Контрольна робота.
Техніка безпеки і охорона праці
Небезпека ураження електричним струмом полягає, перш за все, в виникнення так званого <<удару>> при дотику до струмоведучих частин обладнання. Інший вид ураження - опік електричною дугою, що супроводжує комутаційні процеси в електричних ланцюгах.
Серйозну небезпеку становлять також місцеві підвищення температури на ділянках малої провідності електричних ланцюгів і іскріння, які можуть викликати пожежу або вибух.
Вихід електротравми залежить від багатьох обставин: від умов зовнішнього середовища і внутрішніх факторів організму.
До умов зовнішнього середовища відносяться, перш за все, параметри електричного кола, в якій опинився потерпілий, місце зіткнення з струмоведучими частинами, час дії електричного струму. Має значення також температура навколишнього середовища, з підвищенням якої число важких випадків зростає.
Внутрішніми факторами, що негативно впливають на результат поразки електричним струмом, є стомлення, хворобливий стан, алкогольне сп'яніння, ненаправленої увагу.
До параметрів електричного кола, які мають вирішальне значення при оцінці небезпеки ураження електрострумом, відносять величину струму, його частоту і напругу.
За наслідками фізіологічного впливу струму на організм людини розрізняють порогові, які відпускають і утримують струми.
Порогові струми викликають перші відчуття впливу струму. Величина цих струмів залежить від величини прикладеної напруги, стану поверхні шкіри, індивідуальної чутливості до струму і змінюється від 0.1 до 5 міліампер (ма).
Відпускаючий вважаються струми, при проходженні яких людина зберігає здатність самостійно звільнитися від контакту з частинами, які знаходяться під напругою. Величина відпускається струму в залежності від індивідуальних особливостей людини змінюється від 10 до 20 ма.
Якщо струм істотно перевершує порогове значення відпускається струму і має величину порядку 30-40 ма (утримують струми), мимовільні скорочення м'язів у вигляді судоми охоплюють не тільки м'язи рук, але і тулуба, в тому числі і м'язи грудної клітини, що беруть участь в процесі дихання. Це може привести до утруднення, а іноді і припинення дихання.
Небезпека дії змінного струму промислової частоти в 25-50 ма не обмежується порушенням дихання. Подразнюючу дію такого струму викликає звуження кровоносних судин, призводить до підвищення артеріального тиску і утрудняє роботу серця. В результаті при тривалому протіканні струму напругою 110, 220 і 380 у може виникнути ослаблення діяльності серця і втрата свідомості.
Поряд з величиною струму, що проходить через тіло людини, істотне значення має частота струму. Струми високої частоти менш небезпечні у відношенні електричного удару, вони небезпечні в основному з точки зору теплового нагрівання та впливу електричного поля.
Визначити заздалегідь струм, який може пройти через людину без будь-яких серйозних наслідків для нього, - завдання майже нерозв'язна. Щоб встановити межу безпечних умов, доцільно орієнтуватися не на безпечний струм, а на припустиме безпечна напруга. Остання зручно ще й тим, що для кожної даної мережі напруга її відносно постійно. У залежності від оточуючих умов за безпечне напруга приймається 40-12В.
Велике значення з точки зору небезпеки ураження електричним струмом має шлях проходження струму через тіло людини. Якщо струм при електротравмі протікає через тіло людини по шляху рука-рука чи рука-нога, частина його безпосередньо проходить через серцевий м'яз. При цьому виникають різночасові та хаотичні скорочення окремих волокон серцевого м'яза, які можуть призвести до зупинки кровообігу. У тих випадках, коли струм майже не зачіпає області грудної клітини, наприклад при протіканні по шляху від однієї ноги до іншої, описане явище скорочення м'язів серця не наступає навіть при струмах порядку декількох ампер.
Серйозний вплив на результат електротравми має тривалість дії струму. Перш за все від часу його дії залежить електричний опір тіла. Воно зменшується у міру проходження струму в результаті прогресуючого прогрівання і пробивання рогового шару шкіри. При короткочасному впливі струму, як показали дослідження, небезпека залежить від того, з якою фазою роботи серця збігається момент проходження струму. Особливо чутливим до проходження струму серце є в стадії розслаблення (період між послідовними скороченнями і розширеннями передсердь і шлуночків серця, що триває близько 0,1 секунди).
При розбіжності моменту проходження струму з фазою розслаблення серця навіть струми значної величини (до 10 а) не викликають його паралічу. Звідси ясно, що чим коротше час проходження струму, тим менше ймовірність такого збігу, а отже, і менше небезпека ураження.
Ступінь небезпеки ураження електричним струмом залежить також від того, яким чином відбулося включення людини в електричний ланцюг.
Двофазне дотик в системах трифазного струму є одночасне приєднання людини до двох різних фаз однієї і тієї ж системи, що знаходиться під напругою. Людина виявляється, таким чином, включеним під повне лінійну напругу мережі.
Під однофазним включенням розуміється дотик людини до струмоведучих частин однієї фази установки, що знаходиться під напругою. В установках з ізольованою нейтраллю людина, торкаючись до однієї з фаз безпосередньо або через провідник струму з опором, близьким до нуля (металеві труби, інструмент тощо), виявляється включеним по відношенню до двох інших фазах через опір ізоляції проводів відносно землі.
При заземленої нейтралі джерела струму напруга фазних проводів відносно землі при нормальному режимі роботи мережі одно фазного напрузі. Людина, що досягне в даному випадку безпосередньо фази, опиняється під напругою, близьким за величиною до фазного, тобто в √ 3 разів меншим лінійного.
Найбільшу небезпеку для життя в системах трифазного струму є двофазне дотик людини.
Тяжкість електричної травми багато в чому залежить також від величини опору тіла людини електричного струму в момент удару електричним струмом.
Найбільший опір електроструму надає верхній шар шкіри, який не має кровоносних судин і нервових клітин. Опір верхнього рогового шару людини не залишається величиною постійною. Воно залежить від величини електричного струму і тривалості проходження його через тіло людини, від величини дотичних поверхонь і щільності контакту її з провідником, від стану шкіри. Коли верхній шар шкіри не пошкоджений і знаходиться в сухому та чистому стані, електричний опір людського організму становить 40000-100000 му.
Електричний опір людського тіла падає до 1000 ом, якщо верхній шкірний покрив вологе й пориста система засмічена виділенням потових залоз, розташованих під шкірою, або покрита струмопровідним пилом, емульсією, содовим розчином і т.п.
При напрузі 50в пробою рогового шару шкіри йде повільно. Зі збільшенням прикладеної напруги величина опору рогового шару стає все менше; при напрузі 500В пробою шкіри настає майже миттєво.
Розрахунок осей колісних пар вишукуємо за наступними формулами:
Для подступичной частини
Де dn-діаметр подступичной частини, м;
Mn-згинальний момент в розрахунковому перерізі, Hм;
Δn-зменшення діаметра перерізу подступичной частини осі, що допускається при ремонті КП;
Δn = 0,5 ∙ 10-2м;
[G] n-межа витривалості при розрахунку на втомну міцність матеріалу подступичной частини осі, H \ м2;
Де G-1n = 14028.3 ∙ 104H \ м2,
Nn-запас міцності, Nn = 1.4, тоді [G] n = 14028.3 ∙ 104 \ 1.4 = 10020.2 ∙ 104H \ м2.
Згинальний момент у розрахунковому перерізі
Mn =
де Rn-коефіцієнт рамного тиску, Rn = 0.3;
Jn-коефіцієнт горизонтального прискорення КП, Jn = 0,7 для КП масою 1,8 103кг,
δ - коефіцієнт амортизації у вертикальній площині, δ = 0,9;
f - коефіцієнт тертя коліс об рейки f = 0,25;
l-відстань від середини буксового шийки до площини кола катання найближчій колеса, l = 0.277м;
Rv-динамічний коефіцієнт у вертикальній площині, Rv = 0.3;
m - коефіцієнт ваги буксового вузла, m = 0.036;
Jv-коефіцієнт вертикального прискорення букси, Jv = 9;
C-коефіцієнт відцентрової сили, C = 0.06;
Rw-коефіцієнт вітрового навантаження, Rw = C = 0.06;
hc-висота центру мас надвізкову будови над віссю КП, м, hc = 1.94 м;
l1-відстань між серединами буксових шийок осі, м, l1 = 2м;
R-коефіцієнт, що враховує перевантаження ресорного підвішування при крен надресорна будови, R = 1 \ [1-4 (hc-l 1) (Fs \ l1)],
де Fs - статичне навантаження ресорного будови, Fs = 0.15 м.
Тоді діаметр подступіпічной частини
Приймаються dn = 0.2 м.
Для середньої частини осі
Де
Згинальний момент у розрахунковому перерізі для середньої частини
де
де
де
Тоді
Бічний тиск рейки на набігаючого колесо
де
Н - поперечна складова сила тертя внутрішнього колеса про рейок, Н
Тоді
Вертикальне навантаження
Реакція на колесо з боку рейки
Де
F-сила тяги локомотива, що припадає на одну КП, F = 0, тому що вісь підтримуюча;
G
тоді
звідси
тоді діаметр середньої частини осі
Для буксових шийок
Згинальний момент розрахунковому перетині в буксового шийці
Приймаються
Висновок: Проведений розрахунок основних характеристик осі колісної пари проектного тепловоза свідчить про те, що запропонована конструкція задовольняє існуючим вимогам безпеки і може використовуватися на рухомому складі залізниць України.
Техніка безпеки і охорона праці
Завдання 1.
Питання: Які фактори впливають на тяжкість ураження людини електричним струмом?Небезпека ураження електричним струмом полягає, перш за все, в виникнення так званого <<удару>> при дотику до струмоведучих частин обладнання. Інший вид ураження - опік електричною дугою, що супроводжує комутаційні процеси в електричних ланцюгах.
Серйозну небезпеку становлять також місцеві підвищення температури на ділянках малої провідності електричних ланцюгів і іскріння, які можуть викликати пожежу або вибух.
Вихід електротравми залежить від багатьох обставин: від умов зовнішнього середовища і внутрішніх факторів організму.
До умов зовнішнього середовища відносяться, перш за все, параметри електричного кола, в якій опинився потерпілий, місце зіткнення з струмоведучими частинами, час дії електричного струму. Має значення також температура навколишнього середовища, з підвищенням якої число важких випадків зростає.
Внутрішніми факторами, що негативно впливають на результат поразки електричним струмом, є стомлення, хворобливий стан, алкогольне сп'яніння, ненаправленої увагу.
До параметрів електричного кола, які мають вирішальне значення при оцінці небезпеки ураження електрострумом, відносять величину струму, його частоту і напругу.
За наслідками фізіологічного впливу струму на організм людини розрізняють порогові, які відпускають і утримують струми.
Порогові струми викликають перші відчуття впливу струму. Величина цих струмів залежить від величини прикладеної напруги, стану поверхні шкіри, індивідуальної чутливості до струму і змінюється від 0.1 до 5 міліампер (ма).
Відпускаючий вважаються струми, при проходженні яких людина зберігає здатність самостійно звільнитися від контакту з частинами, які знаходяться під напругою. Величина відпускається струму в залежності від індивідуальних особливостей людини змінюється від 10 до 20 ма.
Якщо струм істотно перевершує порогове значення відпускається струму і має величину порядку 30-40 ма (утримують струми), мимовільні скорочення м'язів у вигляді судоми охоплюють не тільки м'язи рук, але і тулуба, в тому числі і м'язи грудної клітини, що беруть участь в процесі дихання. Це може привести до утруднення, а іноді і припинення дихання.
Небезпека дії змінного струму промислової частоти в 25-50 ма не обмежується порушенням дихання. Подразнюючу дію такого струму викликає звуження кровоносних судин, призводить до підвищення артеріального тиску і утрудняє роботу серця. В результаті при тривалому протіканні струму напругою 110, 220 і 380 у може виникнути ослаблення діяльності серця і втрата свідомості.
Поряд з величиною струму, що проходить через тіло людини, істотне значення має частота струму. Струми високої частоти менш небезпечні у відношенні електричного удару, вони небезпечні в основному з точки зору теплового нагрівання та впливу електричного поля.
Визначити заздалегідь струм, який може пройти через людину без будь-яких серйозних наслідків для нього, - завдання майже нерозв'язна. Щоб встановити межу безпечних умов, доцільно орієнтуватися не на безпечний струм, а на припустиме безпечна напруга. Остання зручно ще й тим, що для кожної даної мережі напруга її відносно постійно. У залежності від оточуючих умов за безпечне напруга приймається 40-12В.
Велике значення з точки зору небезпеки ураження електричним струмом має шлях проходження струму через тіло людини. Якщо струм при електротравмі протікає через тіло людини по шляху рука-рука чи рука-нога, частина його безпосередньо проходить через серцевий м'яз. При цьому виникають різночасові та хаотичні скорочення окремих волокон серцевого м'яза, які можуть призвести до зупинки кровообігу. У тих випадках, коли струм майже не зачіпає області грудної клітини, наприклад при протіканні по шляху від однієї ноги до іншої, описане явище скорочення м'язів серця не наступає навіть при струмах порядку декількох ампер.
Серйозний вплив на результат електротравми має тривалість дії струму. Перш за все від часу його дії залежить електричний опір тіла. Воно зменшується у міру проходження струму в результаті прогресуючого прогрівання і пробивання рогового шару шкіри. При короткочасному впливі струму, як показали дослідження, небезпека залежить від того, з якою фазою роботи серця збігається момент проходження струму. Особливо чутливим до проходження струму серце є в стадії розслаблення (період між послідовними скороченнями і розширеннями передсердь і шлуночків серця, що триває близько 0,1 секунди).
При розбіжності моменту проходження струму з фазою розслаблення серця навіть струми значної величини (до 10 а) не викликають його паралічу. Звідси ясно, що чим коротше час проходження струму, тим менше ймовірність такого збігу, а отже, і менше небезпека ураження.
Ступінь небезпеки ураження електричним струмом залежить також від того, яким чином відбулося включення людини в електричний ланцюг.
Двофазне дотик в системах трифазного струму є одночасне приєднання людини до двох різних фаз однієї і тієї ж системи, що знаходиться під напругою. Людина виявляється, таким чином, включеним під повне лінійну напругу мережі.
Під однофазним включенням розуміється дотик людини до струмоведучих частин однієї фази установки, що знаходиться під напругою. В установках з ізольованою нейтраллю людина, торкаючись до однієї з фаз безпосередньо або через провідник струму з опором, близьким до нуля (металеві труби, інструмент тощо), виявляється включеним по відношенню до двох інших фазах через опір ізоляції проводів відносно землі.
При заземленої нейтралі джерела струму напруга фазних проводів відносно землі при нормальному режимі роботи мережі одно фазного напрузі. Людина, що досягне в даному випадку безпосередньо фази, опиняється під напругою, близьким за величиною до фазного, тобто в √ 3 разів меншим лінійного.
Найбільшу небезпеку для життя в системах трифазного струму є двофазне дотик людини.
Тяжкість електричної травми багато в чому залежить також від величини опору тіла людини електричного струму в момент удару електричним струмом.
Найбільший опір електроструму надає верхній шар шкіри, який не має кровоносних судин і нервових клітин. Опір верхнього рогового шару людини не залишається величиною постійною. Воно залежить від величини електричного струму і тривалості проходження його через тіло людини, від величини дотичних поверхонь і щільності контакту її з провідником, від стану шкіри. Коли верхній шар шкіри не пошкоджений і знаходиться в сухому та чистому стані, електричний опір людського організму становить 40000-100000 му.
Електричний опір людського тіла падає до 1000 ом, якщо верхній шкірний покрив вологе й пориста система засмічена виділенням потових залоз, розташованих під шкірою, або покрита струмопровідним пилом, емульсією, содовим розчином і т.п.
При напрузі 50в пробою рогового шару шкіри йде повільно. Зі збільшенням прикладеної напруги величина опору рогового шару стає все менше; при напрузі 500В пробою шкіри настає майже миттєво.
Завдання 2.
Розрахунок осі підтримуючої колісної пари на міцність.| Запас міцності Nn | Радіус колеса r, м | Навантаження Q, Н | Коефіцієнт амортизації δ | Коефіцієнт Тертя f |
| 1.4 | 0.475 | 170 | 0.9 | 0.25 |
Для подступичной частини
Де dn-діаметр подступичной частини, м;
Mn-згинальний момент в розрахунковому перерізі, Hм;
Δn-зменшення діаметра перерізу подступичной частини осі, що допускається при ремонті КП;
Δn = 0,5 ∙ 10-2м;
[G] n-межа витривалості при розрахунку на втомну міцність матеріалу подступичной частини осі, H \ м2;
Де G-1n = 14028.3 ∙ 104H \ м2,
Nn-запас міцності, Nn = 1.4, тоді [G] n = 14028.3 ∙ 104 \ 1.4 = 10020.2 ∙ 104H \ м2.
Згинальний момент у розрахунковому перерізі
Mn =
де Rn-коефіцієнт рамного тиску, Rn = 0.3;
Jn-коефіцієнт горизонтального прискорення КП, Jn = 0,7 для КП масою 1,8 103кг,
δ - коефіцієнт амортизації у вертикальній площині, δ = 0,9;
f - коефіцієнт тертя коліс об рейки f = 0,25;
l-відстань від середини буксового шийки до площини кола катання найближчій колеса, l = 0.277м;
Rv-динамічний коефіцієнт у вертикальній площині, Rv = 0.3;
m - коефіцієнт ваги буксового вузла, m = 0.036;
Jv-коефіцієнт вертикального прискорення букси, Jv = 9;
C-коефіцієнт відцентрової сили, C = 0.06;
Rw-коефіцієнт вітрового навантаження, Rw = C = 0.06;
hc-висота центру мас надвізкову будови над віссю КП, м, hc = 1.94 м;
l1-відстань між серединами буксових шийок осі, м, l1 = 2м;
R-коефіцієнт, що враховує перевантаження ресорного підвішування при крен надресорна будови, R = 1 \ [1-4 (hc-l 1) (Fs \ l1)],
де Fs - статичне навантаження ресорного будови, Fs = 0.15 м.
Тоді діаметр подступіпічной частини
Приймаються dn = 0.2 м.
Для середньої частини осі
Де
Згинальний момент у розрахунковому перерізі для середньої частини
де
де
де
Тоді
Бічний тиск рейки на набігаючого колесо
де
Н - поперечна складова сила тертя внутрішнього колеса про рейок, Н
Тоді
Вертикальне навантаження
Реакція на колесо з боку рейки
Де
F-сила тяги локомотива, що припадає на одну КП, F = 0, тому що вісь підтримуюча;
G
тоді
звідси
тоді діаметр середньої частини осі
Для буксових шийок
Згинальний момент розрахунковому перетині в буксового шийці
Приймаються
Висновок: Проведений розрахунок основних характеристик осі колісної пари проектного тепловоза свідчить про те, що запропонована конструкція задовольняє існуючим вимогам безпеки і може використовуватися на рухомому складі залізниць України.