 максимальная сила света лампы Г-220-1000, Imax=130000 кд. Величина коэффициента с выбирается по таблице 8.3, с =400.

м

Выбираем высоту стандартной мачты, ближайшую к расчетной Н=21 м.

8.4.3 В целях уменьшения затенения мест каждое междупутье освещается с двух сторон. Используя выражение 8.2, расстояние между мачтами по ширине составит

в=1,35?21=28 м.

Расстояние между прожекторными мачтами по длине парка по формуле (8.3) составит

l=8?28=224 м.

8.4.4 Количество прожекторных мачт по ширине парка определяем по формуле (8.4)

Nш=110/28+1=5 шт.

Количество прожекторных мачт по длине парка определяем по формуле (8.5)

Nдл=1200/224=6 шт.

Общее количество прожекторных мачт определяем по формуле (8.6)

Nобщ=5?6=30 шт.

Площадь парка по формуле (8.7)

S=1200?110=132000 м2.

8.4.5 Общее количество прожекторов по формуле (8.8)

Световой поток лампы Г-220-1000 по таблице 8.2 Fл=18800 лм

Световой поток прожектора по формуле (8.9)

Fпрож = 18800 ? 0,75=14100 лм

n = 5 ? 132000 ? 1,5 ? 2,2 ? 1,15/14100=178 шт

Таким образом, на одну прожекторную мачту приходится 178/30=6 прожекторов.

9 Оптимальный угол наклона оптической оси прожектора к горизонту определяем по формуле (8.10)

Вывод:

Количество прожекторов, определенное в ходе расчета, обеспечивает нормированное значение освещенности путей приемо-отправочного парка станций.

8.5 Контрольные вопросы:

8.5.1 Каковы преимущества прожекторов по сравнению со светильниками?

8.5.2 Каковы особенности освещения территории железнодорожных станций?

8.5.3 Назовите основные светотехнические характеристики прожекторов?

8.5.4 Какова цель расчета прожекторного освещения?

8.5.5 Какие требования предъявляются к определению угла наклона прожектора?

8.5.6 Какие технические характеристики станций определяют выбор способа освещения территорий?

8.5.7 Какие требования предъявляются к прожекторному освещению территорий железнодорожных станций?

9. ВЫБОР КАНАТОВ ДЛЯ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ И СТРОПОВ

9.1 Цель практического занятия

Цель практического занятия - ознакомить студентов с конструкцией и методикой расчета прочности стального каната для использования в качестве грузового элемента и стропа.

9.2 Назначение и конструктивное исполнение канатов и стропов

Основными причинами аварий грузоподъёмных кранов являются: неправильная установка крана на участке работ; нарушения крепления узлов и механизмов крана; неправильная регулировка тормозов, неисправность тормозов; неисправность или отказ грузовых, стреловых канатов; применение некачественных или не соответствующих проекту канатов; неправильная регулировка или отказ приборов и устройств безопасности; перегрузка крана; неудовлетворительное качество сварных соединений, допущенное при ремонте, монтаже и изготовлении крана; низкое качество стали, применяемое при изготовлении и ремонте ответственных металлоконструкций крана [1].

На предприятиях и стройках при эксплуатации грузоподъемных кранов, на протяжении ряда лет, происходят аварии и несчастные случаи по причине обрывов стальных канатов.

Грузоподъемные краны снабжены блочно-канатными системами. Передача тяговых усилий от барабана лебедки к грузозахватному органу при подъеме или опускании груза осуществляется стальными канатами. Последние работают с относительно высокими скоростями, различной по величине и характеру приложения нагрузкой, испытывают большое количество перегибов при оббегании блоков и навивке на барабан.

Канаты для подъема и опускания стрелы (стреловые канаты) в процессе эксплуатации кранов подвергаются воздействию различных неблагоприятных факторов: растяжению, изгибу, скручиванию, внезапным динамическим нагрузкам, абразивному износу (истиранию), коррозионному воздействию и т.п., что в конечном итоге ведет к снижению их прочности и уменьшению ресурса.

На кранах в качестве грузовых, стреловых, вантовых, тяговых и других могут применяться стальные проволочные канаты с органическим или металлическим сердечником, изготовленные и испытанные в соответствии с техническими требованиями ГОСТ 3241-91* "Канаты стальные. Технические требования" [2].

Согласно этому стандарту канаты изготовляются из светлой или оцинкованной проволоки марок В, I и II с органическим, металлическим или сердечником из искусственных материалов (пластмасс и пр.). Канаты могут быть различных типов и конструкций в зависимости от числа проволок в прядях и прядей в канате, расположения проволок и прядей по площади поперечного сечения каната, вида и направления свивки проволок и прядей, формы поперечного сечения каната и пр.

На кранах в качестве грузовых, стреловых канатов и для изготовления стропов обычно применяют многопрядные канаты, изготовленные из проволок разного диаметра.

Промышленностью выпускаются канаты крестовой и односторонней свивки. В первом случае направления свивки проволоки в прядях и прядей в канате разные, во втором случае - одинаковые. При односторонней свивке канаты обладают большей гибкостью и лучше сопротивляются износу, чем при крестовой, однако они более склонны к закручиванию, вследствие чего не пригодны для поднятия грузов, подвешенных к одному концу каната.

В соответствии с ГОСТ канаты бывают с точечным касанием (ТК) проволок между слоями (проволоки одного слоя касаются проволок смежных слоев в одной точке) и с линейным касанием (ЛК) проволок между слоями (проволоки одного слоя касаются проволок смежных слоев по всей длине проволоки).

Линейное касание проволок значительно повышает гибкость каната и уменьшает истирание проволок при эксплуатации. Основное преимущество канатов ЛК по сравнению с канатами ТК заключается в сочетании гибкости с высокой износоустойчивостью и большей прочностью при одинаковых прочих условиях. Учитывая это, канат ЛК следует в первую очередь применять на кранах и подъемных механизмах.

По способу свивки различают канаты раскручивающиеся и нераскручивающиеся. В первых канатах пряди и проволоки не сохраняют своего положения после снятия перевязок, во вторых - сохраняют.

Завод, изготовляющий канат, снабжает его сертификатом (паспортом) с указанием назначения каната, номинального диаметра, длины и массы его, вида покрытия проволоки, направления свивки каната и сочетания направлений свивки его элементов, способа свивки и степени крутимости каната, а также результатов механических испытаний и других сведений.

В случае получения канатов, не снабженных сертификатом, они должны быть подвергнуты испытаниям в соответствии с ГОСТ 3241-91*, для чего от каждого каната отрезается образец длиной 1 м - для канатов из светлой проволоки, 1,5 м - для канатов из оцинкованной проволоки. Для проверки разрывного усилия каната в целом отбирается специальный образец. Канаты, не снабженные свидетельством об их испытании, к работе не допускаются.

При эксплуатации кранов и электроталей используют канаты из светлой проволоки марки В или I с органическим сердечником. Канаты из проволоки марки II могут применяться для изготовления стропов. Их следует устанавливать на кранах лишь в исключительных случаях, когда нет канатов из проволоки марок В и I, обладающих более высокими механическими качествами, и при условии, что коэффициент запаса прочности будет не меньше установленного Правилами.

При работе кранов, служащих для транспортировки расплавленного и раскаленного металла, могут применяться канаты с металлическим и органическим сердечником. В последнем случае требуется более надежная защита каната от действия высокой температуры. Устанавливать на такие краны канаты из проволоки марки II не разрешается.

Если необходимо, чтобы при работе канат был навит на барабан в несколько слоев, рекомендуется применять канаты с металлическим сердечником, предохраняющим нижние слои от сминания верхними.

На кабельных кранах для оттяжек опор и подвески электропроводов должны использоваться канаты из оцинкованной проволоки без органического сердечника. Такие канаты применяют также, если в процессе эксплуатации они подвергаются усиленной коррозии или в случаях, когда исключена возможность их периодической смазки.

Промышленность выпускает канаты с временным сопротивлением разрыву от 1200 до 2600 МПа. При проектировании кранов обычно выбирают канаты с временным сопротивлением разрыву 1800 МПа.

Для обеспечения расчетных запасов прочности могут применяться канаты с плетеным металлическим сердечником. Эти канаты предпочтительны также при многослойной навивке каната на барабан.

Наименьший допустимый коэффициент запаса прочности каната К зависит от рода привода и режима работы крана. Для грузовых и стреловых канатов кранов с машинным приводом К должно быть не менее 5 - при легком; 5,5 - при среднем и 6 - при тяжелом и весьма тяжелом режимах работы. У кранов с ручным приводом механизмов канаты рассчитываются с коэффициентом запаса прочности не менее 4,5.

Действительное разрывное усилие каната обычно приводится в сертификате (паспорте) каната. В случаях, когда в паспорте вместо действительного разрывного усилия каната указана величина так называемого суммарного разрывного усилия Рсумм (сумма разрывных усилий отдельных проволок, из которых состоит канат), канат рассчитывают по суммарному разрывному усилию, умноженному на коэффициент ослабления каната свивкой. Среднее значение этого коэффициента принимается равным 0,83.

Грузовые канаты на кранах, предназначенных для подъема и транспортировки расплавленного металла, жидкого шлака, ядовитых и взрывчатых веществ, должны выбираться с коэффициентом запаса прочности не менее 6.

Стальные канаты, изготавливаемые из круглой поволоки, подразделяются по ряду признаков:

* по форме поперечного сечения - на круглые и плоские;

* по конструктивному признаку - на канаты одинарной, двойной и тройной свивки;

* по форме поперечного сечения прядей - на круглое и фасонопрядные;

* по способу свивки на обыкновенные раскручивающиеся и нераскручивающиеся;

* по материалу сердечника - с органическим сердечником из натуральных или синтетических материалов (о. с.) и с металлическим сердечником (м. с);

* по направлению свивки - правой и левой свивки;

* по сочетанию направлений свивки каната и его элементов в канатах двойной и тройной свивки - на канаты односторонней свивки (направление свивки каната и свивки прядей по наружным проволокам одинаковые); канаты крестовой свивки (направление свивки каната и направление свивки стренг и прядей противоположные), канаты комбинированной свивки (с чередующимися через одну направлениями свивки прядей);

По числу ветвей канатные стропы разделяют на одноветвевые, двухветвевые, трехветвевые, четырехветвевые, кольцевые, петлевые; цепные стропы одноветвевые, двухветвевые, трехветвевые, четырехветвевые и универсальные. Простые стропы применяют для навешивания грузов, имеющих специальные приспособления (петли, крюки, рым-болты и т. п.), универсальные - для строповки грузов обвязкой.

Одноветвевой строп с крюком или другим захватным органом обычно применяют и для захвата грузов, снабженных монтажными петлями или проушинами, скобами и т. п.

Многоветвевые стропы (рис. 9.1) применяют для подъема и перемещения станков, аппаратов, строительных деталей и конструкций, имеющих 2, 3 или 4 точки крепления. Широкое применение они получили для строповки элементов зданий (панелей, блоков, ферм, и т. п.), снабженных петлями или проушинами. При использовании многоветвевого стропа нагрузка должна передаваться на все ветви равномерно, что обеспечивается вспомогательными соединениями.

Рис. 9.1. Канатный строп четырехветвевой: I, II, III, IV- ветви каната:

1 - подвеска; 2 - коуш; 3 - заплетка; 4 - канат; 5 - крюк; 6 - замок (защелка).

Универсальные стропы применяют при подъеме груза, обвязка которого обычными стропами невозможна (трубы, доски, металлопрокат, аппараты и т. п.).

Расчет стропов из стальных канатов с учетом числа ветвей канатов и угла наклона их к вертикали выполняют в соответствии с РД 10-33-93 (с изм. № 1 (РД 10-231-98)).

Применяемые стальные канаты для изготовления стропов должны иметь сертификат (свидетельство), в котором кроме других сведений должны быть указаны диаметр каната, его назначение, марка, вид покрытия, направление свивки, сочетание направлений свивки, способ свивки, степень крутимости, маркировочная группа, диаметр проволоки, суммарное разрывное усилие, дата приемки и другие требования, предусмотренные сертификатом, в соответствии с которым изготовлен канат.

Важным условием обеспечения надежности стропов при их использовании для подъема и перемещения грузов является прочность канатных ветвей. Стропы в процессе работы подвергаются сложным статическим и динамическим нагрузкам, ударам, истиранию, коррозии и другим механическим и атмосферным воздействиям. В результате их прочность нарушается. Поэтому коэффициент запаса прочности канатов по отношению к нагрузке отдельной ветви стропа должен при проектировании стропов устанавливаться не менее 6.

С помощью грузозахватных приспособлений (чалочных устройств) груз подвешивается к крюку крана. Они должны быть легкими и прочными, соответствовать характеру транспортируемого краном груза и исключать самопроизвольную его отцепку.

При транспортировке грузов кранами применяются съемные грузозахватные приспособления различных конструкций с ручной зацепкой (обвязкой) груза или с автоматическим или полуавтоматическим захватом его. Предпочтительно применение автоматических захватов, обеспечивающих безопасную и высокопроизводительную работу кранов, без присутствия в зоне перемещения грузов специальных рабочих (стропальщиков).

В связи с этим отдельным постановлением Госгортехнадзора предложено всем руководителям предприятий и организаций, имеющим грузоподъемные краны, разработать технологию погрузки, транспортировки, разгрузки и складирования грузов с помощью автоматических захватных устройств, для чего организовать их проектирование, изготовление и испытание.

При ручной строповке груза необходимо применять инвентарные стропы и захваты. Наибольшее распространение для ручной строповки грузов имеют канатные или цепные стропы с крюками, кольцами, эксцентриковыми захватами и другими приспособлениями на концах, универсальный строп (кольцевой и двухпетлевой), клещевые захваты, траверсы с петлями, скобами, крючьями и т. п. для захвата груза.

Канатные и цепные стропы имеют в своем составе навесные и грузозахватные звенья. С помощью навесного звена стропы навешиваются на крюк крана.

В стропах для перемещения грузов в условиях производства строительно-монтажных работ широко применяется навесное звено, показанное на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Звено разъемное:

1 - скоба; 2 - ограничитель; 3 - планка; 4 - болт; 5 - гайка; 6 - шплинт.

В качестве грузозахватных звеньев применяются крюки, карабины, эксцентриковые и другие захваты.

Универсальные стропы (рис. 9.3) звеньев не имеют и применяются для строповки грузов с обхватом, который выполняется "в люльку" (рис. 9.4) или "на удав" (рис. 9.5).

Рис. 9.3. Стропы универсальные: а - кольцевой; б - двухпетлевой.

Рис. 9.4. Обхват груза "в люльку": а - кольцевым стропом; б - двухпетлевым стропом.

Рис. 5. Обхват груза "на удав"

Для уменьшения износа стропов и обеспечения более надежного затягивания петли при работе с обхватом груза "на удав" применяются стропы со встроенным роликом, снижающим потери на трение и облегчающим работу по застроповке и расстроповке груза.

Мелкоштучные грузы (кирпич, мелкое литье, мелкие детали машин), а также сыпучие или жидкие грузы транспортируют кранами в специальной таре (контейнерах, поддонах, ящиках, бадьях, ковшах и т. п.).

Разрешения органов технадзора на проектирование и изготовление съемных грузозахватных приспособлений не требуется.

Конструкция грузозахватных приспособлений согласованию с Госгортехнадзором не подлежит. За качество проекта и изготовления съемных грузозахватных приспособлений, а также за соответствие их Правилам по кранам несет ответственность организация, выполнявшая соответствующую работу [2].

В случае применения сварки при изготовлении грузозахватных приспособлений и тары в документации (нормалях, технологических картах, чертежах) должны содержаться указания по ее выполнению, контролю качества. Требования к материалу, сварке и контролю качества при изготовлении грузозахватных приспособлений и тары Правилами по кранам не регламентированы. В связи с этим материалы, способы сварки, методы контроля сварных соединений и браковочные показатели устанавливаются организацией, разрабатывающей техническую документацию на их изготовление.

Качество использованных при изготовлении материалов (канатов, цепей, поковок и т. п.) должно быть подтверждено сертификатами завода - поставщика материала.

Сведения об изготовленных съемных грузозахватных приспособлениях и таре заносятся в журнал их учета. В этом журнале должны быть указаны наименование грузозахватного приспособления или тары, грузоподъемность, номер стандарта, нормали (технологической карты, чертежа), номера сертификатов на примененный материал, результаты проверки качества сварки, результаты испытания грузозахватного приспособления или осмотра тары.

Все вновь изготовленные или подвергнутые ремонту съемные грузозахватные приспособления (стропы, траверсы, клещи и т. п.) должны быть испытаны и промаркированы. Испытание производится нагрузкой, в 1,25 раза превышающей их номинальную грузоподъемность.

Тара после изготовления должна подвергаться осмотру. Испытание тары грузом не обязательно и обычно не производится.

При испытании стропов общего назначения ветви их должны быть расположены по отношению друг к другу под углом 90° (рис. 6). Допускается аналитический перерасчет на прямолинейное растяжение. Например, грузоподъемность стропа при угле между ветвями 90° составляет 5 тс. При испытании стропа при этом угле испытательная нагрузка должна быть на 25% больше его грузоподъемности.

Рис. 9.6. Угол между ветвями строп.

При испытании стропа с вертикальным расположением ветвей указанную испытательную нагрузку следует увеличить в 1,42 раза.

Испытание грузозахватных приспособлений под нагрузкой производится с помощью кранов с использованием специальных грузов известной массы или на специальных стендах, на которых испытательная нагрузка создается путем натяжения с помощью механического или гидравлического привода.

Время испытания не нормировано и может быть принято при массовом изготовлении стропов

При маркировке на съемное грузозахватное приспособление или прочно прикрепленную к нему бирку наносят его порядковый номер, грузоподъемность и дату испытания. Грузоподъемность стропов общего назначения указывается при угле между ветвями 90°. Грузоподъемность стропов целевого назначения, предназначенных для подъема определенного груза, указывается при угле между ветвями, принятом при расчете.

Съемные грузозахватные приспособления, изготовляемые для сторонних организаций, кроме маркировки, должны снабжаться паспортом, в котором указывается наименование предприятия-изготовителя, приводится эскиз изделия, его наименование, порядковый номер, сведения о примененных материалах, номер ГОСТ, нормали или чертежа, по которому приспособление изготовлялось, результаты и дата испытания.

В процессе эксплуатации съемных грузозахватных приспособлений владелец должен периодически их осматривать в установленные сроки, но не реже чем:

* через каждые шесть месяцев при осмотре траверс;

* через один месяц при осмотре клещей и других захватов;

через каждые 10 дней при осмотре стропов (за исключением редко используемых).

9.3 Исходные данные для расчета каната для грузоподъемных кранов

9.3.1 Номинальная грузоподъемность крана

9.3.2 Характеристики полиспаста: тип, кратность, вид подшипника, установленного в блоках полиспаста

9.4 Исходные данные для расчета стропов

9.4.1 Масса поднимаемого груза

9.4.2 Угол наклона ветви стропа

9.5 Последовательность расчета

9.5.1 Определяется максимальное натяжение каната

9.5.2 Определяется значение коэффициента запаса прочности каната

9.5.3 Определяется необходимое разрывное усилие с учетом запаса прочности

9.5.4 Выбирается диаметр каната из ГОСТа

9.6 Пример расчета

Подобрать канат для грузоподъемного крана.

Грузоподъемность Q = 10 т, работающий в среднем режиме на котором с целью обеспечения вертикального подъема груза и создания равномерной нагрузки на ходовые колеса применяется сдвоенный (а=2) полиспаст с кратностью m = 3. В блоках полиспаста используются подшипники качения.

Все канаты перед применением их на кране должны быть проверены по формуле

,(1)

где S - наибольшее натяжение каната под действием груза;

P - действительное разрывное усилие каната;

K - коэффициент запаса прочности, значение которого зависит от режима работы машины (Л - 5; C - 5,5; Т - 6; ВТ - 6,5).

Для грузоподъемных кранов

,(2) где Q - грузоподъемность крана;

а - тип полиспаста;

m - кратность полиспаста;

? - КПД подшипника, установленного в блоке полиспаста (качения - 0,97-0,98; скольжения - 0,95-0,96).

1. Определяем максимальное натяжение каната сдвоенного полиспаста при подъеме груза по формуле

Н.

отсюда

. 2. Определяем необходимое разрывное усилие с учетом запаса прочности

Н.

из ГОСТ 3077-80 (табл. 9.1) выбираем канат двойной свивки типа ЛК 6?19=114 диаметром 15 мм, имеющий при расчетном пределе прочности при растяжении равном 1400 МПа, разрывное усилие P=139500 Н [3].

Ответ. Канат ЛК6?19=114 диаметром 15 мм.

Подобрать канат для изготовления стропа с четырьмя ветвями для подъема груза.

Масса 5 т, угол наклона ветви стропа принять 45 0.

,(1) где G - масса поднимаемого груза;

n - число ветвей стропа;

? - угол наклона ветви стропа (не больше 45 0) рис. 9.7.

Рис. 9.7. Схема для расчета стропов.

Решение.

1. Определяем максимальное натяжение каната при подъеме груза

.

2. Определяем необходимое разрывное усилие с учетом запаса прочности

(106500 Н).

из ГОСТ 3077- 80 (табл. 9.1) выбираем канат двойной свивки типа ЛК 6?19=114 диаметром 15 мм, имеющий при расчетном пределе прочности при растяжении равном 1400 МПа, разрывное усилие P=139500 Н (10395 кг) [3].

Ответ. Канат ЛК 6?19=114 диаметром 14 мм.

Таблица 9.1 - Техническая характеристика стальных канатов

Диаметр каната, мм Масса 100 м смазанного каната, кг Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву, МПа

1400 1600 1700 1800 Канат типа ТК 6?19 (1+6+12) + 1 о. с. (ГОСТ 3070-74) 11 43,3 52 550 60 050 63 850 65 800 14,5 71,5 86 700 99 000 105 000 108 000 17,5 107 129 000 147 500 157 000 161 500 19,5 127,5 154 500 176 500 187 500 193 500 21 149,5 1 810 000 207 000 220 000 227 000 22,5 173,5 210 000 240 000 255 000 263 000 24 199 241 000 275 500 292 500 302 000 27 255,5 309 500 354 000 376 000 387 500 29 286 347 000 396 500 421 500 434 000 32 353 428 000 489 500 520 000 536 000 35 427 518 000 592 000 614 500 648 000 38,5 508 616 000 704 000 748 000 771 000 Канат типа ТК 6?37 (1+6+12+18)+1 о. с. (ГОСТ 3071-74) 9 27,35 - 36 850 39 150 41 450 11,5 42,7 - 57 500 61 050 62 550 13,5 61,35 - 82 400 87 700 89 600 15 83,45 98 400 112 000 119 000 122 000 18 109 128 000 146 500 155 500 159 500 20 138 162 000 185 500 197 000 202 000 22,5 170,5 200 000 229 000 243 500 249 000 24,5 206 242 500 277 000 294 500 301 500 27 245,5 289 000 330 500 351 000 360 000 29 288 339 000 387 500 412 000 422 000 31,5 334 393 500 449 500 478 000 489 500 33,5 383,5 451 500 516 500 548 500 561 500 36,5 436 514 000 Б87 500 624 000 639 500 38 492 580 000 662 500 704 000 721 500 39,5 551,5 650 000 743 000 789 500 808 500 Канат типа ЛКР 6?19=114 (ГОСТ 2688-80) 9,1 306 __ 42 350 45 350 46 400 11 461,6 __ 64 150 68 150 70 250 13 596 72 550 82 950 88 100 90 850 15 844,5 102 500 117 000 124 500 128 500 18 1220 148 000 169 500 180 000 185 500 19,5 1405 170 500 195 000 207 500 213 500 21 1635 198 500 227 000 241 000 248 500 22,5 1850 224 500 256 500 272 500 281 000 24 2110 256 000 293 000 311 000 320 500 28 2911 354 000 404 500 430 000 433 000 30,5 3490 610 000 485 000 515 000 531 000 32 3845 424 000 534 500 567 500 585 000 37 5016 467 500 697 000 740 500 763 500 39,5 5740 698 000 797 500 847 500 873 500 Канат типа ЛК 6?19=114 (ГОСТ 3077-80) 11,5 487 - 67 500 71 750 73 950 13 597,5 - 82 850 88 050 90 750 15 852,5 139 500 118 000 125 500 129 500 17,5 1155 - 159 500 169 500 175 000 19,5 1370 1 666 000 189 500 201 500 208 000 22 1745 211 500 241 500 256 500 264 500 25,5 2390 290 000 331 500 352 000 363 000 28 2880 349 000 399 000 424 000 437 000 32,5 3990 484 000 553 000 587 500 605 000 Канат типа ТЛК 6?37 = 222 (ГОСТ 3079-80) 15,5 851,5 - 116 000 123 500 127 000 17 1065 - 145 000 154 500 159 000 19,5 1450 161 000 184 000 195 500 201 500 21.5 1670 199 000 227 500 242 000 249 500 25 2245 268 000 306 500 325 500 335 500 29 3015 360 500 412 000 437 500 451 000 30,5 3405 407 000 465 000 494 000 509 500 33 3905 466 500 533 000 566 500 583 500 35 4435 530 000 605 500 643 500 653 500 39 5395 645 000 737 000 783 000 807 500

9.7 Контрольные вопросы

9.7.1 Каким требованиям должны соответствовать канаты?

9.7.2 В каких случаях и как производится проверка каната на прочность?

9.7.3 Канаты каких конструкций применяются на кранах?

9.7.4 Канаты каких типов выпускаются промышленностью?

9.7.5 Основные причинам аварий грузоподъёмных кранов.

9.7.6 Виды свивки канатов.

9.7.7 Каким преимуществом обладают канаты ЛК по сравнению с канатами ТК.

9.7.8 Чему равен коэффициент запаса прочности для грузовых канатов на кранах, предназначенных для подъема и транспортировки расплавленного металла, жидкого шлака, ядовитых и взрывчатых веществ.

9.7.9 Как определяется пригодность к эксплуатации канатов, не снабженных сертификатом?

9.7.10 По какой формуле проверяется канат на пригодность для эксплуатации на грузоподъемном кране?

9.7.11 Какое временное сопротивление разрыву имеют канаты, выпускаемые промышленностью.

9.7.12 Назначение съемных грузозахватных приспособлений.

9.7.13 Как производится испытание съемных грузозахватных приспособлений и тары?

9.7.14 Требования предъявляемые к изготовлению съемных грузозахватных приспособлений.

9.7.15 Какой маркировкой снабжаются съемные грузозахватные приспособления?

9.8 Рекомендуемая литература

[1] С. 132 - 134

[1] С. 36 - 41.

[2] С. 91 - 95.

[2] С. 225 -238.

[3] С. 32 - 33.

10 Приложение 1

Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест (извлечение из СН 2.2.4/2.1.8.562-96)

№ пп Вид трудовой деятельности, рабочее место Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука и эквивалентные уровни звука (в дБА) 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Рабочие места в помещениях дирекции, проектно-конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин 86 71 61 54 49 45 42 40 38 50 2 Административно-управленческая деятельность, рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в рабочих комнатах конторских помещений, в лабораториях 93 79 70 63 58 55 52 50 49 60 3 Рабочие места в помещениях диспетчерской службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах 96 83 74 68 63 60 57 55 54 65 4 Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону, в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин 103 91 83 77 73 70 68 66 64 75 5 Выполнение всех видов работ (за исключением перечисленных в п.п. 1 - 4 и аналогичных им) на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий 107 95 87 82 78 75 73 71 69 80

Прилож. 1

№ пп Вид трудовой деятельности, рабочее место Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука и эквивалентные уровни звука (в дБА) 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Подвижной состав железнодорожного транспорта 6 Рабочие места в кабинах машинистов тепловозов, электровозов, поездов метрополитена, дезель-поездов и автомотрис 107 95 87 82 78 75 73 71 69 80 7 Рабочие места в кабинах машинистов скоростных и пригородных поездов 103 91 83 77 73 70 68 66 64 75 8 Помещения для персонала вагонов поездов дальнего следования, служебных помещений, рефрижераторных секций 93 79 70 63 58 55 52 50 49 60

Приложение 2

Допустимые уровни звукового давления, уровни звука, эквивалентные и максимальные уровни звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки (извлечение из СН 2.2.4/2.1.8.562-96)

№ пп Назначение помещений или территорий Время суток Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука LA и эквивалентные уровни звука LAэкв, дБА Максимальные уровни звука LAмакс, дБА 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 Классные помещения, учебные кабинеты, учительские комнаты, аудитории школ и других учебных заведений, конференцзалы, читальные залы библиотек 79 63 52 45 39 35 32 30 28 40 55 2 Жилые комнаты квартир, жилые помещения домов отдыха, пансионатов с 7 до 23 ч.

с 23 до 7 ч. 79

72 63 55 52 44 45

35 39 29 35 25 32

22 30 20 28 18 40

30 55

45 3 Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам с 7 до 23 ч.

с 23 до 7 ч. 90

83 75 67 66 57 59

49 54

44 50 40 47 37 45

35 44 33 55 45 70

60 Примечание.

1. Допустимые уровни шума от внешних источников в помещениях устанавливаются при условии обеспечения нормативной вентиляцией помещений (для жилых помещений, палат, классов - при открытых форточках, фрамугах, узких створках окон).

2. Эквивалентные и максимальные уровни звуков дБА для шума, создаваемого на территории средствами автомобильного, железнодорожного транспорта, в 2 м от ограждающих конструкции первого эшелона шумозащитных типов жилых зданий, зданий гостиниц, общежитии, обращенные в сторону магистральных

улиц общегородского и районного значения, железных дорог, допускается принимать на 10 дБА выше (поправка ?=+10 дБА), указанных в позиции.

3. Уровни звукового давления в октавных полосах частот в дБ, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА для шума, создаваемого в помещениях и на территориях, прилегающих к зданиям, системами кондиционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции и др. инженерно-технологическим оборудованием, следует принимать на 5 дБА ниже (поправка ?= - 5 дБА)

4. Для тонального и импульсного шума следует принимать поправку -5 дБА

Список рекомендуемая литература

1. Бобин Е.В. Борьба с шумом и вибрацией на железнодорожном транспорте. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: изд-во "Транспорт", 1973, - 304с.

2. Охрана труда в грузовом хозяйстве железных дорог: (с примерами решения задач) / В.И. Бекасов, Н.Е. Лысенко, В.А. Муратов и др. - М.: Транспорт. 1984, - 182 с., ил. 59, табл. 58.

3. Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование: Справочник / С.В. Белов, А.Ф. Козьяков, О.Ф. Патролин и др.; под. ред. С.В. Белова - М.: машиностроение, 1989 - 368 с.

4. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки: Санитарные нормы - М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997. - 20 с.

5. Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию: Практ. Пособие - 7-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. Шк., 1991, - 160 с.

6. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. пособие для вузов. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: "Знак", 2001. - 440 с., ил..

7. Правила устройства электроустановок: Раздел 1. Общие правила - 7-е издание. - М.: "Издательство ДЕАН", 2002, - 80 с.

8. ГОСТ 12.1.038-82(2001). ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов - М.: Издательство стандартов, 2002.

9. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. - СПб.: Издательство ДЕАН, 2003 - 304 с.

10. Сибаров Ю.Г., Сколотнев Н.Н., Филипченко М.П., Чаплинский И.Л., Шумский В.М. Средства защиты электробезопасности: Учебное пособие: - М.: РАПС, 1999 - 46 с.

11. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. - М.: Энергоатомиздат, 1984 - 824 с.

12. Виноградов Б.В. Безопасность труда и производственная санитария в машиностроении. - М.: Машгиз. 1963 - 246 с.

13. СНиП 23-05-95. Строительные нормы и правила Российской Федерации. Естественное и искусственное освещение. - М.: Стройиздат, 1995 - 32 с.

14. ОСТ 32,120-98. Стандарт отрасли. Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта. - М.: Транспорт, 1984 - 70 с.

15. Кнорринг Г.М. и др. Справочная книга для проектирования электрического освещения / Г.М. Кнорринг, И.М. Фадин, В.Н. Сидоров - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние, 1992. - 448 с.: ил.

16. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М. Кнорринг - Л.: "Энергия", 1976. - 384 с., ил.

17. Дегтерев В.О., Корегин О.Г., Фирсанов Н.Н. Осветительные установки железнодорожных территорий. - М.: Транспорт, 1987 - 223 с.

18. Фирсанов Н.Н., Сигаев А.Ф., Гончиков В.С. Освежение железнодорожных станций. - М.: Трансжелдориздат, 1963. - 188 с.

19. Комментарий к Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. - М.: МЦФЭР, 2004. - 720 с.

20. Руководство по изучению Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (в вопросах и ответах). Справочное пособие. / Ушаков П.Н. - М.: "Металлургия", 1979. - 312 с.

21. Инженерные решения по охране труда в строительстве / Г.Г. Орлов, М.И. Булыгин, Д.В. Випоградов и др.; Под ред. Г.Г. Орлова - М.: Стройиздат, 1985. - 278 с, ил. - (Справочник строителя).

22. Инструкция по устройству молнезащиты зданий и сооружений. РД 34.21.122-87. // Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок / Техпромэлектропроект, 1988. №6. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 34 с.

23. Безопасность жизнедеятельности в условиях производства: Учеб. пособие / В.М. Гапин, Т.А. Бойко, Е.Б. Воробьев, Ж.Б. Ворожбитова, Л.Н. Климченко, Ю.В. Павленко, Г.Н. Соколова, Н.Н. Харченко, А.Г. Хвостиков, Э.Р. Хомяк; под общей ред. В.М. Гарина. - Ростов н/Д: рост. гос. ун-т путей сообщения, 2003. - 346 с.

143

Показать полностью…
Рекомендуемые документы в приложении