тормозная система. Практикум (для индзадания). Учебнопрактическое пособие для студентов заочной формы обучения специальностей механико технологического факультета при выполнении контрольной работы по дисциплине Охрана труда Электронное издание Минск
 Скачать 3.93 Mb.
|
|
Вибродемпфирование. Это процесс уменьшения уровня вибраций защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию. Для увеличения потерь энергии в системе используются конструкционные материалы с большим внутренним трением, нанесение на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение. Динамическое гашение вибрации. Чаще всего виброгашение осуществляют путем установки агрегатов на фундаменты. Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента в любом случае не превышала 0,1-0,2 дмм, а для особо ответственных сооружений – 0,005 мм. Для небольших объектов между основанием и агрегатом устанавливают массивную опорную плиту. Одним из способов увеличения реактивного сопротивления колебательных систем является установка динамических виброгасителей. Виброизоляция Этот способ защиты заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту с помощью устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции стационарных машин с вертикальной вынуждающей силой чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок или пружин. Средства индивидуальной защиты от вибраций. При работе с ручным механизированным, электрическими пневматическим инструментом применяют средства индивидуальной защиты рук от воздействия вибрации. К ним относят рукавицы или перчатки с демпфирующими вкладышами, а также виброзащитные прокладки или пластины, которые снабжены креплениями к руке ботинки с амортизирующими подошвами, нагрудники с вкладышами, пояса, шлемы с фиксированным шейным позвонком. В целях профилактики вибрационной болезни для работающих с вибрирующим оборудованием рекомендуется специальный режим труда. Так, при работе с ручными машинами суммарное время работы в контакте с источником вибрации не должно превышать 2/3 рабочей смены при продолжительности одноразового непрерывного воздействия вибрации, не превышающего 15-20 мин. Режим труда должен устанавливаться при показателе превышения вибрационной нагрузки на оператора на 1-12 дБ. При показателе превышения более 12 дБ запрещается проводить работы и применять машины, генерирующие такую вибрацию. При таком режиме труда рекомендуется устанавливать обеденный перерыв не менее 40 мини два регламентированных перерыва (для отдыха, проведения производственной гимнастики и 87 физиопрофилактических процедур 20 мин через 1-2 ч после начала смены и 30 мин через 2 ч послеобеденного перерыва. Лица, занятые на работах с вибрирующими машинами и оборудованием, ежегодно проходят периодические медицинские осмотры. К работе в качестве оператора машин допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие предварительный медицинский осмотр, имеющие соответствующую квалификацию, сдавшие технический минимум по охране труда и ознакомленные с характером воздействия вибрации на организм. Расчетные задания по теме Задача 6.1. Рассчитать параметры пружинных виброизоляторов оборудования весом Р, Несли это оборудование установлено на массивном фундаменте, ив результате замеров известно, что на частоте f, Гц обеспечивается снижение уровня виброскорости L, дБ. Для устройства пружинных виброизоляторов используются одиночные цилиндрические пружины или составные пружины сжатия. Необходимые данные для расчета приведены в табл. 6.7. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 6.7 Исходные данные для расчета Исходные данные № варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Вес оборудования, Р, Н 450 400 450 600 800 850 950 900 500 700 Частота, f, Гц 8 16 10 8 4 8 5 16 4 8 Снижение уровня виброскорости, L, дБ 5 8 6 12 7 10 4 11 7 9 Число пружин для виброизоляции оборудования, n, шт. 4 4 4 6 8 8 8 8 4 6 Порядок расчета 1. Определить частоту собственных колебаний системы f 0 Гц) по формуле 40 0 10 L f f , где f – частота, Гц L – снижение уровня виброскорости, дБ. 2. Определить жесткость всех амортизаторов z k (м) в вертикальном направлении по формуле 2 0 2 0 2 2 f g P f m k z , где m – масса станка, кг g=9,81 мс – ускорение свободного падения. 3. Определить амплитуду вертикальных колебаний объектам) на рабочей частоте по формуле 88 z z z k f g P P k g P P 2 2 ) 2 ( ) ( ω ) ( ξ , где ω=2πf – угловая частота колебаний системы, рад/с. 4. Определить динамическую нагрузку 1 дин Р (Н), приходящуюся на одну пружину по формуле n k Р z z ξ 1 дин , где n – количество пружинных амортизаторов. 5. Определить расчетную нагрузку P 1 Н) на одну пружину по формуле 1 дин ст 5 , 1 P P P , где ст – статическая нагрузка, приходящаяся на одну пружину, Н. 6. Определить диаметр стального прутка пружины d (м) по формуле τ ε 6 , 1 1 P k d , где k – коэффициент, учитывающий добавочное напряжение среза, возникающее в точках сечения прутка, расположенных ближе всего коси пружины, определяется по рис. В расчете принять k=1,2; – индекс пружины D/d, где D – средний диаметр пружины, мм. В расчете принять =7; – допускаемое напряжение сдвига при кручении, Нм (табл. 6.8). Рис. 6.1. Графическая зависимость для определение коэффициента k 89 Таблица 6.8 Допускаемые напряжения для пружинных сталей Сталь Модуль сдвига, G, Нм Допускаемые напряжения, Назначение Группа Марка Режим работы Нм 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 Хромованадие вая 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 АСА Легкий 5,49 Для пружин, воспринимающих динамическую нагрузку, при диаметре прутка более 10 мм, а также для рессор Средний 4,41 Тяжелый 3,43 7. Определить число рабочих витков пружины i 1 по формуле 3 1 1 ε 8 z k d G i , где G – модуль сдвига материала пружины, Нм, определяемый по табл. 6.8. 8. Определить общее количество витков пружины i по формуле 2 1 i i i , где i 2 – число нерабочих витков пружины (при i 1 7 i 2 принимается равным 2,5; при i 1 7 принимается равным 1,5). 9. Определить шаг пружины h = D/4…D/2, где D = ·d. 10. Определить высоту пружины, сжатой до соприкосновения ее витков нагрузкой Р пред. (предельная нагрузка принимается равной (Р Н = (i – 0,5)∙d, мм. 11. Определить высоту ненагруженной пружины по формуле Н = Н + i 1 ·(h – d). Задача 6.2. Рассчитать корректированный уровень общей вибрации поданным, приведенным в табл. 6.9. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. 90 Таблица 6.9 Исходные данные для расчета Частота в октавных полосах f, Гц Значения уровней виброскорости L νi , дБ № варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 115 110 113 106 114 107 105 112 109 108 4 112 109 110 109 110 103 108 108 105 110 8 107 112 108 104 103 96 104 103 100 103 16 101 107 101 98 97 93 100 99 96 99 31,5 96 99 97 96 92 89 95 93 91 94 63 89 90 89 88 91 87 92 88 86 87 Порядок расчета 1. Вначале расчета необходимо учесть значения весовых коэффициентов ∆L νi для октавных полос частот по табл. 6.10, для чего их необходимо вычесть из значений уровней виброскорости Таблица 6.10 Значения весовых коэффициентов Среднеге ометриче ские частоты, Гц Значение весовых коэффициентов Виброускорение Виброскорость локальная общая локальная общая K i ∆L νi K i ∆L νi K i ∆L νi K i ∆L νi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 0,71 -3 0,16 -16 4 1,0 0 0,45 -7 8 1,0 0 1,0 0 0,5 -6 0,9 -1 16 1,0 0 0,5 -6 1,0 0 1,0 0 31,5 0,5 -6 0,25 -12 1,0 0 1,0 0 63 0,25 -12 0,125 -18 1,0 0 1,0 0 125 0,125 -18 1,0 0 250 0,063 -24 1,0 0 500 0,0315 -30 1,0 0 1000 0,0160 -36 1,0 0 2. Затем производится расчет корректированного уровня по формуле либо методом попарного суммирования. Пример расчета Рассчитать корректированный уровень общей вибрации поданным, приведенным в табл. 6.11. 91 Таблица 6.11 Исходные данные для расчета Частота f, Гц 2 4 8 16 31,5 63 Уровень виброскорости L νi , дБ 118 118 116 111 104 96 Расчет по формуле L ν = 10lg n l 1 10 0,1(L νi +ΔL νi ) = 10lg[10 0,1(118-16) + 10 0,1(118-7) + 10 0,1(116-1) + + 10 0,1(111+0) + 10 0,1(104+0) + 10 0,1(96+0) ] = 10lg[1,58·10 10 + 12,59·10 10 + + 31,62·10 10 + 12,59·10 10 +2,51·10 10 + 0,4·10 10 ] = 10lg(61,29·10 10 ) = = 10·11,787 = 117,87 дБ L ν = 118 дБ, где L ν – корректированный уровень параметра вибрации, дБ L νi – октавные (третьоктавные) уровни параметра вибрации, дБ ∆ L νi – октавные (третьоктавные) весовые поправки, дБ – порядковый номер октавной (третьоктавной) полосы п – число октавных (третьоктавных) полос. Расчет методом попарного суммирования При этом методе по разности двух уровней L 1 и L 2 определяют добавку по табл. 6.12, которую прибавляют к большему уровню, в результате получают уровень (L 1 +L 2 ). Таблица 6.12 Значения добавок в зависимости от разности слагаемых уровней Разность слагаемых уровней L 1 -L 2 , дБ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Добавка к уровню L i , дБ 3 2,5 2,2 1,8 1,5 1,2 1 0,8 0,6 0,5 0,4 Аналогично cуммируются уровни L 3 и L 4 , L 5 и L 6 , а затем L 1 + L 2 и L 3 + L 4 и т.д. Результат вычислений округляют до целого числа. L 1 – L 2 = 111 – 102 = 9 дБ добавка 0,5 дБ сумма 111 + 0,5 = 111,5 дБ L 3 – L 4 = 115 – 111 = 4 дБ добавка 1,5 дБ сумма 115 +1,5 = 116,5 дБ L 5 – L 6 = 104 – 96 = 8 дБ добавка 0,6 дБ сумма 104 + 0,6 = 104,6 дБ (L 1 – L 2 ) – (L 3 – L 4 ) = 116,5 – 111,5 = 5 дБ добавка 1,2 дБ сумма 116,5+ +1,2 = 117,7 дБ. 117,7 – 104,6 = 13,1 дБ добавка 0,4 дБ сумма 117,7 + 0,4 = 118,1 дБ. L ν = 118 дБ. В таблице 6.13 приведены данные вышеприведенного расчета корректированного уровня вибрации Таблица 6.13 Данные расчета корректированного уровня вибрации Частота, f, Гц Уровень виброскорости, L νi , дБ Значение весовых коэффициентов, ΔL νi , дБ Корректированные уровни, L νi +ΔL νi , дБ Корректированный уровень, L ν , дБ 2 118 - 16 102 118 4 118 - 7 111 8 116 - 1 115 16 111 0 111 31,5 104 0 104 63 96 0 96 По окончании расчета необходимо сравнить полученные значения корректированного уровня общей вибрации с допустимым значением, которое равно 92 дБ. Задача 6.3. Рассчитать эквивалентный корректированный уровень общей вибрации поданным, приведенным в табл. 6.14. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 6.14 Исходные данные для расчета Корректированные уровни виброскорости, дБ / Время действия вибрации данного уровня за смену, ч № варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 97 1,0 94 1,3 99 0,5 93 0,8 95 0,8 99 0,5 93 0,8 94 1,0 96 1,1 98 0,7 93 0,3 90 1,0 94 1,0 89 0,7 91 1,2 89 0,8 91 0,7 90 1,3 92 0,8 95 0,8 91 1,0 88 0,7 93 1,7 88 1,4 90 1,0 88 1,5 89 0,6 86 1,0 90 1,4 93 1,0 89 2,0 86 1,8 90 1,7 85 1,4 89 1,3 85 2,0 84 2,0 81 1,0 87 1,0 90 2,0 87 1,0 85 0,5 87 0,4 86 1,0 84 1,0 86 0,5 85 1,2 79 1,0 84 1,0 86 0,8 Порядок расчета Если в течение смены корректированный уровень вибрации, воздействующий на оператора, принимает значения экв, экв, … , экв в течение интервалов времени t 1 , t 2 , … , t n соответственно, то необходимо рассчитать эквивалентный корректированный уровень вибрации с учетом времени воздействия за период оценки. Эквивалентный (по энергии) корректированный уровень параметра вибрации, являющийся одночисловой характеристикой непостоянной вибрации, рассчитывается путем усреднения фактических уровней с учетом времени действия каждого по формуле либо путем попарного энергетического суммирования уровней. Пример расчета В табл. 6.15 приведены корректированные уровни виброскорости, воздействующие на оператора в течение определенных интервалов времени. К каждому корректированному уровню виброскорости следует прибавить поправку по табл. 6.16 в зависимости от времени действия. 93 Таблица 6.15 Исходные данные для расчета Корректированные уровни виброскоро сти, дБ Время действия вибрации данного уровня за смену, ч Поправка на время действия вибрации данного уровня, дБ Уровни виброскорости с учетом поправки на время действия вибрации, дБ Эквивалентный корректированный уровень виброскорости, L WэквТ , дБ 97 1 - 9 88 97 93 0,5 - 12 81 102 2 - 6 96 89 3 - 4,2 84,8 94 1 - 9 85 Таблица 6.16 Значения поправки к корректированному уровню на время действия вибрации для расчета эквивалентного уровня Время действия, ч / мин 8 7 6 5 4 3 2 1 0,5 15 мин 5 мин Время в % часовой смены 100 88 75 62 60 38 25 12 6 3 1 Поправка, дБ 0 -0,6 -1,2 -2 -3 -4,2 -6 -9 -12 -15 -20 Расчет по формуле L WэквТ = 10 экв п · t 1 ] = 10lg[ 5 , 7 1 (10 0,1· 97 ·1 + 10 0,1·93 ·0,5 + +10 0,1·102 ·2 + 10 0,1·89 ·3 + 10 0,1·94 ·1)] = 10lg[ 5 , 7 1 (5,012·10 9 + 1,995·10 9 ·0,5 + + 15,85·10 9 ·2 + 0,794·10 9 ·3 + 2,512·10 9 ·1)] ==10lg[ 5 , 7 1 (5,012·10 9 + + 0,9975·10 9 + 31,7·10 9 + 2,382·10 9 + 2,512·10 9 )]=10 lg[ 5 , 7 1 (42,6035·10 9 )] = = 10 lg(5,6805·10 9 ) =10·9,75=97,5 дБ. Расчет методом попарного суммирования Проводим попарное энергетическое суммирование уровней с использованием табл. 6.16 по описанной выше методике. 88 – 81 = 7 дБ добавка 0,8 дБ 88 + 0,8 = 88,8 дБ 96 – 84,8 = 11,2 дБ добавка 0,2 дБ 96 + 0,2 = 96,2 дБ 96,2 – 88,8 = 7,4 дБ добавка 0,8 дБ 96,2 + 0,8 = 97 дБ 97 – 85 = 12 дБ добавка 0,2 дБ 97 + 0,2 = 97,2 дБ. L WэквТ = 97 дБ. 94 7. Защита от электромагнитных полей Источники электромагнитных полей и их характеристика Применяемые в промышленности установки с машинными и ламповыми генераторами для индукционной термической обработки материалов (закалки, плавки, пайки, сварки, отжига и т.п.) создают электромагнитные поля высокой частоты. На расстоянии от источника излучения, меньшем чем 1/6 (те. /2 ), преобладает поле индукции, на большем – поле излучения. Следовательно, при работе генераторов высоких и ультравысоких частот (при генерировании длинных, средних, коротких и ультракоротких волн) рабочие места находятся в зоне индукции, а при работе генераторов сверхвысоких частот (те. при генерировании волн длиной меньшем в зоне излучения (волновой зоне. В зоне индукции человек находится в периодически сменяющих одно другое электрических и магнитных полях. Облучение в этой зоне характеризуется напряженностями электрической (В/м) и магнитной (А/м) составляющих поля. В зоне излучения человек находится в электромагнитном поле, где энергия распространяется в форме бегущих волн разной конфигурации. Для электрической (Е) и магнитной (H) составляющих поля справедливо равенство Е = 377H. Интенсивность облучения в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) оценивается величиной плотности потока мощности и выражается в ваттах на квадратный метр и его производных (Вт/м 2 , мВт/см 2 , мкВт/см 2 ). Источниками, создающими электромагнитные поля ВЧ, являются неэкранированные высокочастотные элементы установок индукторы, трансформаторы, конденсаторы, фидерные линии. Может возникать паразитное излучение, проникающее наружу установок через отверстия и неплотности в ограждениях, смотровые и рабочие окна, линии передачи энергии. Источниками образования поля являются и отдельные элементы генераторов катушки контура, катушки связи, конденсаторы, питающие линии. Воздействие электромагнитных полей на организм человека Биологическая активность электромагнитных полей зависит от длины волны. Наибольшее действие оказывают дециметровые волны, наименьшее – миллиметровые. Волны миллиметрового диапазона поглощаются поверхностными слоями кожи, сантиметрового – кожей и подкожной клетчаткой, дециметровые – внутренними органами. Эффект воздействия зависит от интенсивности поля и продолжительности контакта. При интенсивности до 10 мВт/см 2 поле СВЧ оказывает нетепловой эффект, при большей интенсивности – термическое воздействие. Воздействие поглощенной энергии организмом тем более выражено, чем больше частота поля. На частотах до 10 МГц размеры тела человека малы по сравнению с длиной волны и поэтому диэлектрические процессы в тканях слабо выражены. Электромагнитные волны могут вызывать острые и хронические поражения, которые проявляются в нарушениях нервной системы, сердечно-сосудистой системы, системы кроветворения, других органов. Острые поражения встречаются редко. Чаще наблюдаются легкие поражения, переходящие в хронические. Субъективные ощущения при этом – быстрая утомляемость, головные боли и т.п.; возможны также перегрев организма, изменение частоты пульса, сосудистых реакций. Облучение может вызвать катаракту (поражение хрусталика глаз. Это объясняется плохой теплорегуляцией глаза и незащищенностью его от воздействий поэтому хрусталик перегревается. Степень и характер воздействия электромагнитных полей на организм человека определяется длиной волны, интенсивностью излучения, режимом облучения (непрерывный или прерывистый, продолжительностью воздействия, размером облучаемой поверхности тела, индивидуальными особенностями человека, комбинированным действием совместно с другими факторами производственной среды. 95 Нормирование электромагнитных полей Санитарными нормами и правилами Требования к электромагнитным излучениям радиочастотного диапазона при их воздействии на человека, утв. постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь № 23 от 05. 03. 2015 г установлены требования к обеспечению безопасности и безвредности воздействия на человека электромагнитного излучения радиочастотного диапазона (далее ЭМИ РЧ) 30 кГц ГГц. С целью защиты работников (лиц, работающих или обучающихся в зонах влияния источников, при условии прохождения этими лицами медицинских осмотров) от ЭМИ РЧ оценка воздействия ЭМИ РЧ осуществляется по энергетической экспозиции (далее – ЭЭ), которая определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поляна время воздействия на человека. С целью защиты населения от ЭМИ РЧ оценка воздействия ЭМИ РЧ осуществляется по интенсивности ЭМИ РЧ для следующих категорий лиц работа или обучение которых не связана с производственной необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ; не прошедших обязательных медицинских осмотров поданному фактору работающих или обучающихся, не достигших 18 лет женщин в периоды беременности и кормления грудью находящихся в жилых, общественных и производственных зданиях и помещениях, подвергающихся воздействию внешнего ЭМИ РЧ, находящихся на территории жилой застройки ив местах массового отдыха. В диапазоне частот 30 кГц МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического поля (Е, В/м) (далее – ЭП) и напряженности магнитного поля (НА м) (далее – МП). В диапазоне частот 300 МГц ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями плотности потока энергии (далее – ППЭ, Вт/м 2 ), (дробная величина – мкВт/см 2 ). Энергетическая экспозиция за рабочий день (рабочую смену) для работников не должна превышать значений, установленных Гигиеническим нормативом Предельно допустимые уровни электромагнитных излучений радиочастотного диапазона при их воздействии на человека (табл. 7.1). Таблица 7.1 Предельно допустимые значения энергетической экспозиции электромагнитного излучения радиочастотного диапазона в производственных условиях Диапазоны частот Предельно допустимая энергетическая экспозиция по электрическому полю, (В/м) 2 ч по магнитному полю, (А/м) 2 ч по плотности потока энергии, (мкВт/см 2 ) ч 30 кГц - 3 МГц 20000,0 200,0 – 3 -30 МГц 7000,0 – – 30 - 50 МГц 800,0 0,72 – 50 - 300 МГц 800,0 – – 300 МГц - 300 ГГц – – 200,0 Значения уровней напряженностей ЭП и МП в зависимости от продолжительности воздействия ЭМИ РЧ не должны превышать ПДУ (табл. 7.2). 96 Таблица 7.2 Предельно допустимые уровни напряженности электрической и магнитной составляющих электромагнитного излучения в диапазоне частот 30 кГц - 300 МГц в производственных условиях в зависимости от продолжительности воздействия Продолжительность воздействия, Т, ч Е ПДУ , В/м Н ПДУ , А/м 0,03 – 3 МГц 3 – 30 МГц 30 – 300 МГц 0,03 – 3 МГц 30 – 50 МГц 1 2 3 4 5 6 8,0 и более 50 30 10 5,0 0,30 7,5 52 31 10 5,0 0,31 7,0 53 32 11 5,3 0,32 6,5 55 33 11 5,5 0,33 6,0 58 34 12 5,8 0,34 5,5 60 36 12 6,0 0,36 5,0 63 37 13 6,3 0,38 4,5 67 39 13 6,7 0,40 4,0 71 42 14 7,1 0,42 3,5 76 45 15 7,6 0,45 3,0 82 48 16 8,2 0,49 2,5 89 52 18 8,9 0,54 2,0 100 59 20 10,0 0,60 1,5 115 68 23 11,5 0,69 1,0 141 84 28 14,2 0,85 0,5 200 118 40 20,0 1,20 0,25 283 168 57 28,3 1,70 0,125 400 236 80 40,0 2,40 0,08 и менее 500 296 80 50,0 3,00 При продолжительности воздействия менее 0,08 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается. Значения уровней ППЭ в зависимости от продолжительности воздействия ЭМИ РЧ не должны превышать ПДУ (табл. 7.3). Таблица 7.3 Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц в производственных условиях в зависимости от продолжительности воздействия Продолжительность воздействия, Т, ч Предельно допустимый уровень плотности потока энергии, ППЭ ПДУ , мкВт/см 2 1 2 8,0 и более 25 7,5 27 7,0 29 6,5 31 6,0 33 5,5 36 5,0 40 4,5 44 4,0 50 3,5 57 97 Окончание табл. 7.3 1 2 3,0 67 2,5 80 2,0 100 1,5 133 1,0 200 0,5 400 0,25 800 0,20 и менее 1000 0,20 и менее (для случаев локального облучения кистей рук при работе с микрополосковыми сверхвысокочастотными устройствами) 5000 При продолжительности воздействия менее 0,2 часа дальнейшее повышение интенсивности воздействия не допускается. ПДУ ЭМИ РЧ определяются исходя из того, что воздействие имеет место в течение всего рабочего дня (рабочей смены. Сокращение продолжительности воздействия ЭМИ РЧ должно быть подтверждено технологическими, организационно-распорядительными документами и или) результатами хронометража рабочего дня (рабочей смены. Нахождение работников без средств индивидуальной защиты в местах, где интенсивность ЭМИ РЧ превышает ПДУ для минимальной продолжительности воздействия, запрещено. Интенсивность ЭМИ РЧ на территории жилой застройки и местах массового отдыха и пребывания, в жилых, общественных и производственных зданиях (внешнее ЭМИ РЧ, включая вторичное излучение, на рабочих местах лиц, не достигших 18 лет, женщин в периоды беременности и кормления грудью не должна превышать ПДУ, установленных табл. 7.4 Гигиенического норматива. Таблица 7.4 Предельно допустимые уровни электромагнитного излучения радиочастотного диапазона для населения, рабочих мест лиц, не достигших 18 лети женщин в периоды беременности и кормления грудью Назначение помещений или территории Диапазон частот 30-300 кГц 0,3-3 МГц 3-30 МГц 30-300 МГц 300 МГц ГГц Предельно допустимые уровни электромагнитного излучения радиочастотного диапазона В/м мкВт/см 2 Территория жилой застройки и мест массового отдыха помещения жилых, общественных и производственных зданий (внешнее электромагнитное излучение радиочастотного диапазона, включая вторичное излучение рабочие места лиц, не достигших 18 лети женщин в периоды беременности и кормления грудью 25,0 15,0 10,0 3,0 10,0 98 Методы измерения и контроля электромагнитных полей на рабочих местах Измерения интенсивности ЭМИ должны проводится не реже одного раза в год в порядке текущего контроля привнесении в условия и режимы работы источников ЭМИ изменений, влияющих на уровни излучения (изменение технологического процесса, изменение экранировки и средств защиты, увеличение мощности после ремонта источников ЭМИ. В производственных условиях измерения проводятся на постоянных рабочих местах персонала. При отсутствии постоянных рабочих мест выбирается несколько точек в пределах рабочей зоны, в которой работник проводит не менее 50 % рабочего времени. Измерения на рабочих местах в каждой точке проводятся на высоте 0,5, 1,0 им от пола (опорной поверхности. Определяющим в данной точке является максимально измеренная интенсивность ЭМИ РЧ. На открытой территории измерения проводятся на высоте 2 мот поверхности земли. В зависимости от результатов динамического наблюдения за интенсивностью ЭМИ РЧ, создаваемой конкретными источниками, периодичность проведения измерений может быть увеличена по согласованию с соответствующими органами и учреждениями, осуществляющими государственный санитарный надзор, ноне более чем до 3 лет. Методы защиты работающих от электромагнитных полей Защита работников от воздействия ЭМИ осуществляется путем проведения организационных, инженерно-технических мероприятий, лечебно-профилактических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты. К организационным мероприятиям относятся выбор рациональных режимов работы источников ЭМИ; ограничение места и времени нахождения работников в зоне воздействия ЭМИ (защита расстоянием и временем иные организационные мероприятия. Инженерно-технические мероприятия включают рациональное размещение источников ЭМИ; использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места (экраны, минимальная необходимая мощность генератора обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМИ. К средствам индивидуальной защиты относятся защитные очки, щитки, шлемы, защитная одежда (комбинезоны, халаты и др. Способ защиты в каждом конкретном случае определяется с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, необходимой эффективности защиты. Экранирование источников ЭМИ или рабочих мест осуществляется с помощью отражающих или поглощающих экранов (стационарных или переносных. Отражающие экраны выполняются из металлических листов, сетки, ткани с микропроводом и другого. В поглощающих экранах используются специальные материалы, обеспечивающие поглощение излучения соответствующей длины волны. В зависимости от излучаемой мощности и взаимного расположения источника ЭМИ и рабочих мест конструктивное решение экрана может быть различным (замкнутая камера, щит, чехол, штора и другое. Экранирование смотровых окон, приборных панелей проводится с помощью радиозащитного стекла. Сплошные металлические экраны надежно экранируют любые источники полей СВЧ. Сетчатые экраны обладают худшими экранирующими свойствами по сравнению со сплошными экранами. Они применяются для ослабления потока мощности СВЧ, а также при необходимости улучшить вентиляцию или визуальное наблюдение за агрегатом. Эластичные экраны (из специальной ткани с вплетенной тонкой металлической сеткой) применяют для экранных штор, спецодежды и т.п. Поглощающие экраны для покрытия экранирующих ограждений изготавливают из прессованных листов резины и других специальных материалов. Смотровые окна камер экранируют мелкоячеистой металлической сеткой или используют оптически прозрачное стекло со специальной экранирующей пленкой. Средства индивидуальной защиты используются в случаях, когда снижение уровней ЭМИ с помощью общей защиты технически невозможно. Если защитная одежда изготовлена из материала, содержащего в своей структуре металлический провод, она может использоваться только в условиях, исключающих прикосновение к открытым токоведущим частям установок. 98 99 При работе внутри экранированных помещений (камер) стены, пол и потолок этих помещений должны быть покрыты радиопоглощающими материалами. В случае направленного излучения ЭМИ РЧ должно применяться поглощающее покрытие на соответствующих участках стен, пола, потолка. В тех случаях, когда уровни ЭМИ РЧ на рабочих местах внутри экранированного помещения превышают ПДУ, работник должен выводиться за пределы камер с организацией дистанционного управления аппаратурой. Лечебно-профилактические мероприятия В целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья работники, связанные с воздействием ЭМИ должны проходить предварительные и периодические медицинские осмотры. Все лица с начальными проявлениями клинических нарушений, обусловленных воздействием ЭМИ РЧ, а также с общими заболеваниями, течение которых может усугубляться под влиянием неблагоприятных факторов производственной среды должны браться под наблюдение с проведением соответствующих мероприятий, направленных на оздоровление условий труда и восстановление состояния здоровья работников. Расчетные задания по теме Задача 7.1. Рассчитать экран плавильной печи. В задаче приняты следующие обозначения a – радиус катушки индуктора печи, м l – длина катушки индукторам мощность плавильной печи, кВт – число витков катушки индуктора I – сила тока в катушке, А f – частота тока, кГц r – расстояние от оси катушки до рабочего местам радиус сердечника (нагреваемого металла, изделиям длина сердечника (заготовки, м п – допустимые потери мощности, Вт (обычно ≈ 1% от мощности установки H – допустимое ослабление поля внутри катушки в результате экранирования (обычно ≈ 5%). Параметры индуктора и расстояние до рабочего места приведены в табл. 7.5. Номер варианта следует выбирать по последней цифре номера зачетной книжки. Таблица 7.5 Исходные данные для расчета № варианта Параметры индуктора плавильной печи Расстояние до рабочего местам, мм, А f, кГц α c , мм кВт 1 0,1 0,15 20 150 150 0,070 0,140 60 0,6 2 0,2 0,3 40 200 100 0,070 0,140 60 1,3 3 0,3 0,4 60 300 60 0,070 0,140 100 2,0 4 0,2 0,4 50 300 150 0,070 0,140 70 1,5 5 0,1 0,3 25 250 70 0,070 0,140 60 0,8 6 0,1 0,2 20 150 200 0,070 0,140 40 0,8 7 0,2 0,2 25 100 400 0,070 0,140 60 0,6 8 0,2 0,4 30 250 30 0,070 0,140 70 1,5 9 0,3 0,3 50 350 350 0,070 0,140 100 2,0 0 0,2 0,3 45 200 50 0,070 0,140 60 1,3 100 Порядок расчета Экран рассчитывается методом подбора. Задаваясь материалом экрана, его конструкцией и размерами, определяют по приведенным ниже формулам основные характеристики экрана. Если эти характеристики оказываются неудовлетворительными, изменяют размеры экрана либо выбирают другой материал и вновь повторяют расчет. Потери энергии в экране рассчитывают в следующем порядке. Определяют глубину проникновения поля в экран по формуле = f Э Э 1 , м, где Э – удельная проводимость материала экрана, Ом 1 м 1 ; Э – абсолютная магнитная проницаемость материала экрана, Гн/м, Э = Э, где 0 = 4 10 7 , Гн/м; Э – относительная магнитная проницаемость. Для немагнитных материалов Э = 1; для алюминия Э = 1; Э = Э = 4 10 7 , Гн/м; Э = 3,55 10 7 Ом 1 м 1 ; для стали Э 2000; Э Э = 8 10 4 , Гн/м; Э = 1 10 7 Ом 1 м 1 Как правило, глубина проникновения поля в экран меньше 1 мм, но исходя из соображений прочности экрана толщину его стенок d следует принимать не менее 1 мм. При этом d > В этом случае потери энергии W в цилиндрическом экране рассчитывают последующим формулам для катушек без сердечника, удовлетворяющих условию l А а W = Э 4 2 2 A l a I , Вт, где А – радиус экранам. Вначале ориентировочно можно принять А а. для катушек без сердечника, удовлетворяющих условию А а W = Э 2 2 4 а А A I a а а А , Вт (7.1) для катушек с сердечником, удовлетворяющих условиям l А – а С << l: W = Э 2 C 2 2 C 2 2 2 C 3 4 2 2 l a a A l a A a lA a I , Вт. (7.2) Для катушек с сердечником, удовлетворяющих условию l < 1,5(A а, следует произвести расчет дважды по формулами) и принять меньший из полученных результатов. Использование формул в данном случае ведет к некоторому завышению расчетных потерь по сравнению с действительными. 100 101 В случае экрана квадратного сечения можно пользоваться теми же формулами, приняв величину А равной половине стороны квадрата. Это приводит к некоторому занижению расчетных потерь мощности по сравнению с действительными. Найденную величину потерь W следует сравнить с допустимой величиной потерь п. Если W < п, то можно уменьшить радиус экрана А, если этому не мешает конструкция самой установки. Если W > п, следует увеличить радиус экрана Аи вновь произвести расчет. Если для стального экрана приемлемых размеров потери энергии оказываются недопустимыми, следует принять алюминиевый экран. Расчет по приведенным выше формулам является приближенными поэтому необходимо, чтобы условие W < п выполнялось с некоторым запасом. Чтобы избежать дополнительных потерь энергии в торцовых стенках экрана (верхняя, нижняя – дно, расстояние от этих стенок для ближайших витков катушки нужно брать не меньше 1/ c , где с – постоянная затухания симметричной волны, распространяющейся вдоль оси экрана с = А – для цилиндрического экрана радиусом Ас А – для экрана квадратного сечения со стороной 2А 1 Если это условие выполнено, то торцовые стенки практически не вызывают дополнительных потерь энергии в экране. Тоже условие должно выполняться в отношении расстояния от витка до нижней стенки приоткрытом сверху экране. Ослабление экраном поля внутри катушки рассчитывают для цилиндрического экрана радиусом А. При расчете экрана квадратной формы его следует заменить цилиндрическим, полагая, что А = 1 А, где А – сторона квадрата (при этом площадь квадрата равна площади круга. Ослабление магнитного поля Н (%), обусловленное экранированием, определяют по формулам для катушки без сердечника при условии l > а, l > А а) Н = 100 2 2 A a ; тоже при условии l < а Н = 100 3 3 A a ; тоже при условии l < А – а, l < а Н = 100 2 3 2 A la ; для катушек с сердечником при условии l а ас, l А а, l c = l 102 Н = 100 2 c 2 Рассчитанное ослабление следует сравнить с допустимым. Если найденное ослабление превышает допустимое, нужно увеличить радиус экрана А. Проверку экрана катушки на эффективность экранирования проводят следующим образом. Требуемую эффективность экранирования Э тр находят путем деления величины напряженности поля, создаваемого катушкой на рабочем месте при отсутствии экрана (р, на величину допустимой напряженности полян) по санитарным нормам Э тр = н р H H Значение H можно найти по формуле H = 2 2 4 ω p Ia , где p – расстояние от катушки до рабочего местам. Требуемую величину эффективности экранирования нужно сравнить с фактической. Для сплошного цилиндрического экрана радиусом А или квадратного со стороной А эффективность экранирования при d > Э = Э 2 d Ae , где Э – относительная магнитная проницаемость материала экрана d – толщина материалам. Эффективность экрана, имеющего форму трубы, открытой с одного конца, при отсутствии проникновения поля непосредственно сквозь материал экрана определяют по формуле н Э , (7.3) где z – расстояние от открытого конца экрана до ближайшего витка катушки вдоль оси экранам н = А – для цилиндрического экрана радиусом Ан А – для экрана квадратного сечения со стороной 2А 1 Если экран имеет форму открытой с двух сторон трубы, то также можно пользоваться формулой (7.3), подставляя меньшее из двух значений z. Фактическая эффективность экранирования равна меньшей из величин Э и Э. Формула (7.3) приближенная. Найденная по ней эффективность всегда больше действительной. Задача 7.2. Рассчитать экран индукционной печи и определить эффективность экранирования поданным, приведенным в табл. 7.6. Наибольшая температура в рабочем пространстве печи 1823 К. 103 Таблица 7.6 Исходные данные для расчета Исходные данные Типы печей для расчета экрана УИТ-800-1,0- 1,0 Х 2 ИСТ 0,04 ИПП ИСТ 0,06 ИСТ 0,4 Мощность печи (максимальная, кВт 800 63 1100 60 400 Напряжение сети, В 400 400 400 400 400 Рабочая частота, f, Гц 2800 2800 500 2400 2400 Сила тока в катушке, I, А 200 200 200 200 2300 Число витков, , шт. 10 10 33 12 17 Радиус катушки, a, м 0,16 0,16 0,6 0,16 0,21 Относительная магнитная проницаемость, Э 1,65 1,65 1,65 1,65 Расстояние от катушки до рабочего местам Порядок расчета Конструкция экрана закалочного индуктора не должна мешать проведению работ. Экран можно выполнить в виде открытого по концам цилиндра. Диаметр цилиндра должен составлять не менее двух диаметров катушки. Экран выполняют из металла и со стороны излучателя покрывают поглощающим материалом, чтобы снизить или исключить отражение от него электромагнитной энергии. 1. Определить глубину проникновения поля в экран по формуле = f π σ μ 1 Э Э , м, где Э – удельная проводимость материала экрана, Ом 1 м 1 ; Э = 1·10 7 Ом 1 м 1 ; Э – абсолютная магнитная проницаемость материала экрана, Гн/м, Э = Э, 0 = 4 10 7 , Гн/м; Э – относительная магнитная проницаемость f – рабочая частота, Гц. 2. Исходя из соображений прочности экрана выбрать толщину стенок экрана. Из соображений прочности экрана толщину его стенок d следует принимать не менее 1 мм. При этом d > 3. Определить требуемую эффективность экранирования Э тр путем деления величины напряженности поля, создаваемого катушкой на рабочем месте при отсутствии экрана Н р , на величину допустимой напряженности поля Н н = 25 А/м Э тр = Н р / Н н 4. Определить значение Н р по формуле Н р = ·I·a 2 /(4·p 3 ), А/м, где – число витков, шт I – сила тока в катушке, А a – радиус катушки, м р – расстояние от катушки до рабочего местам. Определить требуемую эффективность экранирования Э тр = 20lg (Н р / Н н ). 6. Определить фактическую величину эффективности экранирования по формуле Э Э, где d – толщина стенок экранам. Если фактическая величина эффективности экранирования будет превышать требуемую эффективность экранирования, то рассчитанный экран будет обеспечивать необходимую защиту от электромагнитных полей. |