8.5.1 Расчет концентрации пыли на участке заточки режущего инструмента

Концентрацию абразивно-металлической пыли в помещении при заточке режущего инструмента определяем по формуле:

где m – масса абразивно-металлической пыли, выделяющаяся за 20 минут работы, г;

К_мо – коэффициент эффективности местного отсоса;

К_п – коэффициент очистки пылеуловителя;

V – объем помещения, м³;

N – коэффициент неравномерности распределения пыли;

Р – коэффициент оседания пыли.

Находим m по формуле:

где М – массовое выделение пыли, г/с;

t – время работы.

M определяется по справочным данным [18], указанным в таблице

Таблица 8.13 – Массовое выделение пыли заточных станков

Вид оборудования	Диаметр круга, мм	Выделяющееся вещество, г/с
Заточные станки		Пыль абразивная	Пыль металлическая
	100	0,004	0,006
	150	0,006	0,008
	200	0,008	0.012
	250	0,011	0,016
	300	0,013	0,021
	350	0,016	0,024
	400	0,019	0,029
	450	0,022	0,032
	500	0.024	0,036
	550	0,027	0,040

Возьмем станок ТШ-1 с диаметром абразивного круга 250 мм.

Подставляя полученные данные в формулу (9), получаем:

Коэффициент эффективности местного отсоса находится в диапазоне от 0,95 до 0,995 [18]. Возьмем среднее 0,975.

Коэффициент очистки пылеуловителя определяется из паспорта на оборудование. У пылеуловителя ПУМА 800 он равняется 0,98.

Объем помещения V:

Так как пыль скапливается преимущественно в нижней половине помещения, вводится коэффициент неравномерности распределения N, равный 1,5;

Коэффициент оседания абразивно-металлической пыли равен 0,2 [19], то есть 4/5 всей пыли сразу оседает.

Подставляем все значения в формулу (8):

Концентрация пыли не превышает ПДК (6 мг/м³), а значит, безопасна для работников.

9 Электробезопасность

Все оборудование на участке подключено к трехфазной пятипроводной сети частотой 50 Гц с заземленной нейтралью. Ее схема представлена на рисунке 9.1. Участок относится к классу П-IIа в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Рисунок 9.1 – Электрическая схема пятипроводной сети на участке

Нулевой рабочий проводник N служит для питания светильников в помещении.

Над каждым станком вывешены их названия и характеристики, а так же таблички с номинальным напряжением (рисунок 9.2)

Рисунок 9.2 – Табличка «Напряжение 380 В»

Станки и пылеуловители относятся к I классу защиты согласно ГОСТ 12.2.007.0-75 «ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности», т.к. имеют рабочую изоляцию и элемент для заземления. Провод, присоединяющий оборудование к источнику питания имеет заземляющую жилу и вилку с заземляющим контактом.

Электрическая схема станков ТШ-1 и ТШ-2 представлена на рисунке 9.3.

Рисунок 9.3 – Электрическая схема станков ТШ-1 и ТШ-2

Основной причиной поражения работников электрическим током является касание корпуса станка, находящегося под напряжением вследствие нарушения изоляции проводки. Воздействие тока на организм зависит от электрического сопротивления тела человека. Оно варьируется в диапазоне от 1000 до 100000 Ом. В расчетах всегда принимается минимальное 1000 Ом.

Действие тока на человека отражено в таблице 9.1.

Таблица 9.1 – Действие тока на человека в зависимости от его силы

Сила тока, мА	Действие
0,6 – 1,5	Порогово-ощутимый
10 – 15	Неотпускающий
50	Повреждение внутренних органов
100	Остановка сердца

Как видно, при касании токоведущей части в таких условиях ток будет смертельным, поэтому необходимо принять все возможные меры для защиты работников от его воздействия.

Согласно ПУЭ токоведущие части электроустановки не должны быть доступны для случайного прикосновения, а доступные прикосновению открытые и сторонние проводящие части не должны находиться под напряжением, представляющим опасность поражения электрическим током в нормальном режиме работы электроустановки, а также при повреждении изоляции.

Поражение человека электрическим током возможно при его контакте с нетоковедущими частями станка, оказавшимися под напряжением в результате нарушения изоляции. В этом случае снизить ток, протекающий через тело человека можно либо за счет увеличения электрического сопротивления цепи (применение СИЗ и СКЗ), либо за счет уменьшения потенциала корпуса и увеличения потенциала земли, т.к. напряжение прикосновения равняется:

Для защиты от поражения электрическим током на участке заточки применяются следующие технические меры защиты:

- электрическая изоляция;

- контроль и профилактика повреждения изоляции;

- защита от случайного прикосновения к токоведущим частям;

- защитное заземление, зануление и защитное отключение;

- применение индивидуальных защитных средств.

Защита от случайного прикосновения к токоведущим частям практически во всех электрических сетях до 1000 В обеспечивается изоляцией.

Сопротивление изоляции каждого ее участка не допускается менее 0,5 МОм на фазу. Испытания изоляции проводятся в соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей. Их осуществляют не менее двух работников повышенным напряжением сети. Результаты испытания повышенным напряжением считаются удовлетворительными, если при приложении полного испытательного напряжения не наблюдалось скользящих разрядов, толчков тока утечки или плавного нарастания тока утечки, пробоев или перекрытий изоляции, и если сопротивление изоляции, измеренное мегаомметром, после испытания осталось прежним.

Если характеристики изоляции резко ухудшились или близки к браковочной норме, то выясняется причина ухудшения изоляции и принимаются меры к ее устранению. Если дефект изоляции не выявлен или не устранен, то сроки последующих измерений и испытаний устанавливаются начальником цеха с учетом состояния и режима работы изоляции [14].

Для дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ согласно требованиям ПУЭ используется защитное автоматическое отключение питания.

Защитное автоматическое отключение питания осуществляется посредством автоматического размыкания цепи или нескольких фазных проводников. Характеристики защитных аппаратов автоматического отключения и параметры защитных проводников должны быть согласованы, чтобы обеспечивалось нормированное время отключения поврежденной цепи защитно-коммутационным аппаратом в соответствии с номинальным напряжением питающей сети. В электроустановках, где применено автоматическое отключение питания, выполняют уравнивание потенциалов для снижения напряжения прикосновения до отключения подачи тока.

На участке заточки применяются дифференциальные автоматические выключатели (ДАВ). Схема дифференциального автомата основана на защите цепей от коротких замыканий и перегрузок, а также защита людей от поражения электрическим током при касании к токоведущим частям (рисунок 9.4).

ДАВ состоит из быстродействующего автоматического выключателя и устройства защитного отключения, который реагирует на разность токов в прямом и обратном направлениях.

Если изоляция электропроводки не повреждена и отсутствует касание человека к токоведущим частям, значит в сети отсутствует ток утечки. Значит токи в прямом и обратном проводниках нагрузки равны. Эти токи наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока ДАВ равные, но встречно направленные магнитные потоки. В результате чего ток во вторичной обмотке равен нулю и не вызывает срабатывание чувствительного элемента - магнитоэлектрической защелки.

Рисунок 9.4 – Схема работы ДАВ

При возникновении утечки, например: при прикосновении человека к фазному проводнику, баланс токов и магнитных потоков нарушается, во вторичной обмотке появляется ток небаланса, который вызывает срабатывание магнитоэлектрической защелки, воздействующей в свою очередь на механизм расцепителя автомата с контактной системой.

Для осуществления периодического контроля работоспособности ДАВ предусмотрена цепь тестирования. При нажатии кнопки "Тест" искусственно создается отключающий дифференциальный ток. Срабатывание аппаратов защиты означает, что оно в целом исправно [15].

Принцип защитного заземления основан на выравнивании потенциалов корпуса станка и земли для уменьшения напряжения прикосновения. Защитное заземление на заточных станках осуществляется посредством заземляющих болтов. Они соединяют заземляющий провод, идущий к магистрали заземления, с корпусом станка. Схема заземления в сети с изолированной нейтралью приведена на рисунке 9.5.

При хорошей изоляции сопротивление фаз равно 40000 Ом, поэтому ток I_з будет безопасным для человека.

В соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75 заземляющий болт выполняется из металла, стойкого в отношении коррозии, или покрыт металлом, предохраняющим его от коррозии, и контактная часть не должна иметь поверхностной окраски. Возле болта наносится нестираемый при эксплуатации знак заземления, который изображен на рисунке 9.6.

1 – заземленное оборудование; 2 – заземлитель; I_з – ток замыкания на землю; Z₁, Z₂, Z₃ – сопротивления фаз; r_з – сопротивление защитного заземления.

Рисунок 9.5 – Принципиальная схема защитного заземления в сети с изолированной нейтралью

Рисунок 9.6 – Знак «Заземление»

Болт изготавливается по ГОСТ 21120-75 «Зажимы электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры». Общий вид заземляющего болта изображен на рисунке 9.7.

Рисунок 9.7 – Заземляющий болт

Из средств индивидуальной защиты применяются деревянные трапы согласно ПОТ Р М-006-97 «Межотраслевые правила по охране труда при холодной обработке металлов». В зависимости от участка и вида работ рассчитывают их размеры и выбирают материал согласно ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия». На участке заточки используются трапы, изображенные на рисунке 9.8.

Дополнительную опасность представляет накопление статических зарядов на корпусе пылеуловителя, который соединен с корпусом станка посредством металлического воздуховода. Величина тока при разрядке не велика, но разряд вызывает рефлекторное движение руки, что может привести к ее попаданию под вращающийся круг.

Для защиты от статического электричества запрещается эксплуатировать пылеуловители без заземления.

Рисунок 9.8 – Трап деревянный

На всем электрооборудовании имеются знаки «Опасность поражения электрическим током» в соответствии с ГОСТ Р 12.4.026-2001 (рисунок 9.9)

Рисунок 9.9 – Знак «Опасность поражения электрическим током»

Согласно Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) эксплуатацию электроустановок должен осуществлять подготовленный электротехнический персонал с I группой по электробезопасности. Заточники в обязательном порядке проходят обучение и вводный инструктаж по электробезопасности в соответствии с ПОТ Р М-016-2001 «Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроусановок». В него так же входят приемы освобождения пострадавшего от действия электрического тока, оказания первой помощи пострадавшим. По окончании обучения проводится проверка знаний, по результатам которой выдаются удостоверения по электробезопасности. Повторную проверку знаний проходят не реже одного раза в год. Один раз в месяц проводится повторный инструктаж.

Планово-предупредительный ремонт оборудования производится специальным ремонтным персоналом с группой по электробезопасности не ниже III, который так же проходит проверки знаний и инструктажи.