Проектирование волоконно-оптической линий связи

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Анализ условий труда при прокладке кабеля

 

 

 

 

В процессе прокладки оптоволоконного  кабеля используется кабелеукладчик на базе трактора любой модификации. Трактор  оснащается дополнительными металлическим  конструкциями необходимых для  крепления катушки с оптическим кабелем. Масса катушки с кабелем максимальной длинны, которую можно намотать на катушку, составляет около 4000 кг [11], что отражается на устойчивости кабелеукладчика.

Одной из достаточно частых причин несчастных случаев при эксплуатации грузоподъемных, колесных гусеничных строительных машин является потеря ими устойчивости – опрокидывание. Опрокидывание машин обычно происходит вследствие ряда неблагоприятных эксплуатационных факторов: увеличение поднимаемого груза до недопустимого веса, подъем примерзших к земле конструкций, значительные динамические нагрузки при неправильной эксплуатации, большая ветровая нагрузка, сверхнормативный наклон местности, просадка грунта и др.

В качестве основного  показателя устойчивости машин принят коэффициент запаса устойчивости, представляющий собой отношения момента удерживающих сил относительно ребра опрокидывания  к моменту опрокидывающих сил [19]:

 

М_уд / М_опр ³ К_у,          (6.1)

 

где  М_уд - момент удерживающих сил относительно ребра опрокидывания, М_опр - моменту опрокидывающих сил.

Этот показатель позволяет  оценить устойчивость машины при  проектировании, исследовать влияние  на устойчивость различных эксплуатационных факторов и обосновать требования техники безопасности.

При обеспечении устойчивости различные виды строительных машин  имеют особенности, поэтому требования к коэффициенту запаса устойчивости и порядок нахождения его могут  существенно отличаться.

 

 

6.1.1 Расчет устойчивость колесных и гусеничных строительных машин.

В соответствии с нормативами  документом РД 50-233—81 для колесных и  гусеничных машин определяют горизонтальную статическую устойчивость с номинальным  грузом, устойчивость на наклонной  площадке и динамическую устойчивость.

В качестве количественных показателей устойчивости приняты: момент устойчивости, угол устойчивости, максимальная статическая нагрузка на рабочее оборудование, момент и  угол запаса устойчивости, а также  угол крена.

Используемые машины в качестве кабелеукладчиков являются трактора с следующими техническими характеристиками [20]:

масса m_т, кг              9000

длина активного участка гусеницы l, м            3,1

ширина гусениц b_гус, м             0,35

ширина b, м          2

высота h_т, м                 2,7

центр массы на высоте h₀, м        1

При продольном уклоне:

Момент устойчивости равен произведению силы тяжести кабелеукладчика, приложенной в центре массы, на плечо её относительно ребра опрокидывания:

М_уст = Q_п * l₀,         (6.2)

 

где Q_п общий вес машины, Н. 

 

Q_п = m * q,         (6.3)

 

где  q - ускорение свободного падения равно 10 м/с² .

Q_п = 14000 * 10 = 140000 Н;

М_уст = 140000 * 1,25 = 175000 Н.

 

Статическую устойчивость наклонно установленной  машины характеризуют углом устойчивости, моментом и углом запаса устойчивости. За угол устойчивости принимают предельный наклон опорной площадки, на которой может стоять машина не опрокидываясь:

 

α_уст = arctg (h₀ / l₀ ),        (6.4)

 где h₀ - расстояние центра тяжести машины от опорной площадки, м.

α_уст =  arctg (1,25/1) = 51⁰.

 

Момент запаса устойчивости находят по формуле :

 

М_зап = М_уст cos α – Q_п sin α ,      (6.5)

 

где α - угол наклона опорной площадки, на которой установлена машина, рассматривается предельный угол уклона α = α_уст = 51⁰, при уменьшении α, запас устойчивости устойчивости увеличивается:

 

М_зап = 75000 * cos 51 - 140000 * sin 51 = 750 Н.

 

 Угол крена возникает вследствие деформации опорной площадки (грунта) и упругих опор машины. Его определяют по формуле:

 

α _кр = Q_п * cos α / (С₁ * В) - М_зап * ( С₁ + С₂ ) / ( В² * С₁ * С₂ ),   (6.6)

 

где В величина, соответствующая  базе ходовой части  машины при  определении продольного  крена  и колес ходовой части поперечного  крена, м; С₁ - жесткость опор машины или приведенная жесткость основания (грунта) и опор, находящихся со стороны ребра опрокидывания, Н/м; С₂ - жесткость опор машины или приведенная жесткость основания (грунта) и опор, внешних по отношению к оси опрокидывания, Н/м. Обычно принимают услови С₁ = С₂ = С.

Условную жесткость  грунта в контакте с гусеничным движетелем находят по формуле :

 

С_гр = 2 * (b_гус * l_к * n_к ) / к ,       (6.7)

 

где b_гус – ширина гусениц; l_к – длина активного участка гусеницы под каждым опорным катком; n_к – число опорных катков на сторону.

 

С_гр =2 * (0,35 * 0,5 * 5) / 0,4 * 10⁶ = 4,375 *10⁶ Н/м.

 

За длину активного  участка гусеницы l_к принимают следующее количество шагов гусеничной цепи  t_зв : при t_зв = 2  к = 0,1…0,51 * 10^-6 м³/Н:

 

α _кр = 140000 * cos 51 / 4,375 * 10⁶ * 3 – 2 * 750  / 4,375 * 10⁶ * 9 =

= 0,006625,   

 

этим углом можно  пренебреч при расчетах угла запаса.

 

Угол запаса устойчивости определяют разностью угла устойчивости, угла наклона опорной площадки и угла крена, рассмотрим случай для максимального угла наклона α = α_уст = 51⁰:

 

α _зап = arctg (( М_зап * cos α_уст )/( Q_п * h₀ * cos (α_уст – α );    (6.8)

 

α _зап = arctg (( 750 * cos 51) / (140000 * 1 * cos ( 51 – 51) = 0,1917⁰ ,

данный угол очень  мал его можно не учитывать.

 

 

При поперечном наклоне:

l₀, м                               1  

h₀, м              1

М_уст = Q_п * l₀ = 140000 * 1 = 140000 Н*м;

α_уст = arctg (h₀ / l₀ ) = arctg (1/1) =  45⁰;

М_зап = М_уст cos α – Q_п sin α =

=140000 * cos 45 - 140000 * sin 45 = 0,

 

запас устойчивости отсутствует, поэтому кабелеукладчик запрещается  ставить под уклоном в 45⁰ и больше.

 

Расчеты производились  для случая с поднятым ножом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            α_уст

       h₀             Q_п  

        B 

α     l₀                

 

 

Рисунок  6.1 - Действие, приложенных, сил на кабелеукладчик.

 

 

6.1.2. Освещение при ведения строительных работ.

 

Для уменьшения сроков укладки оптического  кабеля в данном проекте работают три смены, что ведет к принятию мер для обеспечения благоприятных  условий труда. Необходимо использовать освещение в темное время суток. Для этого необходимо чтоб осветительная установка передвигалась вместе с кабелеукладчиком, в таком случае осветительные прожекторы устанавливаются на самом тракторе. Необходимо рассчитать необходимую мощность каждого прожектора и количество прожекторов.

 

В соответствии с ГОСТ 12.1.064 – 85 общее равномерное рабочее  освещение строительных площадок и  участков должно быть не менее 30 лк [19].

Принимаем систему общего освещения лампами накаливания. Необходимый количество ламп рассчитывается по формуле (6.9) [21]:

 

Е_min = (F_л * N * η * γ)/(К_з * S * z) =>

N = (Е_min * К_з * S * z)/( * F_л * η * γ),                           (6.9)

 

 

где

- Е_min, лм/м²                   30

- освещаемая площадь  S, м²          9

- коэффициент неравномерности  освещения z            0,9

- коэффициент затенения,  примем равным γ      0.8-0.9

- число ламп в помещении  N

- коэффициент использования  ŋ

Условно рабочей поверхностью считается горизонтальная плоскость  Н_р = 2.7м.

Для создания необходимой  равномерности освещения, отношение  расстояния между лампами L к высоте их подвеса над рабочей поверхностью Н_р должно составлять 1,4 –1,8 при размещении светильников параллельным рядом:

λ = L/Н_р = 1.4,         (6.10)

 

Тогда расстояние между  прожекторами:

 

L=λ Н_р =1.4 2.7 = 3,78 м.

 

Для нахождения ŋ рассчитаем индекс помещения I по формуле (6.11):

I=A B/(Н_р (A+B)        (6.11)

 

Тогда  I=3 3/(2.7 (3+3))=1.03

.

Кз = 1,5;

 

Из справочных данных находим ŋ=60%.

По формуле (7.9) рассчитаем необходимое количество светильников для обеспечения минимальной освещенности Е_мин , при использовании ламп накаливания со световым  потоком каждой лампы F_л = 645 лм:

 

N = (30 1.5 9 0,9)/(645 0.4 0.9) = 1,56.

 

Для освещения хорошо подходят лампы накаливания на 60 Вт со световым потоком в 645 лм.

 

6.2 Анализ условий труда при эксплуатации линии связи

 

 

Аапаратура, система передачи данных, устанавливается в существующих помещениях, в автозалах АТС, либо в кроссовых залах. Для организаций  благоприятных условий труда  обслуживающего персонала необходимо, чтоб освещенность рабочего места соответствовало  нормам. Для этого рассчитаем искусственную и естественную освещенность помещения.

 

 

6.2.1 Расчет освещения в помещении.

По конструктивным особенностям естественное освещение подразделяется на боковое, осуществляемое через световые проемы в наружных стенах (окна); верхнее, осуществляемое через световые проемы в покрытии и фонари; и комбинированное –  сочетание верхнего и естественного бокового освещения.

Естественное освещение характеризуется  коэффициентом естественного освещения  КЕО [21]. КЕО – отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственно или после отражений), к значению наружной горизонтальной освещенности – создаваемой светом полностью открытого небосвода, измеряется в %.

При естественном боковом освещении  нормируется минимальное значение, при верхнем и комбинированном  освещении нормируется среднее  значение КЕО.

Нормированное значение КЕО приводятся для III пояса светового климата, для остальных поясов светового климата нормированные значения КЕО определяют по формуле:

 

e_н^IV = e_н^III * m * с        (6.12)

 

где e_н^III  - значение КЕО для III пояса;

m – коэффициент светового климата;

c – коэффициент солнечного климата.

 

Рассчитаем площадь боковых  световых проемов кроссового помещения, необходимой для создания нормируемой  освещенности на рабочих местах.

 

Исходные данные:

Кроссовое помещение имеет размеры: длина L = 10 м, ширина В = 6 м, высота Н = 3,5 м.

Высота  рабочей поверхности над уровнем  пола 0,8 м., окна начинаются с высоты 1 м., высота окон 2 м.

  IV световой пояс.

Рядом с помещением находится на расстоянии 12 м Здание высотой 15 м, с трех других сторон затеняющих зданий нет.

Расчет естественного освещения  заключается в определении площади  световых проемов.

При боковом освещении определяют площадь  световых проемов (окон) S₀, обеспечивающую нормированные значения КЕО, по формуле:

 

( S₀ / S_п ) * 100 = (e_н^IV * η₀ / τ₀ * r₁ ) * k_зд * k_з.     (6.13)

 

Из формулы определим площадь  световых проемов:

S₀ = (e_н^IV * η₀ * S_п * k_зд * k_з ) / (τ₀ * r₁ * 100 ),    (6.14)

 

где S_п – площадь пола помещения, м²;

е_н – нормированное значение КЕО (таблица);

к_з – коэффициент запаса (таблица);

-  общий коэффициент светопропускания (таблица):

τ₀ = τ₁ * τ₂ * τ₃ * τ₄;         (6.15)

η₀ - световая характеристика окон (таблица);

r₁ – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию (таблица).

Площадь пола:

S_п = L * B = 10 * 6 = 60 м²   

Определим значение КЕО  по формуле (6.12):

 m = 0,9; c = 0,75  (таблица ).

e_н = 1,2 (для работ средней точности IV разряда, таблица)

 

e_н^IV = 1,2 * 0,9 * 0,75 = 0,81

 

Определим h₀ из таблицы. Отношение длины к глубине (т.е. наиболее удаленной точки от окна) равна 10 : 6 = 1,66.

Отношение:

 

B / h₁ = 6 / 2,5 =2,4 , 

 

h₁ = 2,5 м, т.к. окна начинаются с высоты 1 м. h₁ – высота от уровня рабочей поверхности до верха окна. Отсюда h₀=11.