Методическое пособие для выполнения расчетов по охране труда

1. Расчет воздухообмена в производственном помещении.

 

Расчет количества приточного воздуха, необходимого для общеобменной вентиляции выполняется из условия выделения в производственном помещении вредных веществ (например, окиси углерода СО ) и избытков явного тепла.

Приведенный ниже расчет воздухообмена выполнен в соответствии со  СниП 2.04.05-91 “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования” для теплого периода года, как наиболее тяжелого режима работы системы механической вентиляции.

1.1.Расчет воздухообмена из условия выделения вредных веществ:

,

где Lв- количество приточного или удаляемого воздуха в зависимости от принятой схемы механической вентиляции, м3/c,

Gвр - количество вредных веществ, выделяемых в производственном помещении, мг/с,

qПДК - предельно допустимая концентрация вредных веществ в помещении, мг/м3. Определяется из ГОСТ 12.1005-88 ССБТ “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”.

qП- концентрация вредных веществ в наружном воздухе, подаваемом в помещение, мг/м3:

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ, расчет ведут по тому вредному веществу, для которого требуется подача чистого воздуха в наибольших количестве.

Так, например, в термических цехах при работе закалочных агрегатов. Работающих на природном газе, воздух рабочей зоны загрязняется оксидом углерода (СО). Количество оксида углерода, поступающего в воздух рабочей зоны, определяется по формуле:

,

где В- расход природного газа, кг/ч;

b- количество отходящих газов, образующихся при сжигании 1кг топлива, кг/кг (для газовых печей 15 кг/кг);

р- процентное содержание СО в отходящих газах (3-5%).

Расход природного газа определяется по формуле:

,

где a- удельный расход топлива на 1кВт мощности, принимается равным 0.58кг/кВтч;

Кр- коэффициент режима работы печи с учетом разогрева и регулирования процессом горения, принимается равным от 1.2 до1.5;

N-мощность печей, кВт.

1.2. Расчет воздухообмена из условия выделения избыточного явного тепла.

При выделении избыточного явного тепла в производственном помещении количество приточного (удаляемого) воздуха определяется из условия компенсации избытков этого тепла:

.

Здесь Qд- избытки явного тепла в производственном помещении, Вт, есть разность между поступающим в помещение явным теплом и количеством уходящего из помещения тепла определяется из формулы:



где q-удельный избыток явного тепла, Вт/м3.

В холодных цехах (механических, сборочных и др.) удельный избыток явного тепла составляет не менее q=23 Вт/м3. В горячих цехах (литейных, кузнечных, прокатных, термических, котельных и др.) удельный избыток явного тепла в оценочных работах принимается равным 100¸200 Вт/м3 в более точных расчетах величины Qд

определяют с учетом тепла, выделяемого всеми энергетическими установками.

V- объем производственного помещения, м3;

Св- массовая теплоемкость приточного воздуха, принимаемая 1000 Дж/(кг×К);

rв- плотность приточного воздуха, принимаемая 1.2 кг/м3;

tуд- температура удаляемого из помещения воздуха, определяемая по формуле:



где tнорм- нормируемая температура в помещении выбирается по ГОСТ 12.1.005-88 в зависимости от категории помещения для теплого периода года;

Dt- градиент температуры, принимаемый для непроизводственного помещения равным 0.5 град/м, для производственных помещений равным 1.5 град/м;

Н- расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;

tп- температура приточного воздуха. Принимается на 5¸8 С0

ниже температуры нормированной в рабочей зоне.

2. Расчет воздухообмена в сварочных цехах

В сварочных цехах необходимо применять общеобменную и местную вентиляцию. Сварочные посты всех видов сварки должны быть оборудованы местной вентиляцией.

Расчет воздухообмена в сварочных цехах можно производить по удельному расчетному воздухообмену в зависимости от свариваемых и сварочных материалов для различных видов сварки и тепловой резки:



Таблица 2.2.

Расчетные воздухообмены для проектирования общеобменной вентиляции сварочных цехов и участков

Технологическая операция	Сварочные материалы (широко применяемые) или технологические условия	Расчетный воздухообмен
Единица измерения израсходо- ванного сварочного материала
1	2	3	4
Ручная электродуговая сварка а) стали	Тонкопокрытые электроды (меловые, ОМА-2)	1 кг электродов	2000
Толстопокрытые электроды: а) фтористокальциевые УОНИ-13, СМ-11, К-5, ОЗС-2	То же	6000
б) руднокислые и ильменитовые ОММ-5, ЦМ-7, СМ-5	То же	8000
в) рутиловые и рутилкарбонатные АНО-1, АНО-3, ОЗС-6, ОЗС-4, МР-3, МР-5	”	4000
г) наплавочные электроды Литые и порошкообразные смеси (“Сормайт-1”, ВК-3, “Смена-2”, КБХ)	” 1 кг смеси	12000 12000
б) чугуна	Электроды ОЗЧ-1, АМЧ	1 кг электродов	7000
в) меди и ее сплавов	Электроды “Комсомолец-100”, АБ-2, АМЦ-9-2	То же	7000
г) титана и его сплавов	а) присадочные проволоки и неплавящиеся электроды	1 кг присадоч- ной проволоки	600
б) плавящиеся электроды в среде аргона	1 кг электродов	1000
д) алюминия и его сплавов	а) присадочные проволоки и неплавящиеся электроды	1 кг присадоч- ной проволоки	2300
	б) плавящиеся электроды в среде аргона или гелия	1 кг электрод- ной проволоки	10000
Дуговая и электрошлаковая сварка под флюсом а) стали	Плавленые и керамические флюсы и электродные проволоки	То же	500
б) титана, меди, алюминия и их сплавов	То же	”	1000
Полуавтоматичес-кая и автомати-ческая сварка в среде углекислого газа а) углеродистых и низколегирован-ных сталей	Углекислый газ и электродные проволоки	1 кг электрод- ной проволоки	3000
б) теплоустойчивых и высоколегирован-ных сталей	То же	То же	5000
Полуавтоматичес-кая сварка стали	Порошковые проволоки: а) карбонатно-флюоритного типа ПП-АН-2, ПП-АН-3, ЭПС-15	”	6000
б) рутилового типа ПП-АН-1,ПП-ДСК2, ПСУ-2	”	4000
в) наплавочные	”	12000
Газовая резка высокомарганце- вистых сталей	Горючий газ и кислород	На 1 мм тол-щины 1 пог/м реза	250
То же титана и его сплавов	То же	То же	150

<


Таблица 2.3.

Валовые выделения вредных веществ и количество воздуха, необходимого для разбавления их до ПДК при полуавтоматической сварке в среде защитных газов

Вид сварки	Применяемые сварочные материалы	Валовые выделения определяющих воздухообмен вредных веществ, г, на 1 кг расходуемого сварочного материала	Расчетный воздухообмен, , на 1 кг расходуемого сварочного материала
Наименование	Коли-чество
1	2	3	4	5
Сварка стали в	Электродная проволока	Железа окись с примесью фтористых или марганцевых соединений (3-6%)	7,7-11,7	1900-2900
	Св-10Г2Н2СМТ	Железа окись с примесью до 3% окислов марганца	12,0	2000
	Порошковая проволока ПП-АН4 ПП-АН-8	Фтористый водород	1,95	3900
Марганец	2,18	7300*
Хромоникелевые электродные проволоки	Хромовый ангедрид	0,5-1,0	5000-10000
Сварка аргонодуго-вая алюминия и его сплавов	Электродная проволока Д-20,АМЦ, АМГ-6Т и др.	Алюминиевая окись	7,6-28,0	3800-1400
Титановых сплавов	Электродная проволока	Титан и его двуокись	4,75	500
Плавящим электродом меди в защит-ной смеси аргона и гелия	Электродная проволока МНЖ-КГ-5-1-0,2-0,2	Медь	11,0	11000*
* требуется дополнительное применение респиратора или подача чистого воздуха под маску.

Таблица 2.4.

Валовые выделения вредных веществ и количество воздуха, необходимого для разбавления их до ПДК при автоматической и полуавтоматической сварке (наплавке) под слоем флюса

Вид сварки	Применяемые сварочные материалы	Валовые выделения определяющих воздухообмен вредных веществ, г, на 1 кг расходуемого сварочного материала	Расчетный воздухообмен, , на 1 кг расхо- дуемого сварочного материала
Наименование	Коли-чество
1	2	3	4	5
Сварка стали с флюсами плавлеными	Электродная проволока: ФЦ-2А; ФЦ-6; ФЦ-7; ФЦ-12; АН-26; АН-64; 48-ОФ-6М; ОЦС-45 АН-30; АН-60; АН-348А; 48-ОФ-11	Фтористый водород Марганец	0,017-0,2 0,012- -0,07	40-400 240-1500
Кирамичес-ким	К-8; ЖС-450; КС-12ГА2 К-11 АНК-18; К-1	Окись углерода Марганец Фтористый водород	17,8-22,4 0,089 0,042- -0,15	900-1100 1800 80-300
Сварка алюминия и его сплавов	Электродная проволока и флюс: АН-А1 ЖА-64	Алюминиевая окись Фтористый водород	31,2 0,076	15600* 150
* требуется дополнительное применение респиратора или подача чистого воздуха под маску.

<


Таблица 2.5.

Количество воздуха, необходимого для разбавления вредных веществ по ПДК при тепловой резке, газосварке и плазменной обработке

Виды работ	Вредные вещества, определяющие воздухообмен	Количество воздуха,
Наименование	Измеритель	Коли-чество
1	2	3	4	5
Резка углеродис-тых и низколеги-рованных сталей	Железа окись с примесью мар-ганца (до 3%)	Грамм на 1 м длины реза, толщиной 1 мм	0,45	450
Резка высокомарган-цевых сталей	Марганец	То же	0,12	2400
Резка титановых сплавов	Титан и его двуокись	”	0,15	3000
Газовая сварка сталей (ацетилен+кислород)	Азота окись	Грамм на 1 кг ацетилена	22	4400
Газовая сварка с пропан-бутановой смесью	То же	Грамм на 1 кг смеси	15	3000
Электрдуговая резка алюминиевых сплавов	Алюминия окись	Грамм на 1м длины реза, толщиной 1мм	0,2	100
Плазменное напыления алюминия	То же	Грамм на 1 кг расходуемого порошка	77,5	38750

Таблица 2.6.

Валовые выделения вредных веществ при сварке расходуемых сварочных материалов

Сварка

Сварочные материалы

Пыль

Входящие в состав пыли аэрозоли

газы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Ручная

Электроды: УОНИ-13/45 УОНИ-13/55 ЭА-606/11, ЭА-981/15 ЭА-395/9 ЭА-903/12 АНО-3, АНО-4 ЭА-48, М/18

16 13 20 25 7 13

0,6 0,8 1,3 2,8 0,7 2,5

– 0,6 0,5 – – –

– – – – – –

1,4 – – – – –

– – – – – –

– – – – – –

– – – – – –

– – – – 0,3 –

1,0 1,9 – – – –

1,50 – – – – –

– – – – – –

– – – – – –

Под флюсом

Флюсы: ОСП-45 АН-348А ФЦ-7, ФЦ-2 ФЦ-6 ФЦЛ 48-ОФ-6 АН-Т3

– – – – 0,08 1,9

0,03 0,03 0,01 – 0,002 –

– – – – – –

– – – – – –

– – – – – –

– – – – – –

– – – – – –

– – – – – –

– – – – – 0,008

0,2 0,1 0,04 – 0,07 0,25

0,006 0,001 0,004 – 0,06 0,17

– – – – – –

– – – – – –

В углекислом газе, полуавтомати-ческая и автоматическая

Сварочная проволока: Св-08Г2С= =120-200А Св-08Г2С= =350-450А Св-08Х19Н11 Ф2С2 Св-08Г6Х16Н 25М6

8,0 14,0 8,0 15

0,5 0,8 0,2 1,8

– – 0,60 0,50

– – – –

– – – –

– – – –

– – 1,0 2,0

– – – –

– – – –

– – – –

– – – 0,20

5,0 6,0 5,0 5,0

– – – –

В аргоне или гелии плавящимся электродом

Сплавы: Алюминие-вые Титановые Медные

20 5 18

– – –

– – –

3 – –

– – –

– – –

– – 0,7

– – 11

– – –

– – –

2,50 – –

– – –

0,1 0,1 –

В аргоне или гелии неплавящимся (вольфрамовым) электродом

Алюминие-вые титановые

5 3,5

– –

– –

0,75 –

– –

1,5 –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

0,08 0,08

П р и м е ч а н и е. В количество расходуемых электродов входят огарки

<


 Таблица 2.7.

Предельно допустимые концентрации наиболее часто встречающихся вредных газов и аэрозолей в воздухе сварочных цехов (ССБТ ГОСТ 12.1.005-88)

Наименование веществ (вредных примесей)	Величина ПДК,
1	2
Газы Озон Окислы азота (в пересчете на ) Окись углерода Фтористый водород Соли фтористой кислоты (в пересчете на )	0,1 5,0 20,0 0,5 1,0
Аэрозоли металлов и их соединения Алюминий, окись алюминия, сплавы алюминия Бериллий и его соединения Пыль трех окиси или пятиокиси ванадия и его соединений Вольфрам Окись железа с примесью окислов марганца (до 3%) Окись железа с примесью фтористых или марганцевых соединений (3-6%) Марганец (в пересчете на ) в виде аэрозоля концентрации Марганец (в пересчете на ) в виде аэрозоля дезинтеграции Молибден, растворимые соединения в виде аэрозоля конденсации Никель, окись никеля Свинец и его неорганические соединения Окисла титана Торий Хромовый ангидрид, хроматы, бихроматы (в пересчете на ) Окись хрома Окись цинка	2,0 0,001 0,5 6,0 6,0 4,0 0,3 0,3 4,0 0,5 0,01 10,0 0,05 0,01 1,0 6,0

3. Расчет местной вытяжной вентиляции

Местную вентиляцию применяют во всех случаях, где происходит выделение вредных веществ в результате выполнения технологического процесса, при обработке металлов резанием, сварочных, литейных, кузнечных, термических, окрасочных, шиноремонтных, медницких работах, а также при пайке металла, зарядке аккумуляторов, химических процессах и других видах работ.

Удаление вредных веществ может осуществляться с помощью различных газопылеприемников, расположенных на оборудовании или рабочем месте, где происходит выделение вредных веществ (или с помощью отсосов, встроенных в оборудование или в отдельные его элементы). Например, на сварочных автоматах АДС-1000-ЗУ, АСУ-6М, сварочных горелках Е.М. Тупчия, на полуавтоматах А-537, А-547, ПШ-5у, резцами-пылестружкоприемниками конструкции ВЦНИИОТ, на заточных шлифовальных и других металлообрабатывающих станках и т.д.



Пылегазоприемники могут быть различных типов: закрытые (вытяжные шкафы), полузакрытые (зонты) и открытые (панели равномерного всасывания). Технические характеристики некоторых отсосов для стационарных и нестационарных сварочных постов приведены в табл.3.1.

3.1.              Расчет вытяжных зонтов

Объем воздуха, отсасываемого вытяжным зонтом, определяют по формуле



а и б – размеры зонта в плане, м;

V

– скорость отсасываемого воздуха в плоскости сечения по кромке зонта (приемное отверстие зонта), обычно V принимается от 0,5 до 1,5 м/с в зависимости от конструкции зонта. Согласно ГОСТ 12.2.046-80 “Оборудование литейное. Общие требования безопасности: скорость отсасываемого воздуха для вытяжных кожухов литейных конвейеров принимаются 4 м/с, галтовочных барабанов в цапфе до 24 м/с, наждачных станков 30% от окружной скорости, но не менее 2 м/с на мм диаметра круга.

3.2.              Расчет вытяжных шкафов

Объем воздуха, удаляемых из вытяжных шкафов, определяют по формуле



F

– площадь рабочего отверстия (открытых проемов и неплотностей), ;

v – скорость подсоса воздуха через открытые рабочие отверстия, м/с.

Для сварочных работ v

принимают по табл. 3.1.

3.3            Количество воздуха, удаляемых от шлифованных и полировальных станков,

,

где dkp – диаметр круга, мм;

k    – коэффициент, принимаемый в зависимости от материала и

диаметра круга;

n   - число кругов.

Для шлифованных кругов: при dkp

= 250 мм k = 1,6. Для матерчатых   полировальных кругов k = 6, для войлочных полировальных кругов k = 4.

3.4.        Для определения расхода воздуха, удаляемого местным отсосом при полуавтоматической сварке, можно применить формулу



где К – опытный коэффициент, равный 12 для щелевых отсосов и 16 для  двойного отсоса;

I

– величина сварочного тока.



Таблица 3.1.

Расчетная скорость воздуха при различных технологических операциях и видах местных отсосов

№ п/п	Виды местных отсосов	Наименование технологической операции	Скорость воздуха в габаритном сечении, м/с
1	2	3	4
1	Вытяжные шкафы	Сварка стали Сварка свинца Сварка литейных алюминиево-магниевых сплавов с содержанием бериллия от 0,2% до 0,4% Сварка в среде углекислого газа Сварка в среде инертных газов	0,6 0,7 1,5 0,5 0,25
2	Наклонные панели равномерного всасывания (живое сечение – 25% от габаритного) а) фиксированные	Электросварка Наплавка Сварка в среде углекислого газа Сварка в среде инертных газов Сварка электрошлаковая	1,0 1,2 0,9 0,8 1,5
б) на поворотно-подъемном механизме	Электросварка Наплавка	1,4 1,6
3	Вертикальные панели равномерного всасывания	Электросварка Наплавка Сварка в среде углекислого газа Сварка в среде инертных газов	1,1 1,3 1,0 0,9
4	Столы с подрешеточным отсосом и подвижным укрытием (живое сечение – 25% от габаритного)	Электросварка и наплавка мелких изделий Сварка в среде углекислого газа	2,1 1,7
5	Воронкообразные кольцевые и удлиненные насадки	Электрошлаковая сварка, сварка и наплавка под флюсом	7,0
6	Секционные раскроечные столы	Электрогазорезка стали и алю-миниево-магниевых сплавов Газовая резка титановых сплавов	0,75 1,0

П р и м е ч а н и е. Конструкции местных отсосов должны изготавливаться по типовым чертежам, распространяемым следующими организациями:

1)    Центральным институтом типовых проектов (Москва, Спартаковская ул., 2-а). Альбомы серий 4-904-37 и ОВ-02-151 местных отсосов от технологического оборудования сварочных цехов;

4. Расчет искусственного освещения.

Основной задачей расчета искусственного освещения является определение числа светильников или мощности ламп для обеспечения нормированного значения освещенности.

Для расчета искусственного освещения используют один из трех методов: по коэффициенту использования светового потока, точечный и метод удельной мощности.



При расчете общего равномерного освещения основным является метод использования светового потока, создаваемого источником света, и с учетом отражения от стен, потолка, пола.

Расчет освещения начинают с выбора типа светильника, который принимается в зависимости от условий среды и класса помещений по взрывопожароопасности (таблица 4.1).

При использовании в качестве источника света ламп ДРЛ расчет освещения производиться по формуле (4.1) предварительно задавшись количеством принятых светильников при условии их равномерного распространения. В этом случае определяется световой поток лампы, по которому определяют мощность лампы таб. 4.5.

 (4.1)

где Фл – световой поток лампы, лм;

       Ен – нормированная освещенность, лк;

       ? – коэффициент использования светового потока;

       S – освещаемая поверхность, ;

       к – коэффициент запаса, таблица 4.4.;

       N – количество принятых светильников;

        z – коэффициент минимальной освещенности, для ламп накаливания

    и ДРЛ z=1,15, для люминисцентных ламп z=1,1;

         n – число ламп в светильнике.

По этой формуле можно рассчитать и обратную задачу. Задавшись мощностью лампы и найдя по таблице 4.5 ее световой поток определяют необходимое количество светильников и после этого их равномерно располагают по освещаемой площади.

При использовании светильников с люминисцентными лампами и при расположении их в виде световой линии, световой поток лампы определяется по формуле 4.2. 

 (4.2)

где - количество светильников в ряду;

      - число ламп в светильнике;

      - количество рядов.

Нормированную освещенность (Ен) принимают по СНиП 23.05-95, в соответствии с принятой системой освещения и условиями зрительной работы.

Количество светильников или рядов определяют методом распределения (развешивания) для достижения равномерной освещенности площади. Основным параметром для развешивания светильников является отношение высоты подвески (Нр) к расстоянию между светильниками или рядами (L), при котором создается равномерное освещение.



Отношение Нр/L принимаются в пределах 1.4÷2.

Коэффициенты использования светового потока для принятого типа светильника определяют по индексу помещения i (табл. 4.6) и коэффициентам отражения потолка (?n), стен (?c), и пола (?p) по табл. 4.7.

Индекс помещения

i=  (4.3)

где А и Б – соответственно длина и ширина помещения, м;

 Нр     - высота подвеса светильников, м.

Определив световой поток лампы светильника, подбирают ближайшую стандартную лампу.

 

Таблица 4.1

Выбор светильников в зависимости от условий среды для

производственных  и  вспомогательных помещений промышленных предприятий

Тип светильника	Исполнение	вид помещения
Сухие нормальные	влажные	сырые	особо сырые	жаркие	пыльные	С химически активной средой	пожароопасные	Взрывоопасные
Призвод. и скаладск	произв.	B-I	B-Iа	В-Iб	В-Iг	В-II	B-IIа
II-1	II-III	II-II	II-IIа с вент.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
Светильники с люминесцентными лампами
ЛПО 01	Незащищен-ное	+	+	х	-	-	-	-	-	-	-	х	-	-	-	-	-	-
ЛД	--"--	+	+	х	-	-	-	-	-	-	-	х	-	-	-	-	-	-
ЛСП 02	--"--	+	+	х	-	-	-	-	-	-	-	х	-	-	-	-	-	-
УСП	--"--	+	+	х	-	-	-	-	-	-	-	х	-	-	-	-	-	-
ПВЛМ	частично пыленепро-ницаемое	-	х	+	х	-	х	х	x	х	х	х	-	-	-	-	-	-
ПВЛМ	Пылевлаго-защищенное	х	х	+	х	-	+	-	+	+	+	-	-	-	-	-	-	-
НОГЛ НОДЛ	повышенной надежности против взрыва	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+	+
Светильники с лампами ДРЛ
РСП 05	незащищен-ное	+	+	х	-	+	х	-	-	-		-	-	-	-	-	-	-
	--"--	+	+	х	-	+	х	-	-	-		-	-	-	-	-	-	-

<


Таблица 5.5

Значение коэффициента t4

Солнцезащитные устройства, изделия и материалы	t4
Убирающиеся регулируемые жалюзи и шторы (межстекольные внутренние, наружные)	1
Стационарные жалюзи и экраны с защитным углом не более 450 при расположении пластин жалюзи или экранов под углом 900 к плоскости окна:                                                            горизонтальные                                                                                        вертикальные	0,65 0,75
Горизонтальные козырьки:                     с защитным углом не более 300                                 с защитным углом от 15 до 450 (многоступенчатые)	0,8 0,9-0,6

Таблица 5.7

Значения коэффициента Кзд, учитывающего затенение окон противостоящими зданиями в зависимости от отношения расстояния между рассматриваемым и противостоящим зданием Р к высоте расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна Нзд

Р/Нзд	0,5	1	1,5	2	3 и более
Кзд	1,7	1,4	1,2	1,1	1

Таблица 5.8

Значения коэффициента Кф

Тип фонаря	Кф
Световые проемы в плоскости покрытия, ленточные	1
Световые проемы в плоскости покрытия, штучные	1,1
Фонари с наклонным двусторонним остеклением (трапециевидные)	1,15
Фонари с вертикальным двусторонним остеклением (прямоугольные)	1,2
Фонари с наклонным односторонним остеклением (шеды)	1,3
Фонари с вертикальным односторонним остеклением (шеды)	1,4

Таблица 5.6

Значение коэффициента r1

Отношение глубины помещения к высоте от уровня условной рабочей поверхности верха окна	Отношение расстояния  расчетной точки от наружной стены к глубине помещения	Значения r1 при боковом освещении	Значения r1 при боковом двустороннем освещении
Средневзвешенный коэффициент отражения потолка, стен и пола
0,5	0,4	0,3	0,5	0,4	0,3
Отношение длины помещения к его глубине
0,5	1	2 и более	0,5	1	2 и более	0,5	1	2 и более	0,5	1	2 и более	0,5	1	2 и более	0,5	1	2 и более
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
От 1 до 1,5	0,1	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	1	1,05	1	1	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	1	1,05	1	1
0,5	1,4	1,3	1,2	1,2	1,15	1,1	1,2	1,1	1,1	1,35	1,25	1,15	1,15	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1
1	2,1	1,9	1,5	1,8	1,6	1,3	1,4	1,3	1,2	1,6	1,4	1,25	1,45	1,3	1,5	1,25	1,15	1,1
Свыше 1,5 до 2,5	0	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	1	1	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05	1	1
0,3	1,3	1,2	1,1	1,2	1,15	1,1	1,15	1,1	1,05	1,3	1,2	1,1	1,2	1,15	1,1	1,15	1,1	1,05
0,5	1,85	1,6	1,3	1,5	1,35	1,2	1,3	1,2	1,1	1,8	1,45	1,25	1,4	1,35	1,15	1,25	1,15	1,1
0,7	2,25	2	1,7	1,7	1,6	1,3	1,55	1,35	1,2	2,1	1,75	1,5	1,75	7,45	1,2	1,3	1,25	1,2
1	3,8	3,3	2,4	2,8	2,4	1,8	2	1,8	1,5	2,35	2	1,6	1,9	1,6	1,5	1,5	1,35	1,2
Свыше 2,5 до 3,5	0,1	1,1	1,05	1,05	1,05	1	1	1	1	1	1,1	1,05	1,05	1,05	1	1	1	1	1
0,2	1,15	1,1	1,05	1,1	1,1	1,05	1	1,05	1,05	1,15	1,1	1,05	1,1	1,1	1,05	1,05	1,05	1,05
0,3	1,2	1,15	1,1	1,15	1,1	1,1	1,05	1,1	1,05	1,2	1,15	1,1	1,15	1,1	1,1	1,1	1,1	1,15
0,4	1,35	1,25	1,2	1,2	1,15	1,1	1	1	1,1	1,35	1,2	1,2	1,15	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1
0,5	1,6	1,45	1,3	1,35	1,25	1,2	1,25	1,15	1,1	1,5	1,4	1,25	1,3	1,2	1,15	1,2	1,1	1,1
0,6	2	1,75	1,45	1,6	1,45	1,3	1,6	1,8	1,6	1,35	1,5	1,35	1,5	1,35	1,2	1,35	1,25	1,15
0,7	2,6	2,2	1,7	1,4	1,7	1,4	1,6	1,5	1,3	2,25	1,9	1,45	1,7	1,5	1,25	1,5	1,4	1,2
0,8	3,6	3,1	2,1	2,4	2,2	1,55	1,9	1,7	1,4	2,8	2,4	1,9	1,9	1,6	1,3	1,65	1,5	1,25
0,9	5,3	4,2	3	2,9	2,45	1,9	2,2	1,85	1,5	3,65	2,9	2,6	2,2	1,9	1,5	1,8	1,6	1,3
1	7,2	5,4	4,3	3,6	3,1	2,4	2,6	2,2	1,7	4,45	3,35	2,65	2,4	2,1	1,6	2	1,7	1,4
Свыше 3,5	0,1	1,2	1,15	1,1	1,1	1,1	1,05	1,05	1,05	1	1,2	1,15	1,1	1,1	1,1	1,05	1,05	1,05	1
0,2	1,4	1,3	1,2	1,2	1,15	1,1	1,1	1,05	1,05	1,4	1,8	1,2	1,2	1,15	1,1	1,1	1,05	1,05
0,3	1,75	1,5	1,3	1,4	1,3	1,2	1,25	1,2	1,1	1,75	1,5	1,3	1,4	1,3	1,2	1,25	1,2	1,1
0,4	2,4	2,1	1,8	1,6	1,4	1,3	1,4	1,3	1,2	2,35	2	1,75	1,6	1,4	1,3	1,35	1,25	1,15
0,5	3,4	2,9	2,5	2	1,8	1,5	1,7	1,5	1,3	3,25	2,8	2,4	1,9	1,7	1,45	1,65	1,5	1,3
0,6	4,6	3,8	3,1	2,4	2,1	1,8	2	1,8	1,5	4,2	3,5	2,85	2,25	2	1,7	1,95	1,7	1,4
0,7	6	4,7	3,7	2,9	2,6	2,1	2,3	2	1,7	5,1	4	3,2	2,55	2,3	1,85	2,1	1,8	1,5
0,8	7,4	5,8	4,7	3,4	2,9	2,4	2,6	2,3	1,9	5,8	4,5	3,6	2,8	2,4	1,95	2,25	2	1,6
0,9	9	7,1	5,6	4,3	3,6	3	3	2,6	2,1	6,2	4,9	3,9	3,4	2,8	2,3	2,45	2,1	1,7
1	10	7,3	5,7	5	4,1	3,5	3,5	3	2,5	6,3	5	4	3,5	2,9	2,4	2,6	2,25	1,9

<


 

Таблица 5.9

Значения  световой характеристики фонарей hф (прямоугольных, трапециевидных и шед)

Тип фонарей	Количество пролетов	Значения  световой характеристики фонарей
Отношение длины помещения к ширине пролета
от 1 до 2	от 2 до 4	более 4
Отношение высоты помещения  к ширине пролета
0,2 - 0,4	0,4 - 0,7	0,7 - 1	0,2 - 0,4	0,4 - 0,7	0,7 - 1	0,2 - 0,4	0,4 - 0,7	0,7 - 1
С вертикальным двусторонним остеклением (прямоугольные, М-образные)	Один	5,8	9,4	16	4,6	6,8	10,5	4,4	6,4	9,1
Два	5,2	7,5	12,8	4	5,1	7,8	3,7	6,4	6,5
Три и более	4,3	6,7	11,4	3,8	4,5	6,9	3,4	4	5,6

      

                 Таблица 5.10

Значения коэффициента r2

Отношение высоты помещения, принимаемой от условной рабочей поверхности до нижней  грани остекления, к ширине пролета	Значения коэффициента r2
Средневзвешенный коэффициент отражения потолка, стен и пола
rср = 0,5	rср = 0,4	rср = 0,3
Количество пролетов
1	2	3 и более	1	2	3 и более	1	2	3 и более
2	1,7	1,5	1,15	1,6	1,4	1,1	1,4	1,1	1,05
1	1,5	1,4	1,15	1,4	1,3	1,1	1,3	1,1	1,05
0,75	1,45	1,35	1,15	1,35	1,25	1,1	1,25	1,1	1,05
0,5	1,4	1,3	1,15	1,3	1,2	1,1	1,2	1,1	1,05
0,25	1,35	1,25	1,15	1,25	1,15	1,1	1,15	1,1	1,05

6.  Определение уровня шума в производственных помещениях.

 

Источниками шума на машиностроительных предприятиях являются станочное, кузнечно-прессовое оборудование, энергетические установки, компрессорные и насосные станции, вентиляционные установки, стендовые испытания двигателей внутреннего сгорания и др. Уровень шума на рабочих местах в производственных помещениях, возникающих от этих источников, обычно значительно превышает допустимые значения.


Поэтому при проектировании производственных процессов необходимым условием является определение ожидаемых уровней шума на рабочих местах с помощью акустического расчёта и разработки на его основе средств и методов защиты от шума.

Акустический расчёт включает:

1)    выявление источников шума и определение их шумовых характеристик;

2)    выбор расчётных точек, для которых производится акустический расчёт;

3)    определение допустимых уровней звукового давления для расчётных точек;

4)    выявление путей распространения шума от источников до расчётных точек;

5)    определение ожидаемых уровней звукового давления  в расчётных точках до осуществления мероприятий по снижению шума с учётом снижения уровня звуковой мощности  на пути распространения звука;

6)    определение требуемого снижения уровней звукового давления  в расчётных точках;

7)    выбор мероприятий, обеспечивающих требуемое снижение уровней звукового давления в расчётных точках.

6.1.Шумовые характеристики источников шума.

 

Шумовыми характеристиками источников шума являются уровни звуковой мощности , дБ в октавных полосах частот и показатели направленности излучения шума , дБ, которые должны быть указаны в технических условиях, инструкции эксплуатации или паспорте соответствующего оборудования. При отсутствии таких сведений необходимо пользоваться справочными данными по шумовым характеристикам применяемой машины или её аналога. Сведения о шумовых характеристиках некоторых машин приведены в таблице 6.1 согласно [16].

Таблица 6.1.

Шумовые характеристики машин.

Наименование, тип, марка	Мощ-ность, кВт	Уровни звукового давления, дБ  в октавных полосах частот, Гц
		63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Станок токарно-винторезный 1К62Т	10	-	50	68	72	73	63	61	56
Станок вертикально-сверлильный 2Н118	1,5	103	96	91	88	85	83	81	80
Станок горизонтально-фрезерный 6Н83	8,7	71	74	82	83	82	81	87	65
Точильно-шлифовальный двухсторонний 3Б634	2,8	80	87	88	87	85	89	91	93
Токарно-винторезный 16К20	10	107	101	97	93	91	89	87	86
Гайковерт ЭК-2	-	92	91	90	86	83	91	93	82
Клепальный молоток	-	110	124	122	121	115	110	110	110
Ножницы	-	110	103	97	103	106	108	108	107
Пилы дисковые, рубанки	-	110	103	97	103	105	105	107	107
Пневмогайковерт И-3103	-	69	70	78	94	97	92	96	96
Пневмодрель 64-54-002	-	74	78	78	92	90	98	98	100
Сверлильные машины	-	110	103	105	93	101	93	100	101
Шлифовальные машины	-	110	103	97	94	91	92	102	100
Электродрель С-437-А	-	64	69	70	71	76	88	89	90
Пресс пневматический ОМ 10-37, Г-833-002	-	91	93	92	92	86	85	82	75
Автомат хододно-высадочный( АК-10-72, Г-830-016) АВК-2	-	99	102	106	109	109	107	106	101
Автомат высадки  (ОБ-15-10, РУ-65-35) МВК-01	-	92	95	96	97	98	96	91	86
Пресс-автомат ПА-350-25, 10ГЖ, СН-738	-	96	102	106	110	110	108	105	102
Пресс-автомат (РД-3002, АБ-10Т, РГ-409м, НО-546)	-	102	106	110	110	108	105	102	115
Пресс-автомат (АМ-246, АБ-31)	-	88	90	90	89	87	86	84	96

<


 6.2.Выбор расчётных точек.

Расчётные точки при акустических расчётах выбираются на рабочих местах внутри производственных помещений и на площадках предприятий, в помещениях жилых и общественных зданий на высоте 1,2 – 1,5м. от уровня пола.

6.3 Определение допустимых уровней в расчётных точках.

 

Допустимые уровни звукового давления, дБ в октавных полосах частот и эквивалентные уровни звука, дБА определяются в соответствии с ГОСТ 12.1.003 – 83 или СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96 с помощью таблицы 6.2.

Таблица 6.2.

Допустимые уровни звукового давления и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест.

№ n/n	Вид трудовой деятельности, рабочее место	Уровни звукового давления, дБ  в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА
31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	Творческая деятельность, конструирование и проекти-рование, программирование. Рабочие места  в проектно-конструкторских бюро, расчётчиков, программистов вычислительных машин.	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
2	Административно-управленческая деятельность, измерительные и аналитичес-кие работы. Помещения цехового управления, лаборатории.	93	79	70	68	58	55	52	52	49	60
3	Рабочие места на участках точной сборки, 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 лабораторий с шумным оборудованием.	103	91	83	77	73	70	68	66	64	75
5	На постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на  территории предприятий.	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80
6	Жилые комнаты квартир, домов отдыха, пансионатов с 7 до 23 часов с 23 до 7 часов	79 72	63 55	52 44	45 35	39 29	35 25	32 22	30 20	28 18	40/55 30/45
7	Территории, прилегающие к жилым  домам, зданиям поликлиник, домов отдыха, пансионатов, дошкольных учреждений с 7 до 23 часов с 23 до 7 часов	90 83	75 67	66 57	59 49	54 44	50 40	47 37	45 35	44 33	55/70 45/60

<


  под чертой указаны значения максимального уровня звука, дБА.

6.4.  Определение ожидаемых уровней звукового давления в расчётных       точках.

Октавные уровни звукового давления L (дБ) определяются в зависимости от взаимного расположения расчётных точек и источников шума для каждой из восьми октавных полос со среднеметрическими значениями 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Ниже рассматриваются типичные случаи для машиностроительных предприятий [19].

6.4.1. Расчётная точка находится в помещении с одним источником шума.

Составляется план помещения и схема расположения источника шума и расчётной точки (рис. 6.1). Октавные уровни звукового давления определяются по формуле

,

где - октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ, определяемый из паспортных характеристик оборудования или принимаемый по табл. 6.1;  - коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля и принимаемый по графику на рис.6.2 в зависимости от отношения расстояния  r, м

S

                                                                        a    

		r

РТ

           a                                                     l

РТ

   h

                                  r

a

                               ИШ                                                 a

	АЦ

Рис. 6.1  План помещения и схема  расположения источника шума и расчётной точки.

между акустическим центром (АЦ) источника шума и расчётной точкой к максимальному габаритному размеру , м, источника (при  r  > 2    );   Ф – фактор направленности источника шума, определяемый по опытным данным; при равномерном излучении звука Ф = 1; S – площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник шума при равном удалении от его поверхности и проходящей через расчётную точку, м;если r < 2, то для прямоугольного параллелепипеда



; если r > 2, то , где  - пространственный угол излучения, величина которого зависит от местоположения источника шума;  - в пространстве (на колонне в цехе);  - на поверхности пола, перекрытия, стены;  - в двухгранном угле, образованном  ограждающими конструкциями;  - в трёхгранном угле; B – постоянная помещения, м;

,

где  - общая площадь ограждающих поверхностей, м;  - средний коэффициент звукопоглощения в помещении (для механических и металлообрабатывающих цехов ).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.2   График для определения коэффициента .

6.4.2. Расчётная точка находится в помещении с несколькими источниками шума.

Составляется план помещения и схема расположения источников шума и расчётной точки (рис. 6.3).

 

 

 

 

 

Рис. 6.3   Схема расположения источников шума и расчётной точки.

Октавные уровни определяются по формуле

,

где ; m – количество источников шума, ближайших к расчётной точке, т. е. источников, находящихся на расстоянии , где  - расстояние от РТ до АЦ ближайшего к ней ИШ, м; n – общее число источников шума;  - уровень звуковой мощности, создаваемой i-ым источником шума.

Если в помещении находится несколько одинаковых источников шума, то ожидаемые уровни звукового давления от всех источников шума определяется по формуле

,

где  - октавный уровень звуковой мощности, излучаемой одним источником шума, дБ; n – общее число источников шума.

4.5. Определение требуемого снижения уровня звукового давления в расчётных точках.

Требуемое снижение уровня звукового давления в расчётной точке от одного источника шума определяется как разность между ожидаемым уровнем звукового давления в расчётной точке и допускаемым уровнем : .

Если в расчётную точку попадает шум от нескольких источников, то рассчитываются уровни звукового давления каждого источника.

Для одинаковых источников, отличающихся по уровням менее чем на 10дБ, требуемое снижение уровней звукового давления  в расчётной точке для каждого источника определяется по формуле



,

где  - ожидаемый октавный уровень звукового давления, создаваемый рассматриваемым источником шума в расчётной точке, дБ; n – общее число источников шума.

Если источники шума отличаются друг от друга по октавным уровням более чем на 10дБ, требуемое снижение уровней звукового давления в расчётной точке определяется по формулам:

а)  для каждого из источников с более высокими уровнями

,

где  - общее число таких источников.

б)  для каждого из остальных источников

,

где n – общее число источников шума.

6.6.   Выбор мероприятий по снижению шума.

Выбор мероприятий для обеспечения требуемого снижения шума определяется особенностями производства и оборудования, величиной превышения допустимых уровней звукового давления, характером шума и другими факторами [20]. Наибольший эффект по снижению шума на пути распространения звуковой волны с помощью звукоизоляции, экранирования, звукопоглощения, расстояния наблюдается для высокочастотных звуков. Звукоизоляция обеспечивает снижение шума на 25 – 30дБ, звукопоглощение – на 6 – 10дБ, а удвоение расстояния от источника шума до рабочего места уменьшает уровень шума примерно на 6дБ.

 

 

 

 

 

 

7. Расчет виброизоляции.

Целью виброизоляции механизмов является создание таких условий на пути распространения колебаний, которые увеличили бы необходимые потери и тем самым уменьшили передаваемую от источника колебательную энергию. Наибольшее распространение в настоящее время получили пружинные и резиновые амортизаторы.

7.1.Пружинные амортизаторы целесообразно использовать для виброизоляции при сравнительно низкой частоте менее 33Гц и значительной амплитуде колебаний системы, а также при наличии высоких температур, масел, паров щелочей и кислот. В качестве пружинных амортизаторов чаще всего применяются стальные витые пружины, изготовляемые из прутка круглого сечения.

7.1.1. Последовательность расчета пружинных амортизаторов

Для расчета пружины предназначенной для виброизоляции необходимы следующие исходные данные:



а) статическая нагрузка Рст1

приходящаяся на один амортизатор, Н;

б) амплитуда колебательного смещения верхнего торца пружины при рабочем режиме машины xz1, м;

в) упругость пружины в вертикальном направлении kz1, Н/м;

г) допускаемое напряжение на кручение материала пружины [t], Н/м; (Табл. 7.1);

д) модуль упругости на сдвиг G,  Н/м; (Табл. 7.1);

7.1.1.1. Расчетная нагрузка P1 на одну пружину;

                                                    (7.1)

где Рст1- статическая нагрузка, приходящаяся на одну пружину;

,                                                              (7.2)

где P- вес машины, H;

n- число пружин;

Pдин1- динамическая нагрузка, приходящаяся на одну пружину, Н;

,                                                           (7.3)

где xz амплитуда вертикальных колебаний объекта на рабочей частоте, м;

kz1- жесткость одного амортизатора в вертикальном направлении, Н/м;

                              (7.4)

где g- ускорение свободного падения, Н/м;

- угловая частота колебаний системы, рад/с; (f- частота в Гц)

kz- общая жесткость всех амортизаторов в вертикальном направлении:

,                                                   (7.5)

где m- масса механизма, подлежащего виброизоляции (включая массу основания), ;

f0z- частота собственных колебаний системы, Гц:

,                                                        (7.6)

где fв– частота возмущающей силы, Гц;

Yz- коэффициент отношения частоты возмущающей силы к частоте собственных колебаний (рекомендуется Yz =3¸4).

                                                         (7.7)

Множитель 1.5 на который умножается Pдин (формула 7.1), обеспечивает требуемый запас усталостной прочности пружины.

7.1.1.2. Диаметр стального прутка пружины

Определяется по формуле:

                                                        (7.8)

где k- коэффициент, учитывающий добавочное напряжение среза (рис.7.1),возникающее в точках сечения прутка, расположенных ближе всего к оси пружины;

Рис. 7.1

e- индекс пружины:

                                                             (7.9)

где D- средний диаметр пружины, м;

d- диаметр проволоки, м;

[t]- допускаемое напряжение сдвига при кручении, Н/м

(табл. 7.1).

7.1.1.3. Число рабочих витков пружины:

,                                                                   (7.10)

где G- модуль сдвига материала пружины, Н/м2

(табл. 7.1)

7.1.1.4. Общее количество витков пружины:

,                                                                          (7.11)

где i2- число нерабочих витков пружины (при i1>7 ® i2 = 2.5, при i1<7 ® i2 = 1.5).

7.1.1.5. Высота ненагруженной пружины:

                                                                            (7.12)

7.1.1.6. Эффективность виброизоляции:

,,                                                           (7.13)

7.1.2. Выбор готовой пружины, выпускаемой промышленностью.

     Проверочный расчет выбранной пружины осуществляется по следующей

схеме:

7.1.2.1. Определяется максимально допустимая статическая нагрузка:

                                                   (7.14)

7.1.2.2. Определяется жесткость пружины в вертикальном направлении:

                                                            (7.15)

7.1.2.3. Находится число пружин из условия:

,                                                        (7.16)

где Q- вес машины,H;

kz- жесткость всех амортизаторов.

Установка машин на пружинные амортизаторы более эффективна, чем на резиновые, так как обеспечивает более низкие собственные частоты колебаний вибрирующего механизма.

Следует располагать центр жесткости виброизоляторов на одной вертикали с центром тяжести массы машины, установленной на специальное основание.

Таблица 7.1:

Допускаемые напряжения для пружинных сталей

Сталь	Модуль сдвига Н/м2.1010	Допускаемые напряжения	Назначение
Группа	Марка	Режим работы	Н.м2.108
Углеродистая	70	7.83	Легкий	4.11	Для пружин с относительно низкими напряжениями при диаметре проволоки менее 8 мм
Средний	3.73
Тяжелый	2.47
Хромованадиевая закаленная в масле	50ХФА	7.7	Легкий	5.49	Для пружин, воспринимающих динамическую нагрузку, при диаметре прутка не менее 12.5 мм
Средний	4.90
Тяжелый	3.92
Кремнистая	55 С 2 60 С 2 60 С 2 А 63 С 2 А	7.45	Легкий	5.49	Для пружин, воспринимающих динамическую нагрузку, при диаметре прутка более 10 мм, а также для рес сор
Средний	4.41
Тяжелый	3.43

<


7.2. Резиновые амортизаторы

Недостатком резиновых амортизаторов является их недолговечность, так как они со временем становятся жестче и через 5…7 лет их необходимо заменять. Кроме того, с их помощью нельзя получить очень низкие собственные частоты колебаний системы, которые необходимы для тихоходных агрегатов, из-за неизбежной в этом случае перегрузки прокладок, значительно сокращающих срок их службы.

7.2.1. Выбирается резина с динамическим модулем упругости Eдин

(табл.7.2).

7.2.2. Исходя из конструктивных особенностей машины, задаются числом амортизаторов n.

7.2.3. Находится поперечный размер A

виброизолятора квадратного сечения:

,                                                             (7.17)

где Q- вес машины, H;

[s]сж- расчетное напряжение сжатия в резине, H/м2 (табл.7.2)

7.2.4. Полная высота резинового амортизатора определяется из условия:

                                                                           (7.18)

Следует помнить, что широкие амортизаторы с малой высотой H нежелательны, так как они имеют чрезмерную жесткость. Поэтому часто подстилаемые под вибрирующие механизмы резиновые коврики практически неэффективны. Если же по конструктивным соображениям все же придется выбирать широкие листы амортизаторов, последние необходимо делать перфорированными или рифлеными.

7.2.5. Определяется рабочая высота амортизатора:

                                                                                                      (7.19)

7.2.6. Рассчитывается жесткость одного резинового амортизатора в вертикальном направлении:

,                                                         (7.20)

где Eдин- динамический модуль сдвига, H/м2;

S1- площадь  поперечного сечения одного виброизолятора, м2.

7.2.7. Определяется частота собственных вертикальных колебаний виброизолируемой машины:

,                                                     (7.21)

где - отношение поперечного сечения амортизатора к полной ее высоте;

g- ускорение свободного падения, м/c2



Полученную величину f0z сравнивают с ее требуемым значением:

,                                                                    (7.22)

где fв- частота возмущающей силы, Гц;

Yz- коэффициент отношения частоты возмущающей силы к частоте собственных  колебаний (рекомендуемая величина Yz ³ 3).

Если эти значения не сходятся, то в расчет резиновых амортизаторов вносят соответствующие изменения:

а) выбирают тип резины с меньшим динамическим модулем упругости;

б) в допустимых пределах увеличивают статическое напряжение в резине;

в) увеличивают вес машины присоединением к ней бетонного основания;

г) переходят на другие виды амортизаторов, например, стальные или комбинированные.

Данная методика применима не только к резиновым, но и другим упругим материалам, у которых так же, как и у резины, коэффициент Пуассона близок к 0.5. Для материалов, у которых m < 0.5, в расчете необходимо принимать вместо рабочей высоты Н1 полную высоту амортизатора Н.

7.2.8. Определяется граничная частота:

                                               (7.23)

На резонансной частоте понижается виброизолирующая способность амортизаторов. Чем выше частота по сравнению с fгр, тем эффективнее влияние прокладок.

7.2.9. Определяется эффективность прокладок или снижение уровня вибрации:

На частотах выше граничной эффективность DL

определяется:

,                                                 (7.24)

где fп- текущая частота, Гц.

Таблица 7.2:

Характеристики виброизолирующих материалов

Марка резины	Динамический модуль упругости E´105, H/м2	Допустимое напряжение на сжатие [s]сж ´105, H/м2
56	36	4.2
112А	43	1.71
93	59.5	2.4
КР-107	41	2.94
ИРП-1347	39.3	4.4
2566	24.5	0.98

 

8. Расчёт защитного заземления.

Расчёт защитного заземления может выполнятся по допустимому сопротивлению заземляющего устройства  или по допустимым напряжениям прикосновения и шага  и .



Допустимые значения сопротивления заземляющих устройств согласно “Правил устройства электроустановок” следующие:

-   Для установок до 1000 В

 - если суммарная мощность источников тока, питающих сеть более 100 кВт.

 - во всех остальных случаях.

-   Для установок выше 1000 В

 - в сетях с номинальным напряжением 6, 35 кВ с изолированной нейтралью при малых токах заземления (менее 500 А) при условии использовании заземляющих устройств только для электроустановок напряжением выше 1000 В.

 - тоже в сетях с номинальным напряжением 6, 35 кВ с изолированной нейтралью и малыми токами заземления, но с использованием заземляющих устройств одновременно и для электроустановок напряжением до 1000 В.

 - в сетях напряжением 110 кВ и выше с эффективно заземлённой нейтралью при больших токах замыкания (более 500 А).

Ток замыкания на землю  в установках напряжением более 1000 В без компенсации ёмкостных токов определяется из выражения

                      

где U – линейное напряжение сети, кВ.

 - длина кабельных линий, км.

 - длина воздушных линий, км.

В установках напряжением более 1000 В без компенсации ёмкостных составляющих ток замыкания на землю принимается равным

- номинальный ток потребителей сети.

Порядок расчёта одиночных искусственных заземлений.

1.     Определить допустимое сопротивление заземляющего устройства -  (см. выше).

2.     Принять тип заземлителя, который может быть выполнен из стальных стержней диаметром  и длиной , из стальных труб  и , из стальной полосы шириной  и длиной 15, 25, 50 м. Расстояние между одиночными вертикальными заземлителями принимается , глубина заложения заземлителей принимается .

3.     Определить величину удельного сопротивления грунта  по таблице 8.1.

4.     Определить общее сопротивления одиночных заземлителей.

-   для вертикальных заглублённых в грунте по формуле:

          

где  l, d и H

– длина, диаметр и глубина заложения середины электрода от поверхности грунта, м, определяемая по формуле .



-   для горизонтальных полос, заглубленных в грунте, по формуле

                

где l, b и  - длина, ширина и глубина заложения полосы в грунте, м, показанные на рисунке 8.1.

           H                                b

  l

Рис. 8.1   Схема расположения электродов защитного заземления в грунте.

 

Если общее сопротивление  меньше или равно допустимому сопротивлению R , то принимаем один заземлитель.

Если общее сопротивление  больше допустимого сопротивления R , то необходимо принять несколько заземлителей.

5.   Определить количество заземлителей по формуле

- для вертикальных заземлителей, заглубленных в грунте



где  - коэффициент использования вертикальных заземлителей, определяемый из таблицы 8.2.

- для горизонтальных полосовых заземлителей, заглубленных в грунте



где  - коэффициент использования уложенных полос, определяемый из таблицы 8.3.

6. Определить сопротивление соединительной полосы заземлителей в грунте по формуле

                                          

                                     

Здесь , b  и  - см. формулу (8.11) и рис. 8.1.

 - при расположении заземлителей в ряд

а – расстояние между заземлителями, принимаемое по таблицам 8.2 и 8.3

n – количество заземлителей, принимаемое из расчёта.

7. Определить полное сопротивление заземляющего устройства (заземлителей и соеденительных полос) по формуле



где  - коэффициент использования соединительной полосы, определяется по таблице 4.

 - коэффициент использования заземлителей. При вертикальных заземлителях принимается из таблицы 8.2, при горизонтальных полосовых заземлителях – из таблицы 8.4.

Если полученное значение полного сопротивления защитного заземления значительно меньше (в два и более раз) допустимого сопротивления  необходимо уменьшить количество заземлителей, или изменить их размеры, или выбрать грунт с большим удельным сопротивлением.



 

Таблица 8.1.

  Приближённые значения удельных электрических сопротивлений различных грунтов и воды.

Грунт, вода	Возможные пределы колебаний, Ом.м
Глина	8 – 70
Суглинок	40 - 150
Песок	400 – 700
Супесок	150 – 400
Торф	10 – 20
Чернозём	9 – 63
Садовая земля	30 – 60
Каменистый	500 – 800
Скалистый
Вода:          морская          речная	0,2 – 1 10 - 100

Таблица 8.2.

 Коэффициенты использования  заземлителей из труб или уголков без учёта влияния полосы связи.

Отношение расстояния между трубами (уголками к их длине)	При размещении в ряд	При размещении по контуру
Число труб (уголков)		Число труб (уголков)
1	2	0,84-0,87	4	0,66-0,72
3	0,76-0,8	6	0,58-0,65
5	0,67-0,72	10	0,52-0,58
10	0,56-0,62	20	0,44-0,5
15	0,51-0,56	40	0,38-0,44
20	0,47-0,5	60	0,36-0,42
2	2	0,9-0,52	4	0,76-0,8
3	0,85-0,88	6	0,71-0,75
5	0,79-0,83	10	0,66-0,71
10	0,72-0,77	20	0,61-0,66
15	0,66-0,73	40	0,55-0,61
20	0,65-0,7	60	0,52-0,58
3	2	0,93-0,95	4	0,84-0,86
3	0,9-0,92	6	0,78-0,82
5	0,85-0,88	10	0,74-0,73
10	0,79-0,83	20	0,68-0,73
15	0,76-0,8	40	0,64-0,69
20	0,74-0,79	60	0,62-0,67

Таблица 8.3.

Коэффициенты использования  параллельно уложенных полос.

Длина каждой полосы, м	Число параллель-ных полос	Расстояние между параллельными полосами, м
1	2,5	5	10	15
15	2	0,56	0,65	0,75	0,80	0,85
15	0,37	0,49	0,60	0,73	0,79
10	0,25	0,37	0,49	0,64	0,72
25	2	0,50	0,60	0,70	0,75	0,80
15	0,35	0,45	0,50	0,66	0,73
10	0,23	0,31	0,43	0,57	0,66
0,7550	2	0,45	0,55	0,65	0,70	0,75
15	0,33	0,40	0,48	0,58	0,65
10	0,20	0,27	0,35	0,46	0,53

<


Таблица 8.4.

Коэффициент использования   соединительной полосы заземлителей из труб или уголков.

Отношение расстояния между за-землителями к их длине	Число труб или уголков
4	8	10	20	30	50
	При расположении полосы в ряду труб или уголков
1	0,77	0,67	0,62	0,42	0,31	0,21
2	0,89	0,79	0,75	0,56	0,46	0,36
3	0,92	0,85	0,82	0,68	0,58	0,49
	При расположении полосы по контуру труб или уголков
1	0,45	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21
2	0,55	0,43	0,40	0,32	0,30	0,28
3	0,7	0,80	0,56	0,45	0,41	0,37

9. Расчет зануления

Занулением называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под  напряжением, с глухо-заземленной нейтралью трансформатора.

 Зануление электроустановок обязательно:

• при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 в и выше постоянного тока;



• при номинальном напряжении выше 42 В и ниже 380 В переменного тока и выше 110 В и ниже 440 В постоянного тока – в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных установках;


Зануление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате замыкания на корпус.

При замыкании на корпус создается цепь однофазного короткого замыкания, в результате чего срабатывает защита и электроустановка отключается от сети.

Цель расчета зануления – определить условия, при которых оно надежно и быстро отключает поврежденную электроустановку от сети. Согласно ПУЭ проводимость фазных и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании фазы на корпус возникал ток короткого замыкания Iкз, превышающий не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкого элемента предохранителя или нерегулируемого расцепителя или тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя.







Значение I номп. пл. вст. предохранителей для сетей напряжением 220 и 380 В приведены в табл. 1, для автоматических выключателей – табл. 9.2.

         Номинальный ток плавкой вставки выбирают из условия:

Iном. пл. вст.>Iном.

(Iном – номинальный ток электроустановки).

Таблица 9.1

Значение Iном. для некоторых типов предохранителей



Тип предохранителя	Iном, А
ПР – 2	6,10,15,20,25,35,45,60
НПН – 60	6,10,15,20,25,35,45,60
ПНТ – 10	4,6,10
ПН 2 – 100	30,40,50,60,80,100
ПН 2 – 250	80,100,120,150,200,250

Таблица 9.2

Значение Iком. для автоматических выключателей на напряжении 380 В



Тип выключателя	Iном, А
АП 50 – 3 ТМ (3 - фазный)	1,6;2,5;4;6,4;10;16;25;40;50
АП 50 – 2 ТМ (1 - фазный)	1,6;2,5;4;6,4;10;16;25;40;50
А 3161 (1 - фазный)	15,20,25,30,40,50
А3163 (3 - фазный)	15,20,25,30,40,50

 

Величина тока однофазного короткого замыкания (Iкз) определяется по формуле:





где: Uф – фазное напряжение, В

Zп – сопротивление петли “фаза - ноль”, Ом

Zт – сопротивление обмоток трансформатора, Ом

Zп=Rф+Rн

Rф – сопротивление фазного провода, Ом

Rн – сопротивление нулевого провода, Ом

        





r - удельное сопротивление, Ом м

 (rмеди=0,018 Ом м, rалюминия=0,028 Ом м)

l – длина провода, м

s – сечение провода, м3

Таблица 9.3

Значение полных сопротивлений (Zт) обмоток масляных трансформаторов



Мощность трансформатора, кВА	Zт, Ом, при схеме соединения обмоток
	Y/Yн	D/Yн
25	3,110	0,906
40	1,949	0,562
63	1,237	0,360
100	0,799	0,226
160	0,487	0,141
250	0,312	0,090
400	0,195	0,056
630	0,129	0,042
1000	0,081	0,027
1600	0,054	0,017

Таблица 9.4

Значение полных сопротивлений (Zт) обмоток сухих трансформаторов



Мощность трансформатора, кВА	Схема соединения обмоток	Zт, Ом
160	D/Yн	0,165
180	Y/Yн	0,453
250	D/ Y н	0,106
320	Y/Yн	0,254
400	D/Yн	0,066
560	Y/Yн	0,130
630	D/Yн	0,042
750	Y/Yн	0,109
1000	D/Yн	0,027

<




10.                 Расчет электромагнитных излучений



Переменное электромагнитное поле является совокупностью двух взаимосвязанных, переменных полей – электрического и магнитного, которые характеризуются соответствующими векторами напряженности E(В/м) H(А/м). При распространении в вакууме и воздухе E=377 Н. Фазы колебаний векторов Е и Н происходят во взаимноперпендикулярных плоскостях.

Электромагнитное поле несет энергию, определяемую плотностью потока энергии (Вт/м2) 

















Pист – мощность излучателя, Вт

r – расстояние до источника излучения, м

Целью расчета является определение электрической или магнитной напряженности или плотности потока энергии на рабочем месте и сравнение с допустимыми значениями.

Согласно СаПиН 2.2.4/2.1.8.058 – 96 “Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)” оценка воздействия на людей осуществляется по величине энергетической экспозиции. В диапазоне частот 30кГц – 300 МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического и магнитного поля, в диапазоне 300МГц – 300 ГГц -  значением плотности потока энергии.

Энергетическая экспозиция определяется:


• для электрического поля
  
  , (В/м)2*час



• для магнитного поля
  
  , (А/м)2*час



• для плотности потока энергии
  
   ,(мкВт/см2)*час


Предельно – допустимые значения для  энергетической экспозиции за рабочий день (8 часов) приведены в таблице 10.1.

Таблица 10.1

Предельно – допустимые значения энергетической экспозиции.



Диапазоны частот	Предельно допустимая энергетическая экспозиция
	ЭЭЕ, (В/м2)ч	ЭЭН, (А/м2)ч	ЭЭI, (мкВт/см2)ч
0,03 – 3 МГц	20 000	200	–
3 – 30 МГц	7 000	–	–
30 – 50 МГц	800	0,72	–
50 – 300 МГц	800	–	–
0,3 – 300 ГГц	–	–	200

Список  литературы:

1.     Под ред. Юдина Е.А., Белова С.В.


Охрана труда в машиностроении. -М.: Машиностроение,1983.-452с.

2.     Полтев М.К. Охрана труда в машиностроении. -М.: Высшая школа, 1980,- Т294с.

3.     ГОС 12.1.005-88 ССБТ ”Общие санитарно-гигиенические требованиях воздуху рабочей зоны.”

4.     Строительные нормы и правила. СниП 2.04.05-91 “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования.”

5.     В.Л. Писаренко, М.Л. Рогинский. Вентиляция рабочих мест в сварочном производстве. – М.: Машиностроение, 1981, 120с.

6.     Правила техники безопасности и производственной санитарии при электросварочных работах. В кн.: Справочник по охране труда. Т.З. – Л.: Судостроение, 1975, с. 233-238.

7.     Правила техники безопасности и производственной санитарии при электросварке в среде защитных газов. В кн.: Справочник по охране труда. Т.З. – Л.: Судостроение, 1975, с. 243-246.

8.     Вентиляция и отопление судостроительных цехов. Основные положения. В кн.: Справочник по охране труда. Т.Ч. – Л.: Судостроение, 1975, с. 204-219.

9.      Вентиляция помещений строящихся, модернизирующихся и ремонтируемых судов. Основные положения. В кн.: Справочник по охране труда. – Л.: Судостроение, 1975, с. 264-285.

10.       СанПиН 2.2.4.548-96 “Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений”.

11.            СниП 2.04.05.-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

12.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          СНиП  23.05-95.


Естественное  и  искусственное освещение. –М. : с.Минстрой, 1995, 35 с.

13.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          Справочная  книга  для  проектирования  электрического  освещения  /Под  редакцией  Г.М.


Кноринга. -. : Энергия,1976,  384 с.

14.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          Е.А.


Юдин  и  С.В.Белов. Охрана  труда  в  машиностроении. – М. : Машиностроение, 1983, 452 с.

15.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          Г.М.


Кногин. Осветительные  установки. – Л. : Энергоиздат, 1981, 280 с.

16.             Каталог шумовых характеристик технологического оборудования (приложение к СНиП II-12-77). – М.:Стройиздат, 1988.

17.            ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.

18.            СН 2.2.4./2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

19.            Средства защиты в машиностроении: Расчёт и проектирование: Справочник / С. В. Белов, А. Ф. Козьяков, О. Ф. Партолин и др. – М.: Машиностроение. 1989. – 368с. ил.

20.             Борьба с шумом на производстве: Справочник / Е.Я. Юдин, Л. А. Борисов, И. В. Гренштейн и др.; под общ. ред. Е. Я. Юдина – М.: Машиностроение 1985. – 400с. ил.

21.            СНиП II-12-77 “Защита от шума” М.,1978.

22.            Алексеев С.П., Казаков А.М., Колотилов Н.Н. Борьба с шумом и вибрацией в машиностроении. -М.: Машиностроение,1970.-208с.

23.            Щеглов В.Ф. Совершенствование кузнечного оборудования ударного действия. –М.: Машиностроение,1968.-224с.

24.            Долин П. А. “Основы техники безопасности в электроустановках” – М.:Энергоатомиздат, 1984. 408с.

25.            Под ред. Князевского Б. А. “Охрана труда в электроустановках” – М.:Энергоатомиздат, 1983.

26.            “Правила устройства электроустановок” – М.:Энергоатомиздат, 1986.

 ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ “Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.”


Содержание раздела






---