Защита оборудования от разлетающихся деталей

Задание

Вариант

Наружный диаметр вала, мм

Скорость вращения вала, мин^-1

Масса стружки, г

Вариант

Наружный диаметр вала, мм

Скорость вращения вала, мин^-1

Масса стружки, г

Опасные зоны машин и механизмов и их расчет

При работе различных строительно-дорожных машин и механизмов, производстве монтажных работ возникают постоянные или переменные опасные зоны. Опасной называют зону, в которой постоянно действуют или периодически возникают факторы, создающие yгрозу для жизни и здоровья человека. Эти зоны существуют вблизи движу­щихся или вращающихся деталей, вокруг открытых токоведущих частей и т.п. Постоянные опасные зоны находятся у подвижных час­тей оборудования при наличии определенной закономерности их перемещения во время pa6oты (пространство около приводного ремня, находящиеся под напряжением электроустановки и т.п.). Переменные опасные зоны существуют около источников опасности, которые во времени изменяют свое направление в соот­ветствии с создавшимися условиями и режимами выполнения операций трудового процесса, а также свойствами материалов (движущаяся машина, работающий кран и т.п.).

Границы постоянных опасных зон можно легко определить, так как они не меняются в процессе выполнения работ. Границы переменных зон изменяются во времени и пространстве. По­этому для создания безопасных условий труда задача инженера - найти эти зоны, в пределах которых возможно воздействие на человека опасных производственных факторов эксплуа­тируемых машин и оборудования.

 

Опасная зона при работе на высоте

Работой на высоте считается работа, при выполнении которой работник находится на расстоянии менее 2 м от неогражденных перепадов по высоте 1,3 м и более [2].

При невозможности устройства ограждения работы должны выполняться с применением предохранительного пояса и страховочного каната.

Опасная зона при строительстве объекта

При перемещении грузов подъемными кранами, при работах вблизи строящегося здания границы опасных зон принимают от крайней точки горизонтальной проекции наружного наибольшего размера перемещаемого (падающего) предмета или стены здания с прибавлением вылета стрелы крана, наибольшего габаритного размера перемещаемого груза и минимального расстояния отлета груза при его падении, согласно табл. 2.

Таблица 2

Расстояние отлета грузов и предметов в зависимости от высоты падения [2, 3]

Высота возможного падения груза или предмета, м	Минимальное расстояние отлета груза или предмета, м
перемещаемого краном груза в случае его падения	предметов в случае их падения со здания
До 10		3,5
До 20
До 70
До 120
До 200

Примечание. При промежуточном значении высоты возможного падения расстояние отлета определяют интерполяцией.

 

При работах, выполняемых на высоте, опасной считается зона, расположенная под рабочей площадкой (рис. 2).

Границы зоны определяют по проекции, увеличенной на безопасное расстояние, м

L _оп = 0,3· H, (4)

где Н - высота, на которой производятся работы, м.

 

Рис. 2. Граница опасной зоны при падении предметов с высоты

 

При работе грузоподъемных машин и механизмов опасным считается расстояние, на которое может отлететь груз при обрыве одной из строп, как показано на рис. 3.

a

Рис. 3. Схема определения границ опасной зоны при обрыве стропа грузоподъемной машины

 

Границу опасной зоны можно определить по формуле, м

, (5)

где h _г - высота подъема груза, м; l _с - длина ветви стропа, м; - угол между стропами и вертикалью, град; - расстояние (максимальное) от центра тяжести груза до его края, м.

При работе крана должна быть учтена длина вылета стрелы l _к. С учетом последнего границу опасной зоны около крана с учетом обрыва стропа и отлета груза (формула (5)) можно рассчитать по формуле, м

. (6)

 

Опасная зона при работе строительных машин и вблизи движущихся частей машин и оборудования

При работе строительных машин и оборудования опасной считается зона в пределах 5 м от движущихся частей, если другие повышенные требования отсутствуют в паспорте или инструкции завода-изготовителя машин и оборудования.

Литература

1. Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве. – М.: Колос, 2000. – 424 с.

2. Межотраслевые правила по охране труда при работе на высоте. ПОТ РМ 012-2000. - М.: НПК «Апрохим», 2001. – 132 с.

3. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования. – М.: ГУП ЦПП. – 42 с. Постановление Госстроя РФ от 23.07.2001 г., № 80.

4. Основания, фундаменты и подземные сооружения / М.И. Горбунов-Посадов [и др.]. Под общ. ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. – М.: Стройиздат, 1985. – 480 с. (Справочник проектировщика).

5. ПБ 10-611-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации подъемников (вышек). Постановление Госгортехнадзора России от 11.06.03 № 87.

6. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учебник / С.Б. Ухов [и др.]. – М.: Изд-во АСВ, 1994. – 527 с.

7. СНиП II-35-76*. Котельные установки. – М.: ГУП ЦПП Госстроя России, 1997. – 49 с.

 

Задание

Вариант

Наружный диаметр вала, мм

Скорость вращения вала, мин^-1

Масса стружки, г

Р отл, H

b, мм

Вариант

Наружный диаметр вала, мм

Скорость вращения вала, мин^-1

Масса стружки, г

Р отл, H

b, мм

 

Задание

Вариант

Наружный диаметр вала, мм

Скорость вращения вала, мин^-1

Масса стружки, г

Вариант

Наружный диаметр вала, мм

Скорость вращения вала, мин^-1

Масса стружки, г

 

Защита оборудования от разлетающихся деталей

При работе машин, механизмов и оборудования имеются потенциально опасные вращающиеся или дви­жущиеся части. Для обеспечения безопасности работающих и находящихся рядом людей эти части должны быть ограждены. Также стараются оградить зоны возможного выброса рабочего материала и инструмен­та, зоны факторов повышенной опасности (высоких температур, напряжений, излучений) и т.п.

Ограждения представляют собой физическую преграду между человеком и опасным или вредным производственным фактором. Защитные ограждения, приспособления и устройства должны исключать:

· возможность соприкосновения работника с движущимися час­тями машины;

· выпадение или вылет обрабатываемых деталей (материалов), а также частей рабочих органов при их поломках;

· попадание в работающих частичек обрабатываемого материала;

· возможность травмирования при установке и смене рабочих органов или инструментов.

Оградительные устройства чаще всего изготавливают в виде сплошных жестких щитов и кожухов из листовой стали толщиной не менее 0,8 мм, либо листового алюминия толщиной не менее 2 мм, либо из прочной пластмассы толщиной не менее 4 мм. При необходимости осмотра ограждаемых механизмов или деталей оборудования ограждения снабжают смотровыми окнами из без­опасного стекла толщиной не менее 4 мм. С этой же целью, а также для снижения массы конструкции ограждения выполняют с отверстиями. Они могут представлять собой решетки или сет­ки. Решетчатые и сетчатые ограждения необходимо располагать не ближе 50 мм от движущихся частей. Обычно размер ячеек сет­ки не превышает 10х10 мм.

В зависимости от назначения и условий работы ограждения изготав­ливают из различных материалов. Они могут одновременно выпол­нять роль паро-, газо- и пылеприемников, исключать воздействие тепловых и электромагнитных излучений на работающих, а в от­дельных случаях снижать шум и т.п. Такие ограждения называют комбинированными. Например, ограждение заточного круга, кроме защиты человека от отлетающих частиц (в том числе и частей само­го круга при его разрушении), выполняет функцию пылеприемника.

Ограждения с отверстиями должны удовлетворять следующим условиям [1]:

при х > 60 - d < 0,1 x;

при х < 60 - d < 6,

где x - расстояние от частей оборудования, представляющих опасность для работающих, до ограждения, мм; d - диаметр отверстия, мм.

В ограждениях с отверстиями в виде многоугольников вписан­ные в них окружности должны удовлетворять тем же условиям, а любые диагонали многоугольников не должны превышать удвоен­ного диаметра окружности.

При обработке хрупких материалов (чугуна, латуни, бронзы, текстолита и др.) на высоких скоростях резания стружка от станка разлетается на значительное расстояние (3...5 м). При точении вязких материалов (медь, сталь) для стружки характерны высокая тем­пература (400...600 °С) и большая кинетическая энергия, вслед­ствие чего она представляет серьезную опасность не только для работающего на станке, но и для находящихся вблизи лиц. Напри­мер, при токарной обработке повреждение глаз отлетающей струж­кой, пылевыми частицами обрабатываемого металла, осколками режущего инструмента и частицами абразива превышает 50 % об­щего числа производственных травм. Вот почему ограждения долж­ны иметь определенный запас прочности, гарантирующий безопас­ность рабочего и находящегося рядом обслуживающего персонала.

При расчете сплошных ограждений из металла по действующей ударной нагрузке определяют толщину стенки ограждения.

Для абразивного вращающегося круга в случае его разрыва на две части (рис. 1, а) ударная нагрузка Р _отл на ограждение может быть определена по соотношению,Н:

 

, (1)

 

где m _к - масса отлетающей части круга, кг; V _окр - окружная скорость вращения абразивного круга, м/с; R ₀ - радиус центра тяжести половины абразивного круга или детали, м, который можно найти по формуле, находится по формуле:

, (2)

 

где R - радиус внешней окружности круга или детали, м; r - радиус центрального отверстия круга или детали, м.

аб

Рис. 1. Расчетные схемы при отлетающих деталях: 1 - отлетающая половинка круга; 2 - отлетающая часть детали; ЦТ - центр тяжести отлетающей детали

 

При отрыве от вращающейся детали (круга) более мелкой части (рис. 1, б) ударная (центробежная) сила Р _отл отлетающей части составит,Н:

 

, (3)

 

где V _к - линейная скорость движения отлетающей части или детали, м/с; R ₀ - ра­диус кривизны траектории отрыва части детали, м.

По найденному значению Р _отл по табл. 1 можно ориентировочно определить толщину стенки ограждения из листовой стали.

Таблица 1

Зависимость толщины стенки ограждения из листовой стали от ударной нагрузки [1]

Ударная нагрузка, кН	Толщина стенки ограждения, мм	Ударная нагрузка, кН	Толщина стенки ограждения, мм
4,91		73,5
8,33		80,36
14,6		96,04
17,15		102,9
25,67		115,64
31,16		139,16
39,69		159,74
47,04		188,16
61,74		205,8

 

Сплошные ограждения, толщину стенок которых находят по описанному выше методу, могут быть заменены сетчатыми или решетча­тыми после соответствующего расчета конструкции ограждения в зависимости от характера нагрузки (растяжение, изгиб, срез).

Пример. На токарном станке обрабатывается чугунный вал, наружным диаметром 2 R ₀ = 400 мм. Скорость вращения вала составляет n _об = 300 мин^-1. При обработке от вала отлетает кусочки стружки массой m _к = 10 г. Определить толщину стенки ограждения из листовой стали, предполагая, что вал разрушиться не может.

Решение.

1. Найдем скорость движения V _к отлетающих частиц стружки:

м/с.

Здесь ω _к - угловая скорость обрабатываемого вала, рад/с.

1. Расчет толщины стенки ограждения из листовой стали определим, используя ударную (центробежную) силу Р _отл отлетающих кусочков стружки по формуле (3):

Н,

Как видно из сравнения полученного значения ударной силы отлетающих кусочков стружки с данными табл. 1, толщина стенки ограждения из листовой стали может быть принята не более 1 мм.

 

Задание