Контрольная работа.
Техника безопасности и охрана труда
Задание 1.
Вопрос: Какие факторы оказывают влияние на тяжесть поражениячеловека электрическим током?
Опасность поражения электрическим током заключается, преждевсего, в возникновении так называемого >при прикосновении ктоковедущим частям оборудования. Другой вид поражения — ожог электрической дугой,сопровождающей коммутационные процессы в электрических цепях.
Серьезную опасность представляют также местные повышениятемпературы на участках малой проводимости электрических цепей и искрения,которые могут вызвать пожар или взрыв.
Исход электротравмы зависит от многих обстоятельств: отусловий внешней среды и внутренних факторов организма.
К условиям внешней среды относятся, прежде всего, параметрыэлектрической цепи, в которой оказался пострадавший, место соприкосновения стоковедущими частями, время воздействия электрического тока. Имеет значениетакже температура окружающей среды, с повышением которой число тяжелых исходоввозрастает.
Внутренними факторами, отрицательно влияющими на исход пораженияэлектрическим током, являются утомление, болезненное состояние, алкогольноеопьянение, ненаправленное внимание.
К параметрам электрической цепи, имеющим решающее значениепри оценке опасности поражения электротоком, относят величину тока, его частотуи напряжение.
По последствиям физиологического воздействия тока наорганизм человека различают пороговые, отпускающие и удерживающие токи.
Пороговые токи вызывают первые ощущения воздействия тока.Величина этих токов зависит от величины приложенного напряжения, состоянияповерхности кожи, индивидуальной чувствительности к току и изменяется от 0.1 до5 миллиампер (ма).
Отпускающими считаются токи, при прохождении которых человексохраняет способность самостоятельно освободиться от контакта с частями,находящимися под напряжением. Величина отпускающего тока в зависимости отиндивидуальных особенностей человека изменяется от 10 до 20 ма.
Если ток существенно превосходит пороговое значениеотпускающего тока и имеет величину порядка 30-40 ма (удерживающие токи),непроизвольные сокращения мышц в виде судороги охватывают не только мышцы рук,но и туловища, в том числе и мышцы грудной клетки, участвующие в процесседыхания. Это может привести к затруднению, а иногда и прекращению дыхания.
Опасность действия переменного тока промышленной частоты в25-50 ма не ограничивается нарушением дыхания. Раздражающее действие такоготока вызывает сужение кровеносных сосудов, приводит к повышению артериальногодавления и затрудняет работу сердца. В результате при длительном протеканиитока напряжением 110, 220 и 380 в может возникнуть ослабление деятельностисердца и потеря сознания.
Наряду с величиной тока, проходящего через тело человека,существенное значение имеет частота тока. Токи высокой частоты менее опасны вотношении электрического удара, они опасны в основном с точки зрения тепловогонагрева и влияния электрического поля.
Определить заранее ток, который может пройти через человекабез каких-либо серьезных последствий для него, — задача почти неразрешимая.Чтобы установить границу безопасных условий, целесообразно ориентироваться нена безопасный ток, а на допустимое безопасное напряжение. Последнее удобно ещеи тем, что для каждой данной сети напряжение ее относительно постоянно. Взависимости от окружающих условий за безопасное напряжение принимается 40-12в.
Большое значение с точки зрения опасности пораженияэлектрическим током имеет путь прохождения тока через тело человека. Если токпри электротравме протекает через тело человека по пути рука-рука илирука-нога, часть его непосредственно проходит через сердечную мышцу. При этомвозникают разновременные и хаотические сокращения отдельных волокон сердечноймышцы, которые могут привести к остановке кровообращения. В тех случаях, когдаток почти не затрагивает области грудной клетки, например при протекании попути от одной ноги к другой, описанное явление сокращения мышц сердца ненаступает даже при токах порядка нескольких ампер.
Серьезное влияние на исход электротравмы имеет длительностьвоздействия тока. Прежде всего от времени его воздействия зависит электрическоесопротивление тела. Оно уменьшается по мере прохождения тока в результатепрогрессирующего прогревания и пробивания рогового слоя кожи. Прикратковременном воздействии тока, как показали исследования, опасность зависитот того, с какой фазой работы сердца совпадает момент прохождения тока. Особочувствительным к прохождению тока сердце является в стадии расслабления (периодмежду последовательными сокращениями и расширениями предсердий и желудочковсердца, длящийся около 0,1 секунды).
При несовпадении момента прохождения тока с фазойрасслабления сердца даже токи значительной величины (до 10 а) не вызывают егопаралича. Отсюда ясно, что чем короче время прохождения тока, тем меньшевероятность такого совпадения, а следовательно, и меньше опасность поражения.
Степень опасности поражения электрическим током зависиттакже от того, каким образом произошло включение человека в электрическую цепь.
Двухфазное прикосновение в системах трехфазного токапредставляет собой одновременное присоединение человека к двум различным фазамодной и той же системы, находящейся под напряжением. Человек оказывается, такимобразом, включенным под полное линейное напряжение сети.
Под однофазным включением понимается прикосновение человекак токоведущим частям одной фазы установки, находящейся под напряжением. Вустановках с изолированной нейтралью человек, прикасаясь к одной из фазнепосредственно или через проводник тока с сопротивлением, близким к нулю(металлические трубы, инструмент и пр.), оказывается включенным по отношению кдвум другим фазам через сопротивление изоляции проводов относительно земли.
При заземленной нейтрали источника тока напряжение фазныхпроводов относительно земли при нормальном режиме работы сети равно фазномунапряжению. Человек, коснувшийся в данном случае непосредственно фазы,оказывается под напряжением, близким по величине к фазному, то есть в √3раз меньшим линейного.
Наибольшую опасность для жизни в системах трехфазного токапредставляет собой двухфазное прикосновение человека.
Тяжесть электрической травмы во многом зависит также отвеличины сопротивления тела человека электрическому току в моментэлектрического удара.
Наибольшее сопротивление электротоку оказывает верхний слойкожи, который не имеет кровеносных сосудов и нервных клеток. Сопротивлениеверхнего рогового слоя человека не остается величиной постоянной. Оно зависитот величины электрического тока и продолжительности прохождения его через телочеловека, от величины соприкасаемой поверхности и плотности контакта ее спроводником, от состояния кожи. Когда верхний слой кожи не поврежден инаходится в сухом и чистом состоянии, электрическое сопротивление человеческогоорганизма составляет 40000-100000 ом.
Электрическое сопротивление человеческого тела падает до1000 ом, если верхний кожный покров влажен и пористая система засоренавыделением потовых желез, расположенных под кожей, или покрыта токопроводящейпылью, эмульсией, содовым раствором и т.п.
При напряжении 50в пробой рогового слоя кожи идет медленно.С увеличением приложенного напряжения величина сопротивления рогового слоястановится все меньше; при напряжении 500в пробой кожи наступает почтимгновенно.
Задание 2.
Расчет оси поддерживающей колесной пары на прочность.
Запас прочности
Nn
Радиус
колеса
r, м
Нагрузка
Q, Н
Коэффициент
амортизации
δ
Коэффициент
Трения
f 1.4 0.475 170 0.9 0.25
Расчет осейколесных пар изыскиваем по следующим формулам:
Дляподступичной части
/>,
Где dn –диаметр подступичной части, м;
Mn-изгибающий момент в расчетномсечении, Hм;
Δn-уменьшение диаметра сеченияподступичной части оси, допускаемое при ремонте КП;
Δn=0,5∙10-2м;
[G] n-предел выносливости при расчете наусталостную прочность материала подступичной части оси,H\м2;
/>,
Где G-1n=14028.3∙104H\м2,
Nn-запас прочности, Nn=1.4, тогда [G] n=14028.3∙104\1.4=10020.2∙104H\м2.
Изгибающиймомент в расчетном сечении
Mn=/>∙r{Rn+2Jn(1-δ)+f+/>δ [1+Rv+mJv+2(C+Rw) R/>] },
где Rn-коэффициент рамного давления, Rn=0.3;
Jn-коэффициент горизонтальногоускорения КП, Jn=0,7 для КП массой 1,8 103кг,
δ –коэффициент амортизации в вертикальной плоскости, δ=0,9;
f –коэффициент трения колес о рельсы f=0,25;
l–расстояние от середины буксовой шейки до плоскости круга катания ближайшейколеса, l=0.277м;
Rv –динамический коэффициент ввертикальной плоскости,Rv=0.3;
m – коэффициент веса буксового узла, m=0.036;
Jv-коэффициент вертикального ускорениябуксы, Jv=9;
C-коэффициент центробежной силы, C =0.06;
Rw-коэффициент ветровой нагрузки, Rw=C=0.06;
hc-высота центра масс надтележечногостроения над осью КП, м, hc=1.94м;
l1-расстояние между серединамибуксовых шеек оси, м, l1=2м;
R-коэффициент, учитывающий перегрузкурессорного подвешивания при крене надрессорного строения, R=1\ [1-4(hc-l 1) (Fs\ l1)],
где Fs — статическая нагрузка рессорногостроения, Fs=0.15 м.
/>,
/>;
/>69,22786=69.2∙103 Hм.
Тогдадиаметр подступипичной части
/>м.
Принимаем dn=0.2 м.
Для среднейчасти оси
/>,
Где/>Н\м/>
Изгибающий моментв расчетном сечении для средней части
/>/>;
где />-вертикальная нагрузка на боковуюшейку оси без учета сил инерции буксовых узлов, H;
/>-боковое давление рельса на набегающие колеса, H;
/>-реакция на колесо со стороны рельса, H;
/>,
где />-вертикальная нагрузкаподрессоренного веса подвижного состава,H;
/>,
где />-статическая нагрузка отподрессоренного веса,H;
/>H;
/>-динамическая нагрузка возникающая при прохождениивертикальных неровностей пути и колебаниях надрессоренного строения, H;
/>,H;
/>-сила инерции буксового узла,H;
/>/>,
/>-догрузка от неуравновешанной возвышением нагруженного рельсацентробежной силы надрессоренного строения, H;
/>,
/>-догрузка от действия силы ветра на боковую поверхностьнадрессоренного строения,
/>
Тогда
/>+22,95/>H
Боковоедавление рельса на набегающее колесо
/>,
где />-поперечное давление рельса на КП, Н;
/>Н,
/>-поперечная сила нагрузки КП и жестко связанных с ней частей,возникающая при прохождении горизонтальных неровностей пути, Н;
/>
Н — поперечная составляющая сила трения внутреннего колеса о рельс, Н
/>Н
Тогда />Н
Вертикальнаянагрузка
/>Н
Реакция наколесо со стороны рельса
/>;
Где /> - расстояние между кругами катанияколес, м,
/>м
F-сила тяги локомотива, приходящаясяна одну КП,F=0, т. к. ось поддерживающая;
G/> — вес части оси расположенный междукругами катания колес,G/>
тогда/>
отсюда />/>
тогдадиаметр средней части оси
/>, принимаем />=0,2м.
Для буксовыхшеек
/>/>/>,
/>
Изгибающиймомент расчетном сечении в буксовой шейке
/>тогда диаметр буксовой шейки
/>
Принимаем />
Вывод:Произведенный расчет основных характеристик оси колесной пары проектноготепловоза свидетельствует о том, что предложенная конструкция удовлетворяетсуществующим требованиям безопасности и может использоваться на подвижномсоставе железных дорог Украины.