ДИПЛОМ / Раздел ДП Безопасность и охрана труда, Методические указхапния и примеры расчета / ПРимеры выполнения расчетов по ОТ

g R B (10.12)

кр

2hц

где В – ширина колеи трактора, м; hц – высота центра тяжести, м.

Начало бокового скольжения может возникнуть, когда

Рц = G '

(10.13)

где ' – коэффициент сцепления движителей с почвой при скольжении

(табл. 10.3).

Таблица 10.3 – Значения коэффициентов сцепления тракторных движителей с почвой при чистом качении ( ) и при скольжении ( ')

Вид почвы или дороги	Для колес с баллонами		Для гусениц
		'
Асфальтированное шоссе сухое	0,8...0.9	0,75	0,5...0,7
Асфальтированное шоссе мокрое	0,3...0,4	–	–
Грунтовая сухая укатанная дорога	0,7	0,65	0,6...1,1
Грунтовая мокрая дорога	0,53	0,4...0,5	–
Укатанная снежная дорога	0,2...0,3	0,15	0,6:..0,8
Обледенелая дорога	0,1...0,3	0,07	0,6...20,4

Из формул (10.10) и (10.11) определяют скорость, при которой начнется боковое скольжение (занос)

ск

/ R g

(10.14)

Сопоставляя уравнения (12) и (14), определяют коэффициент сцепления

	'	B	(10.15)
		2hц

Если ' B , то боковое скольжение (занос) будет предшествовать попе-

2hц

речному опрокидыванию. Но в этом случае, если поперечное скольжение резко прекращается при наезде трактора на препятствие (выступ, выемки и т. д.), возникает опасность опрокидывания.

Если же ' B то трактор на скорости опрокинется без скольжения.

2hц

Тракторы, работающие на пересеченной местности, оборудуют приспособлениями, сигнализирующими о предельных углах крена (креномерами) и обеспечивающими безопасность (рис. 10.4) [40].

247

а – креномер (1 – верхнее стекло со шкалой; 2 – сфера; 3 – стальной шарик; 4 – глицерин); б – схема механизма выравнивания СШ-15Г (1 – насос; 2 – маятник; 5 –золотник; 6 – гидроцилиндр; 7 – клапан; 8 – шток; 9 – кулисный рычаг; 10 – параллелограмм;

11 – боковое колесо)

Рис. 10.4. Устройства, обеспечивающие безопасную работу на склонах

Увеличить поперечную устойчивость трактора, и тем самым обеспечить безопасные условия работы для тракториста, можно путем перестановки колес на более широкую колею (табл. 10.3).

Пример 10.1. Определите теоретическую скорость, при которой может произойти занос трактора при движении по ровной укатанной грунтовой дороге на повороте с радиусом закругления 10м, коэффициент бокового сцепления шин с фунтом 0,5.

Решение. Скорость, при которой может произойти занос, определим по формуле (10.14)

R g 0,5 10 9,8 7м,с(25 км/ч)

Вывод. Занос на повороте произойдет при скорости 25 км/ч.

Таблица 10.4 – Максимальная ширина колеи тракторов				на транспортных
работах
	Марка трактора	Колея, мм
		передних колес		задних колес
	1	2		3
	К-701	2115		2115
	К-700	1910		1910
	Т-150К	1680; 1860		1680;1860
	МТЗ-80, МТЗ-80Л	1200-1800		1350-1800
	МТЗ-82, МТЗ-82Л	1200-1800		13501800
	ЮМЗ-6, ЮМЗ-6М	1260-1800		1300-1800
	МТЗ-50, МТЗ-52, МТЗ-52Л	1200-1800		1200-1800
	Т-40М	1260-1815		1260-1815
	Т-40АМ, Т-40АНМ	1300-1845		1300-1845
	Т-28ХЧ	Одно колесо		1800-2400
	Т-16М	1280-1800		1264-1750
	Т-25А	1200-1400		1100-1500
		248

Пример 10.2. Определите теоретическую скорость, при которой может произойти опрокидывание трактора МТЗ-80 при движении на повороте дороги с радиусом 8м, при условии, что ширина колеи трактора 1,4м, а высота центра тяжести 1 м.

Решение. Теоретическую скорость опрокидывания найдем по формуле

(10.12)

	g R B		10 8 1,4	7,48м/с	(27 км/ч)
			2 1
	2hu

Вывод. Теоретическая скорость опрокидывания – 27 км/ч.

Продольная устойчивость трактора обеспечивается, если удерживающий момент силы G cos будет больше опрокидывающего момента G·hw·sinβ, т.е.

G hw sin G cos

10.16)

где G – вес трактора, Н;

h – высота центра тяжести, м;

α – расстояние от задней оси трактора до вертикали, проходящей через центр тяжести, м;

β – угол подъема, град (рис. 10.5).

Рис. 10.5. Схема для определения продольной устойчивости

При подъеме трактор будет находиться в состоянии устойчивости, если соблюдается условие

	tg	a	или arctg	a	(10.17)
		hц		hц

На уклоне, подобно предыдущей зависимости, будем иметь

249

tg		a	или		arctg	L а	(10.18)
						h
1		h		1
		ц				ц

где L – база трактора, м; β – угол уклона, град;

Продольная устойчивость возрастает с увеличением базы и уменьшением высоты центра тяжести.

Предельные углы продольной устойчивости для трактора «Беларусь» будут на подъеме 44°, на уклоне – около 52°. Если при подъеме производится резкое строгание с места, а при спуске – резкое торможение, то эти углы будут значительно меньше.

10.4. Расчет тормозного пути мобильной машины

Большое значение для обеспечения безопасности транспортных работ имеет состояние тормозной системы. Длина тормозного пути тракторов, самоходных шасси и тракторных поездов, составляемых на базе колесных тракторов, при торможении с начальной скоростью 20 км/ч на сухой бетонированной дороге должна быть в пределах значений, приведенных в табл. 10.5.

Таблица 10.5 – Допускаемый тормозной путь [37]

Масса тяговой маши-	Для трактора без	Для трактора с одним	Для трактора с двумя
ны, т	прицепа, м	прицепом, м	прицепами, м
До 4	6,0	6,5	7,5
Более 4	6,5	7,5	9,0

Полное время t аварийной остановки движущейся машины или агрегата определяется можно определить как сумму времени реакции водителя, времени срабатывания тормозов и времени от начала торможения до полной остановки транспортного средства

t=t1 + t2 + t3,

(10.19)

где t1 – время реакции водителя с момента обнаружения препятствия до начала воздействия на рычаг или педаль управления тормозом, зависящее от индивидуальных особенностей водителя, с; (изменяется в пределах t1 = 0,2...1,5

с);

t2 – время срабатывания тормозов (зависит от конструкции привода), с; (для тормозов с гидравлическим приводом t2 = 0,2 с, для тормозов с механическим приводом t2 = 0,3 с, для тормозов с пневматическим приводом t2= 0,6...0,7с, для автопоезда с гидроприводом t2= 2 с);

t3 – время от начала торможения до полной остановки транспортного средства (изменяется в пределах 0,2...0,5 с).

Тормозная система должна обеспечивать остановку мобильной машины, идущей со скоростью о, на пути (м)

250

- для трактора Sm = 0,1υ + υ2/90;	(10.20)
- для автомобиля Sа = 0,18 + υ2 /90.	(10.21)

Пример 10.3. Определите тормозной путь для трактора, идущего со скоростью 15 км/ч.

Решение. Тормозной путь определяем по формуле (10.20)

Sа = 0,1υ + υ2/90 = 0,1·15 + 152 /90 = 4м

Вывод. Тормозной путь для трактора, идущего со скоростью 15 км/ч, должен составлять 4 м.

Эффективность торможения мобильных машин оценивают по значению остановочного пути 5, который пройдет машина с момента обнаружения препятствия до момента ее остановки (м)

	S (t1 t2 0,5 t3 ) 0		kэ о2	(10.22)
			2g

где υ0 – начальная скорость при торможении, м/с; кэ – коэффициент эксплуатационной надежности тормозов (учитывает на-

рушение регулировок тормозов, их загрязнение;, принимается равным для легковых автомобилей 1,2, для грузовых – 1,4...1,5;

– коэффициент сцепления движителей с почвой (табл. 10.1, 10.2).

В случае, когда трактор или автомобиль буксирует прицеп, не имеющий тормозов на колесах, теоретический остановочный путь увеличивается до значения S1 которое можно определить по формуле [19]

S1		M	общ	2 к	э	(10.23)
		2g Mmp

где Мобщ – массатрактора и прицепа, кг;

V– скорость, м/с;

– коэффициент сцепления;

к3 – коэффициент эксплуатационной надежности тормозов; Мтр – масса трактора, кг.

Пример 10.4. Рассчитайте теоретический остановочный путь агрегата, состоящего из трактора МТЗ-80 и груженого прицепа 2ПТС-4, для случая, когда прицеп не оборудован тормозами, при условии, что агрегат движется по ровной сухой дороге со скоростью 24,5 км/ч. В момент начала торможения ведущие колеса трактора доводятся до юза, масса трактора 3400 кг, масса груженого прицепа 5000кг, нагрузка, приходящаяся на ведущие колеса трактора, составляет 2/3 массы трактора, торможение происходит при коэффициенте сцеп-

251

ления шин с дорогой 0,6.

Решение. Теоретический остановочный путь агрегата (м) можно определить по формуле (10.23), приняв коэффициент эксплуатационной надежности тормозов к = 1. Так как по условию примера скорость движения автопоезда дана в км/ч, вводим переводной коэффициент 3,6

S			Mобщ	2 кэ		3400 5000 24,52 1				8400 600,25		м
											14,6
	1						2
			2g Mmp			3,62 2 9,8 0,6		3400		254 0,6 2266
						3

Вывод. Для случая, когда прицеп не оборудован тормозами, остановочный путь будет равен 14,6 м.

Пример 10.4. Рассчитайте теоретический остановочный, путь агрегата состоящего из трактора МТЗ-80 и груженого прицепа 2ПТС-80 для случая, когда трактор и прицеп оборудованы исправными тормозами. Агрегат движется по ровной сухой дороге со скоростью 15 км/ч, масса трактора 3200 кг, масса прицепа 5000кг, нагрузка, приходящаяся на ведущие колеса трактора, составляет 2/3 массы трактора, торможение происходит при коэффициенте сцепления шин с дорогой 0,6.

Решение. Теоретический остановочный путь агрегата определяем, используя формулу (10.23) с учетом и массы прицепа (в знаменателе)

S			M	общ 2 к	э		3200 5000 24,52 1				8200 225		м
												1,69
	1							2
			2g Mmp				3,62 2 9,8 0,6		3200 5000		254 0,6 7133
								3

Вывод. Для случая, когда прицеп оборудован исправными тормозами тормозной путь будет для агрегата равен 1,69 м.

Задачи

1 Требуется определить теоретическую скорость, при которой может произойти занос автомобиля на повороте с радиусом закругления 10 м при движении:

1.1По ровной асфальтированной дороге;

1.2По ровной грунтовой дороге;

1.3По дороге со щебеночным покрытием;

1.4По булыжной мостовой.

2 Требуется определить теоретическую скорость, при которой может произойти занос колесного трактора на повороте с радиусом закругления 10 м при движении:

2.1По ровной фунтовой дороге;

2.2По целине;

2.3По залежи;

2.4По скошенному лугу.

3 Требуется определить теоретическую скорость, при которой может произойти занос гусеничного трактора на повороте с радиусом закругления 10 м

252

при движении:

3.1По ровной грунтовой дороге;

3.2По целине;

3.3По залежи;

3.4По скошенному лугу.

4 Определите теоретический остановочный путь для автопоезда, состоящего из трактора массой 3500 кг и прицепа массой 4500 кг для случаев, когда прицеп не оборудован тормозами и оборудован надежными тормозами. Коэффициент эксплуатационной надежности тормозов равен 1,5. Автопоезд движется со скоростью 18 км/ч.

4.1По ровной грунтовой дороге;

4.2По целине;

4.3По залежи;

4.4По скощенному лугу;

4.5По стерне;

4.6По вспаханному полю;

4.7По полю, подготовленному под посев.

Глава 11. Обеспечение безопасности при эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов

11.1. Общие сведения

При погрузочно-разгрузочных работах используют различные подъемнотранспортные механизмы, машины и устройства: погрузчики, мостовые краны, тали, лебедки, домкраты, тельферы, грузозахватные устройства и приспособле-

ния (рис. 11.1).

Домкраты

Лифты

Тельферы

Грузоподъемные машины и механизмы

Лебедки

Тали

Грузозахватные органы и

Погрузчики

Грузоподъемные

приспособления

краны

кран-балки и мосто-

грузовой крюк

автопогрузчики

вые краны

грузоподъемный магнит

погрузчики-

бульдозеры

стреловые самоход-

ные краны

канаты, стропы

погрузчики-

башенные краны

экскаваторы

оттяжки, расчалки

погрузчики специ-

ального назначения

стеллажные краны

клещи, траверсы

штабелеры

Рис. 11.1. Основные виды грузоподъемных машин и механизмов [28] Погрузчики подразделяются на автопогрузчики, погрузчики-бульдозеры,

253

погрузчики-экскаваторы, загрузчики, погрузчики специального назначения (зернопогрузчики, погрузчики-стогометатели, фуражиры, загрузчики сенажных башен и пр.) и погрузо-разгрузочные машины непрерывного действия [37].

Грузоподъемные краны подразделяются на краны мостового типа (кранбалки и мостовые краны); стреловые самоходные краны (автомобильный, гусеничный, пневмоколесный); башенные краны; стеллажные краны-штабелеры и др.

Краны снабжают грузозахватными органами (грузовой крюк, грузоподъемный магнит и др.) и съемными грузозахватными приспособлениями (канаты, стропы, оттяжки, расчалки, клещи, траверсы и др.).

Грузоподъемные машины и механизмы (ГПМ) относятся к оборудованию повышенной опасности, поэтому за их эксплуатацией установлен государственный технический надзор. Администрация предприятия, имеющего на своем балансе грузоподъемные машины и механизмы, должна обеспечить систематический контроль за исправным состоянием и безопасной эксплуатацией грузоподъемного оборудования. Безопасность погрузочно-разгрузочных работ с применением ГПМ регламентирована законодательными и нормативными правовыми документами, из которых основополагающими являются: Федеральный закон №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»; положение «Работы с повышенной опасностью. Организация проведения»; правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов; межотраслевые правила по охране труда при погрузочноразгрузочных работах и размещению.

	Ограничители			Приборы безопасности		Ограничители
	подъема и поворота			Указатели
	стрелы(башни)					передвижения
						(вылета) каретки
				числа оборотов барабанов
				грузовых лебедок
	передвижения					высоты подъема
	крана					крюка
				угла подъема стрелы
	грузоподъемности					выдвижения баш-
						ни на башенных
						кранах

Рис.11.2. Приборы безопасности на кранах (28)

Руководители предприятий обязаны разрабатывать локальные нормативные акты: приказ «О назначении лиц, ответственных за состояние и эксплуатацию ГПМ»; должностные инструкции лиц, ответственных за эксплуатацию ГПМ; эксплуатационные инструкции по обслуживанию ГПМ, составленные на основе типовых. Кроме указанных локальных актов на предприятии должна быть техническая и оперативная документация: технический паспорт крана (грузоподъемного устройства); вахтенный журнал крановщика; акт технического освидетельствования ГПМ; проект производства работ; технологические

254

карты; технические условия на погрузку и разгрузку; схемы строповки; схемы складирования грузов; наряды-допуски на производство работ кранами вблизи ЛЭП и др.

Для предупреждения аварий краны снабжают: приборами безопасности, предохранительными устройствами, сигнализаторами.

Приборы безопасности подразделяются на ограничители и указатели (рис. 11.2).

Предохранительные устройства

Противоугонные		Предохрани-		Тормозные
устройства		тельные оттяжки		устройства
		от запрокидыва-
		ния

Рис. 11.3. Предохранительные устройства на кранах

В качестве сигнализаторов на кранах применяют звуковые сигнализаторыуказатели опасности приближения к линии электропередач, грузоподъемности, креномеры, анемометры и др. (рис. 11.4).

Анемометры (указатели скорости ветра) служат для измерения скорости ветра и автоматического включения сирены, извещающей о силе ветра, при которой работа крана должна быть прекращена.

Для световой сигнализации предусмотрены включение лампы: зеленой – если скорость ветра меньше предельной; желтой – если появляются порывы ветра, достигающие предельного значения; красной – если скорость ветра и длительность его порывов опасны для работы крана.

анемометры (указатели скорости ветра)

Сигнализаторы

выдвижения (башни) крана

креномеры (указатели угла наклона крана)

опасного сближения		грузоподъемности
с ЛЭП

Рис. 11.4. Сигнализирующие устройства на кранах

Звуковой сигнализатор опасного сближения с ЛЭП оповещает о прибли-

жении стрелы крана к находящимся под напряжением проводам электрической сети или линии электропередачи.

255

11.2. Техническое освидетельствование грузоподъемных машин

Техническое освидетельствование ГПМ на предприятии проводится согласно Правилам Ростехнадзора и заключается в осмотре и испытаниях.

Цель осмотра – проверка технического состояния металлоконструкций (цепей, канатов, осей, блоков, крюков, захватных приспособлений и пр.), состояния сварных, заклепочных, болтовых соединений.

Цель испытаний ГПМ – определение стрелы прогиба, работоспособности тормозных устройств и механизма подъема.

Для захвата грузов и подвешивания их на крюк грузоподъемного механизма применяют чалки. Для чалок применяют пеньковые и стальные канаты.

На рис. 11.5 показана схема захвата груза с помощью чалочного каната. Канат снабжен четырьмя ветвями, каждая из которых наклонена к вертикали под углом α.

Рис. 11.5. Схема натяжения чалочных канатов

Пригодность грузовых стальных канатов к эксплуатации характеризуется наибольшим допустимым натяжением в ветви каната Qтаx, которое определяется по формуле

	Qmax		Pраз	(11.1)
			к

где Рраз – разрывное усилие каната, определяемое по паспорту или сертификату, Н;

к – коэффициент запаса прочности (для грузоподъемных машин с ручным приводом к = 4, с механическим приводом и легким режимом работы к = 5, со средним режимом работы к = 5,5, с тяжелым режимом к = 6, с весьма тяжелым режимом к = 6,5; при подъеме людей к = 12-14).

Величину натяжения, возникающего в каждой ветви стропа Qс, в зависимости от угла его наклона к вертикали а, рассчитывают по формуле, (Н)

	Q	G	(11.2)
		cos n
	c

где G – вес груза, Н;

п – число ветвей стропа;

256