Задача 38.

Рассчитать местное искусственное освещение для круглошлифовального станка.

Исходные данные:

Размер объекта различения – 0,3 мм;

характеристика фона – средний;

контраст объекта различения с фоном – средний;

высота расположения светильника над обрабатываемой поверхностью – 0,4 м.

Решение:

Согласно СНиП II-4-79/85 "Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования" [ ] работы с объектами различения размерами 0,3 –0,5 мм относятся к зрительным работам III-го разряда, высокой точности, подразряда В, так как контраст объекта различения с фоном - средний и сам фон тоже средний. Норма освещенности при комбинированном искусственном освещении на рабочем месте равна 750 лк, в том числе 350 лк от системы общего искусственного освещения.

Обычно на металлорежущих станках для местного освещения используют светильники с лампами накаливания, которые не создают стробоскопный эффект.

Рис.20 - Схема размещения светильника.

В случае точечного кругло-симметричного излучателя, за который можно принять светильник ЛКСО-1, освещенность в расчетной точке выражается законом квадратов расстояний:

где Е – требуемая освещенность, лк

I_α –сила света источника в направлении точки, кд

α –угол между нормалью к поверхности, которой принадлежит точка и лучом, град. (Рис.20)

r – расстояние от источника света до расчетной точки, м

h – расстояние по вертикали от источника света до горизонтальной поверхности, которой принадлежит расчетная точка

d – диаметр светового пятна, создаваемого источником света, м (принят равным 0,3 м)

Определим расстояние от источника света до расчетной точки А по теореме Пифагора.

cosα = h / r = 0,4 / 0,5 = 0,8

Определяем требуемую силу света источника:

Обычно принимают некоторый запас по силе света или световому потоку лампы, учитывая тем самым уменьшение световой отдачи ламп в процессе работы. Коэффициент запаса принимают равным 1,1. ила света источника с учетом запаса:

I · α ·1,3= 140 · 1,3=183 кд.

По справочнику [ ] выбираем лампу МОЗ 36 - 60 (местного освещения, зеркальная, напряжение 36 В, мощность 60 Вт) со световым потоком –

650 лк, с силой света – 240 кд.

Выбранная лампа типа МОЗ 36-60 в светильнике ЛКСО - 1 обеспечит величину местной освещенности:

Е_ф = 240 · 0,8 / 1,3 · 0,25 = 590 лк.

3.6. Электробезопасность Пример 39.

Исходные данные:

Рассчитать заземляющее устройство для заземления электродвигателя серии 4А напряжением U = 380В в трёхфазной сети с изолированной нейтралью при мощности электродвигателя А4160S2 U = 15 кВт, n = 3000 об/мин.

Грунт – суглинок с удеьным электрическим сопротивлением =100 Ом·м.

Мощность трансформатора сети – 150 кВ·А, требуемое по нормам допускаемое сопротивление [r_з] ≤ 4 Ом.

Тип заземлителя – стержневой из труб d=0.08м., располагаемых вертикально и соединённых на сварке стальной полосой 40 · 4мм.

Длина стержней заземлителей – l = 2,5м

Рассчитать заземляющее устройство.

Составить схему защитного заземления.

Решение:

Принимаем схему заземления электродвигателя рис. 18.

ПП – пробивной предохранитель; R_о – заземление нулевой точки трансформатора; R_з – заземляющее устройство; R_из – сопротивление изоляции; U_пр. – напряжение прикосновения; I_з – ток замыкания на землю; I_чел – ток, протекающий через человека; 1 – плавкие вставки; 2 – электродвигатель; 3 – график распределения потенциалов на поверхности земли.

Определение удельного сопротивления грунта:

_расч =   = 100 · 1,7 = 170 Ом · м

Рис.21 – Расчетная схема.

где  – коэффициент сезонности. Для I климатической зоны принимаем  = 1,7.

А. Сопротивление одиночного вертикального заземлителя.

Определение сопротивления одиночного вертикального заземлителя R_в, Ом. По формуле:

где t – расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта, м;

l и d – длина и диаметр заземлителя.

В. Сопротивление стальной полосы, соединяющей стержневые заземлители.

где l – длина полосы, м;

t – расстояние от полосы до поверхности земли, м;

d = 0,5 · b (b – ширина полосы, равная 0,08м).

'_расч – расчетное удельное сопротивление грунта _расч при использовании соединительной полосы в виде горизонтального злектрода, длиной 50м. При длине полосы 50 м, ' = 5,9:

'_расч =  · ' = 100 · 5,9 = 590 Ом·м.

C. Определяем ориентировочное число одиночных стержневых заземлителей.

Определяем ориентировочное число n одиночных стержневых заземлителей по формуле:

n = R_в / [r_з] · _в = 48 / 4 · 1 = 12 шт

где [r_з] – допустимое по нормам сопротивление заземляющего устройства;

_в – коэффициент использования вертикальных заземлителей (для ориентировочного расчета примем равным _в = 1)

Принимаем расположение вертикальных заземлителей по контуру с расстоянием между смежными заземлителями равным 2l. Действительные значения коэффициента использования исходя из принятой схемы размещения вертикальных заземлителей будут равны _В = 0,66 и _r = 0,39.

Рис.22 – Схема расположения заземлителей.

Определяем необходимое число вертикальных заземлителей:

n = R_В / [r_з] _В = 48 / 4 · 0,66 = 18 шт.

Вычисляем общее расчетное сопротивление заземляющего устройства R с учетом соединительной полосы:

.

Правильно рассчитанное заземляющее устройство должно отвечать условию R = < [r_з].

Расчёт выполнен верно, т.к. 3,76 < 4.