Задачи по БЖЛ

Задача 3.1

Рассчитать виброизоляцию виброплощадки и виброгасящее основание (фундамент) с обеспечением допустимых параметров вибрации рабочих мест. Виброизоляторы пружинные. Виброплощадка с вертикально направленными колебаниями грузоподъемностью P . Размер виброплатформы 6 × 2,2 м. Виброизоляторы пружинные; виброплощадка с вертикально направленными колебаниями грузоподъемностью 9,5 т; общий вес Q = 13000 Н, в том числе подвижных частей Qп.ч = 10660 Н, частота колебаний f = 30 Гц; максимальный кинематический момент дебалансов М = 4810 Н/см; амплитуда колебаний виброплатформы а = 0,6 мм; грунт–песок мелкий, маловлажный.
Решение:

Расчетную схему см. на рис. 1.

Рис. 3.1. Схема установки виброплощадки с пружинными виброизоляторами:
1 – подвижная часть виброплощадки; 2 – пружинный виброизолятор; 3 – неподвижная часть виброплощадки; 4 – виброгасящее основание (фундамент); 5 – акустический шов
Определяем динамическую силу, Н, создаваемую дебалансами вибраторов
F=(M*〖(2πf)〗^2)/q=(4810*〖(2*3.14*30)〗^2)/981=174035.5 H
Суммарная жесткость пружинных виброизоляторов, Н/м,
K=Q_пч/Х_ст =10660/0,005=2132000 Р/м
где Хст – принимаем равным 0,5 см,
Собственная частота колебаний, Гц,
f_0=5/√0.5=7.05 Гц
Определяем коэффициент передачи
μ=1/(〖(f/f_0 )〗^2-1)=1/(〖(30/7.05)〗^2-1)=1/17
Динамическая сила, Н, передаваемая на основание,
F_0=F/μ=174035.5/17=10237 H
Для расчета амплитуды перемещений основания виброплощадки аф необходимо найти:
минимальную площадь основания виброплощадки, см2,
S_0=Q/R=13000/(2*〖10〗^5 )=0.065=65000 см2;
где R = 2 105 Па – допустимое нормативное давление на грунт условного фундамента,
жесткость основания под виброплощадкой, Н/м,
К_ф=F_0 C_z=6500*40=260000 H/м
где СZ = 40 Н/см3 – коэффициент упругого равномерного сжатия грунта (при
R = 1 2 105 Па; СZ = 20 Н/см2; R = 2CZ = 40 Па; R = 3CZ = 50 Па; R = 4CZ = 60 Па; R = 5СZ = 70 Па);
собственную частоту колебаний основания виброплощадки, Гц,
f_ф=1/2π √(К_ф/m_0 )=1/(2*3.14) √(260000/2.38)=12.63
Где m_0=(Q-Q_пч)/q=(13000-10660)/981=2.38
Таблица 1 Допустимые нормативные давления на грунт
Наименование и состояние грунта Дополнительное нормативное давление, 2 105 Па
Пески независимо от влажности: – крупные; – средней крупности 3,5... 4,5 2,5... 3,5
Пески мелкие: – маловлажные; – насыщенные водой 2,0...3,0 2,5...4,5
Пески пылевлажные: – маловлажные; – очень влажные; – насыщенные водой 2,0...2,5 1,5... 2,0 1,0...1,5
Супеси при коэффициенте пористости К: – 0,5; – 0,7 3,0 2,0
Суглинки при коэффициенте пористости К: – 0,5; – 0,7; – 1,0 2,5...3,0 1,8...2,5 1,0…2,0
Амплитуда перемещений основания виброплощадки, см,
a_ф=F_0/(K_ф (f^2/〖f_ф〗^2 -1) )=10237/(260000*(〖30〗^2/〖12.63〗^2 -1) )=0.0084 cм=0,084 мм > a_доп=0,009 мм
При применении только пружинных виброизоляторов амплитуда перемещений основания превышает допустимые уровни. Для их снижения требуется устройство виброгасящего основания (фундамента).
Для виброплощадок с вертикально направленными колебаниями минимально необходимый вес фундамента, при котором колебания не будут превышать допустимых, определяем по формуле
Q_ф=1.1*qaK/(a_ф (2πf)^2 )=166671 H
Принимаем вес фундамента Qф = 170000 Н.
Определяем собственную частоту колебаний фундамента, Гц,
f_ф=1/2π*(K_ф q)/(((Qф+Q0)/q) )=1/(2*3.14)*(260000*981)/183000=2.21 Гц
Амплитуду перемещения фундамента определяем по формуле:
a_ф=F_0/(K_ф (f^2/〖f_ф〗^2 -1) )=10237/(260000*(〖30〗^2/〖2,21〗^2 -1) )=0.0021 cм=0,021 мм > a_доп=0,009 мм
При применении пружинных виброизоляторов и виброгасящего основания амплитуда перемещений фундамента не превышает допустимой величины.

Задача 3.2

Спроектировать заземление электроустановки, подключенной к сети с изолированной нейтралью напряжением 500 В. Грунт двухслойный (приложение 3, рис.5.3). Вертикальные электроды выполнены из стальной трубы.
ρ_изм1=350 Ом*м
ρ_изм2=260 Ом*м
h_1=2 м
h_2=4. м
a=4.5м
l=4.5 м
d=35 мм
D=14 мм
t_0=0.8 м
W=70 кВ*A