Контрольная работа.
Техника безопасности и охрана труда

Задание 1.

Вопрос: Какие факторы оказывают влияние на тяжесть поражения человека электрическим током?
Опасность поражения электрическим током заключается, прежде всего, в возникновении так называемого <<удара>>при прикосновении к токоведущим частям оборудования. Другой вид поражения - ожог электрической дугой, сопровождающей коммутационные процессы в электрических цепях.
Серьезную опасность представляют также местные повышения температуры на участках малой проводимости электрических цепей и искрения, которые могут вызвать пожар или взрыв.
Исход электротравмы зависит от многих обстоятельств: от условий внешней среды и внутренних факторов организма.
К условиям внешней среды относятся, прежде всего, параметры электрической цепи, в которой оказался пострадавший, место соприкосновения с токоведущими частями, время воздействия электрического тока. Имеет значение также температура окружающей среды, с повышением которой число тяжелых исходов возрастает.
Внутренними факторами, отрицательно влияющими на исход поражения электрическим током, являются утомление, болезненное состояние, алкогольное опьянение, ненаправленное внимание.
К параметрам электрической цепи, имеющим решающее значение при оценке опасности поражения электротоком, относят величину тока, его частоту и напряжение.
По последствиям физиологического воздействия тока на организм человека различают пороговые, отпускающие и удерживающие токи.
Пороговые токи вызывают первые ощущения воздействия тока. Величина этих токов зависит от величины приложенного напряжения, состояния поверхности кожи, индивидуальной чувствительности к току и изменяется от 0.1 до 5 миллиампер (ма).
Отпускающими считаются токи, при прохождении которых человек сохраняет способность самостоятельно освободиться от контакта с частями, находящимися под напряжением. Величина отпускающего тока в зависимости от индивидуальных особенностей человека изменяется от 10 до 20 ма.
Если ток существенно превосходит пороговое значение отпускающего 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 процессе дыхания. Это может привести к затруднению, а иногда и прекращению дыхания.
Опасность действия переменного тока промышленной частоты в 25-50 ма не ограничивается нарушением дыхания. Раздражающее действие такого тока вызывает сужение кровеносных сосудов, приводит к повышению артериального давления и затрудняет работу сердца. В результате при длительном протекании тока напряжением 110, 220 и 380 в может возникнуть ослабление деятельности сердца и потеря сознания.
Наряду с величиной тока, проходящего через тело человека, существенное значение имеет частота тока. Токи высокой частоты менее опасны в отношении электрического удара, они опасны в основном с точки зрения теплового нагрева и влияния электрического поля.
Определить заранее ток, который может пройти через человека без каких-либо серьезных последствий для него, - задача почти неразрешимая. Чтобы установить границу безопасных условий, целесообразно ориентироваться не на безопасный ток, а на допустимое безопасное напряжение. Последнее удобно еще и тем, что для каждой данной сети напряжение ее относительно постоянно. В зависимости от окружающих условий за безопасное напряжение принимается 40-12в.
Большое значение с точки зрения опасности поражения электрическим током имеет путь прохождения тока через тело человека. Если ток при электротравме протекает через тело человека по пути рука-рука или рука-нога, часть его непосредственно проходит через сердечную мышцу. При этом возникают разновременные и хаотические сокращения отдельных волокон сердечной мышцы, которые могут привести к остановке кровообращения. В тех случаях, когда ток почти не затрагивает области грудной клетки, например при протекании по пути от одной ноги к другой, описанное явление сокращения мышц сердца не наступает даже при токах порядка нескольких ампер.
Серьезное влияние на исход электротравмы имеет длительность воздействия тока. Прежде всего от времени его воздействия зависит электрическое сопротивление тела. Оно уменьшается по мере прохождения тока в результате прогрессирующего прогревания и пробивания рогового слоя кожи. При кратковременном воздействии тока, как показали исследования, опасность зависит от того, с какой фазой работы сердца совпадает момент прохождения тока. Особо чувствительным к прохождению тока сердце является в стадии расслабления (период между последовательными сокращениями и расширениями предсердий и желудочков сердца, длящийся около 0,1 секунды).
При несовпадении момента прохождения тока с фазой расслабления сердца даже токи значительной величины (до 10 а) не вызывают его паралича. Отсюда ясно, что чем короче время прохождения тока, тем меньше вероятность такого совпадения, а следовательно, и меньше опасность поражения.
Степень опасности поражения электрическим током зависит также от того, каким образом произошло включение человека в электрическую цепь.
Двухфазное прикосновение в системах трехфазного тока представляет собой одновременное присоединение человека к двум различным фазам одной и той же системы, находящейся под напряжением. Человек оказывается, таким образом, включенным под полное линейное напряжение сети.
Под однофазным включением понимается прикосновение человека к токоведущим частям одной фазы установки, находящейся под напряжением. В установках с изолированной нейтралью человек, прикасаясь к одной из фаз непосредственно или через проводник тока с сопротивлением, близким к нулю (металлические трубы, инструмент и пр.), оказывается включенным по отношению к двум другим фазам через сопротивление изоляции проводов относительно земли.
При заземленной нейтрали источника тока напряжение фазных проводов относительно земли при нормальном режиме работы сети равно фазному напряжению. Человек, коснувшийся в данном случае непосредственно фазы, оказывается под напряжением, близким по величине к фазному, то есть в √3 раз меньшим линейного.
Наибольшую опасность для жизни в системах трехфазного тока представляет собой двухфазное прикосновение человека.
Тяжесть электрической травмы во многом зависит также от величины сопротивления тела человека электрическому току в момент электрического удара.
Наибольшее сопротивление электротоку оказывает верхний слой кожи, который не имеет кровеносных сосудов и нервных клеток. Сопротивление верхнего рогового слоя человека не остается величиной постоянной. Оно зависит от величины электрического тока и продолжительности прохождения его через тело человека, от величины соприкасаемой поверхности и плотности контакта ее с проводником, от состояния кожи. Когда верхний слой кожи не поврежден и находится в сухом и чистом состоянии, электрическое сопротивление человеческого организма составляет 40000-100000 ом.
Электрическое сопротивление человеческого тела падает до 1000 ом, если верхний кожный покров влажен и пористая система засорена выделением потовых желез, расположенных под кожей, или покрыта токопроводящей пылью, эмульсией, содовым раствором и т.п.
При напряжении 50в пробой рогового слоя кожи идет медленно. С увеличением приложенного напряжения величина сопротивления рогового слоя становится все меньше; при напряжении 500в пробой кожи наступает почти мгновенно.

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 осей колесных пар изыскиваем по следующим формулам:
Для подступичной части
,
Где dn –диаметр подступичной части, м;
Mn-изгибающий момент в расчетном сечении, Hм;
Δn-уменьшение диаметра сечения подступичной части оси, допускаемое при ремонте КП;
Δn=0,5∙10-2м;
[G] n-предел выносливости при расчете на усталостную 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.
Изгибающий момент 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 горизонтального ускорения 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 ближайшей колеса, l=0.277м;
Rv –динамический коэффициент в вертикальной плоскости,Rv=0.3;
m – коэффициент веса буксового узла, m=0.036;
Jv-коэффициент вертикального ускорения буксы, Jv=9;
C-коэффициент центробежной силы, C =0.06;
Rw-коэффициент ветровой нагрузки, Rw=C=0.06;
hc-высота центра масс надтележечного строения над осью КП, м, hc=1.94 м;
l1-расстояние между серединами буксовых шеек оси, м, l1=2м;
R-коэффициент, учитывающий перегрузку рессорного подвешивания при крене надрессорного строения, R=1\ [1-4(hc-l 1) (Fs\ l1)],
где Fs - статическая нагрузка рессорного строения, Fs=0.15 м.
,
;
69,22786=69.2∙103 Hм.
Тогда диаметр подступипичной части
м.
Принимаем dn=0.2 м.
Для средней части оси
,
Где Н\м
Изгибающий момент в расчетном сечении для средней части
;
где -вертикальная нагрузка на боковую шейку оси без учета сил инерции буксовых узлов, H;
-боковое давление рельса на набегающие колеса, H;
-реакция на колесо со стороны рельса, H;
,
где -вертикальная нагрузка подрессоренного веса подвижного состава,H;
,
где -статическая нагрузка от подрессоренного веса,H;
H;
-динамическая нагрузка возникающая при прохождении вертикальных неровностей пути и колебаниях надрессоренного строения, H;
,H;
-сила инерции буксового узла,H;
,
-догрузка от неуравновешанной возвышением нагруженного рельса центробежной силы надрессоренного строения, H;
,
-догрузка от действия силы ветра на боковую поверхность надрессоренного строения,

Тогда
+22,95 H
Боковое давление 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
Вертикальная нагрузка
Н
Реакция на колесо со стороны рельса
;
Где  - расстояние между кругами катания колес, м,
м
F-сила тяги локомотива, приходящаяся на одну КП,F=0, т. к. ось поддерживающая;
G - вес части оси расположенный между кругами катания колес,G
тогда
отсюда
тогда диаметр средней части оси
, принимаем =0,2м.
Для буксовых шеек
,

Изгибающий момент расчетном сечении в буксовой шейке
тогда диаметр буксовой шейки

Принимаем
Вывод: Произведенный расчет основных характеристик оси колесной пары проектного тепловоза свидетельствует о том, что предложенная конструкция удовлетворяет существующим требованиям безопасности и может использоваться на подвижном составе железных дорог Украины.