Задача №1 Провести расчеты, связанные с безопасностью при эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Задание№1 Компрессор подает воздух давлением при начальном давлении сжимаемого воздуха и температуре . В компрессоре применяется компрессорное масло марки 12(М) с температурой вспышки не ниже . Согласно правилам устройства и безопасной эксплуатации воздушных компрессоров и воздуховодов разница между температурой вспышки масла и температурой сжатого воздуха должна быть не менее . Определить температуру сжатого воздуха и сделать заключение о возможности эксплуатации компрессора без охлаждения.
Дано: ; ; Найти: Решение Конечная температура сжатого воздуха определяется по формуле: Конечная температура сжатого воздуха в составит: Разность между температурой вспышки масла и полученным значением составляет: Заключение: Эксплуатация компрессора без охлаждения небезопасна и недопустима.Задание№2 Воздухосборник компрессора имеет объем и рассчитан на давление . Определить мощность взрыва этого воздухосборника, принимая время действия взрыва . Дано: ; ; ; Найти: Решение Мощность взрыва определяется формуле: , где – работа взрыва, . Работа взрыва определяется формуле: Тогда мощность взрыва составит: Ответ: Задание№3 Произошел взрыв баллона с ацетиленом. Определить при каком давлении произошел взрыв, если: толщина стенки баллона ; внутренний диаметр баллона; материал – Сталь20. По действующим нормам предельное рабочее давление в баллоне должно быть . Дано: ; ; Найти: Решение Толщина стенки баллона , в котором произошел взрыв, определяется по формуле: , где – коэффициент прочности, для бесшовных труб ; – прибавка на минусовые допуски стали, Отсюда выводится формула для давления взрыва: Ответ: . Задача №1 Рассчитать систему защиты заземлением от поражения людей электрическим током на машиностроительном заводе.
Дано:  линейное напряжение в сети ;  заземляющее устройство состоит из стержней и ;  стержни размещаются по периметру ( );  общая длина подключенных к сети воздушных линий ;  общая длина подключенных к сети кабельных линий ;  удельное сопротивление грунта ;  климатический коэффициент Решение 1. Расчетный ток замыкания со стороны 6000В подстанции определяется по формуле: 2. Сопротивление заземляющего устройства для сети 6000В определяется по формуле: Принимается наименьшее сопротивление заземляющего устройства 3. Расчетное удельное сопротивление грунта определяется по формуле: 4. Сопротивление одиночного вертикального стержневого заземлителя, заглубленного ниже уровня земли на определяется по формуле: , где – глубина заземления 5. Сопротивление полосы (без учета коэффициента использования полосы) определяется по формуле: , где – ширина полосы 6. Предварительно принимается количество заземлителей , тогда коэффициент использования заземлителей составит . 7. Количество заземлителей предварительно определяется по формуле: , 8. Коэффициент использования соединительной полосы принимается . 9. Определение сопротивления соединительной полосы с учетом коэффициента использования определяется по формуле: , 10. Требуемое сопротивление заземлителей определяется по формуле: , 11. Уточненное количество заземлителей определяется по формуле: Рисунок 1 – Рассчитанная схема заземляющего устройства Вопрос №7 Показатели тяжести и напряженности трудового процесса на рабочем месте станочника оператора. Характер и организация трудовой деятельности оказывают существенное влияние на изменение функционального состояния организма человека.
Многообразные формы трудовой деятельности делятся на физический и умственный труд. Физический труд характеризуется в первую очередь повышенной нагрузкой на опорно-двигательный аппарат и его функциональные системы (сердечно- сосудистую, нервно - мышечную, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность.
Физический труд, развивая мышечную систему и стимулируя обменные процессы, в то же время имеет ряд отрицательных последствий.
Прежде всего это социальная неэффективность физического труда, связанная с низкой его производительностью, необходимостью высокого напряжения физических сил и потребностью в длительном до 50 % рабочего времени отдыхе.
Умственный труд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации, требующей преимущественного напряжения сенсорного аппарата, внимания, памяти, а также активизации процессов мышления, эмоциональной сферы.
Для данного вила труда характерна гипокинезия, т.е. значительное снижение двигательной активности человека, приводящее к ухудшению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения.
Гипокинезия является одним из условий формирования сердечно-сосудистой патологии у лиц умственного труда.
Длительная умственная нагрузка оказывает угнетающее влияние на психическую деятельность: ухудшаются функции внимания (объем, концентрация, переключение), памяти (кратковременной и долговременной), восприятия (появляется большое число ошибок). В современной трудовой деятельности чисто физический труд не играет существенной роли. В соответствии с существующей физиологической классификацией трудовой деятельности различают: формы труда, требующие значительной мышечной активности; механизированные формы труда; формы труда, связанные с полуавтоматическим и автоматическим производством: групповые формы труда (конвейеры); формы труда, связанные с дистанционным управлением, и формы интеллектуального (умственного) труда При полуавтоматическом производстве человек выключается из процесса непосредственной обработки предмета труда, который целиком выполняет механизм.
Задача человека ограничивается выполнением простых операций на обслуживании станка: подать материал для обработки, пустить в ход механизм, извлечь обработанную деталь.
Характерные черты этого вида работ монотонность, повышенный темп. и ритм работы, утрата творческого начала.
Конвейерная форма труда определяется дроблением процесса труда на операции, заданным ритмом, строгой последовательностью выполнения операций, автоматической подачей деталей к каждому рабочему месту с помощью конвейера.При этом чем меньше интервал времени, затрачиваемый работающими на операцию, тем монотоннее работа, тем упрощеннее ее содержание, что приводит к преждевременной усталости и быстрому нервному истощению.
При формах труда, связанных с дистанционным управлением производственными процессами и механизмами, человек включен в системы управления как необходимое оперативное звено.В случаях, когда пульты управления требуют частых активных действий человека, внимание работника получает разрядку в многочисленных движениях или рече - двигательных актах.
В случаях редких активных действий работник находится главным образом в состоянии готовности к действию, его реакции малочисленны. Энергетические затраты человека зависят от интенсивности.Мышечной работы, информационной насыщенности труда, степени эмоционального напряжения и других условий (температуры, влажности, скорости движения воздуха и др.). Суточные затраты энергии для лиц умственного труда (инженеров, врачей, педагогов и др.) составляют 10,5 11,7 МДж; для работников механизированного труда и сферы обслуживания (медсестер, продавщиц, рабочих, обслуживающих автоматы) -11,3 12,5 МДж; для работников, выполняющих работу средней тяжести (станочников, шахтеров, хирургов, литейщиков, сельскохозяйственных рабочих и др.), -12,5 15,5 МДж; для работников, выполняющих тяжелую физическую работу (горнорабочих, металлургов, лесорубов, грузчиков), -16,3 18 МДж. Затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. При рабочей позе сидя затраты энергии превышают на 5 -10 % уровень основного обмена; при рабочей позе стоя -на 10 25 %, при вынужденной неудобной позе-на 40 50 %. При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15 20 % общего обмена в организме (масса мозга составляет 2 % массы тела). Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности.
Так, при чтении вслух сидя расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекцией на 94 %, у операторов вычислительных машин на 60 100%. Уровень энергозатрат может служить критерием тяжести и напряженности выполняемой работы, имеющим важное значение для оптимизации условий труда и его рациональной организации. Уровень энергозатрат определяют методом полного газового анализа (учитывается объем потребления кислорода и выделенного углекислого газа). С увеличением тяжести труда значительно возрастает потребление кислорода и количество расходуемой энергии.
Тяжесть и напряженность труда характеризуются степенью функционального напряжения организма.
Оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы при физическом труде, и эмоциональным - при умственном труде, когда имеет место информационная перегрузка. Физическая тяжесть труда -это нагрузка на организм при труде, требующая преимущественно мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения.
Классификация труда по тяжести производится по уровню энергозатрат с учетом вида нагрузки (статическая или динамическая) и нагружаемых мышц. Статическая работа связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с приданием человеку рабочей позы. Так, работа, требующая нахождения работающего в статической позе 10 25 % рабочего времени, характеризуется как работа средней тяжести (энергозатраты 172 293 Дж/с); 50 % и более тяжелая работа (энергозатраты свыше 293 Дж/с). Динамическая работа - процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также самого тела человека или его частей в пространстве.
При этом энергия расходуется как на поддержание определенного напряжения в мышцах, так и на механический эффект. Если максимальная масса поднимаемых вручную грузов не превышает 5 кг для женщин и 15 кг для мужчин, работа характеризуется как легкая (энергозатраты до 172 Дж/с); 5 10 кг для женщин и 15 30 кг для мужчин -средней тяжести; свыше 10 кг для женщин или 30 кг для мужчин -тяжелая.
Напряженность труда характеризуется эмоциональной нагрузкой на организм при труде, требующем преимущественно интенсивной работы мозга по получению и переработке информации. Кроме того, при оценке степени напряженности учитывают эргономические показатели: сменность труда, позу, число движений и т.п. Так, если плотность воспринимаемых сигналов не превышает 75 в час, то работа характеризуется как легкая; 75 175 -средней тяжести; свыше 176 - тяжелая работа.
В соответствии с гигиенической классификацией труда (Р.2.2.013 - 94) условия труда подразделяются на четыре класса: 1 -оптимальные; 2-допустимые; 3-вредные; 4-опасные (экстремальные). Оптимальные условия труда обеспечивают максимальную производительность труда и минимальную напряженность организма человека.
Оптимальные нормативы установлены для параметров микроклимата и факторов трудового процесса.Для других факторов условно применяют такие условия труда, при которых уровни неблагоприятных факторов не превышают принятых в качестве безопасных для населения (в пределах фона). Допустимые условия труда характеризуются такими уровнями факторов среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиеническими нормативами для рабочих мест. Изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены, они не должны оказывать неблагоприятное воздействие в ближайшем и отдаленном периоде на здоровье работающего и его потомства.
Оптимальный и допустимый классы соответствуют безопасным условиям труда.
Вредные условия труда характеризуются уровнями вредных производственных факторов, превышающими гигиенические нормативы и оказывающими неблагоприятное воздействие на организм работающего и (или) его потомство.Экстремальные условия труда характеризуются такими уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смелы (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск возникновения тяжелых форм острых профессиональных поражений.
Библиографический список 1. Коновалова Л.Л Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. Учебное пособие для техникумов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 528 с ил. 2. Методы и средства обеспечения безопасности труда в машиностроении / Под редакцией М.Ю. Сооломенцева. – М.: Высшая школа. 2000 – 326 с ил.