<< Пред. стр. 7 (из 8) След. >>
Список литературы по разделу
Рис. 7.1
?- индекс пружины:
(7.9)
где D- средний диаметр пружины, м;
d- диаметр проволоки, м;
[?]- допускаемое напряжение сдвига при кручении, Н/м (табл. 7.1).
7.1.1.3. Число рабочих витков пружины:
, (7.10)
где G- модуль сдвига материала пружины, Н/м2 (табл. 7.1)
7.1.1.4. Общее количество витков пружины:
, (7.11)
где i2- число нерабочих витков пружины (при i1?7 ? i2 = 2.5, при i1?7 ? i2 = 1.5).
7.1.1.5. Высота ненагруженной пружины:
(7.12)
7.1.1.6. Эффективность виброизоляции:
,, (7.13)
7.1.2. Выбор готовой пружины, выпускаемой промышленностью.
Проверочный расчет выбранной пружины осуществляется по следующей
схеме:
7.1.2.1. Определяется максимально допустимая статическая нагрузка:
(7.14)
7.1.2.2. Определяется жесткость пружины в вертикальном направлении:
(7.15)
7.1.2.3. Находится число пружин из условия:
, (7.16)
где Q- вес машины,H;
kz- жесткость всех амортизаторов.
Установка машин на пружинные амортизаторы более эффективна, чем на резиновые, так как обеспечивает более низкие собственные частоты колебаний вибрирующего механизма.
Следует располагать центр жесткости виброизоляторов на одной вертикали с центром тяжести массы машины, установленной на специальное основание.
Таблица 7.1:
Допускаемые напряжения для пружинных сталей
Сталь
Модуль сдвига Н/м2.1010
Допускаемые напряжения
Назначение
Группа
Марка
Режим работы
Н.м2.108
Углеродистая
70
7.83
Легкий
4.11
Для пружин с относительно низкими напряжениями при диаметре проволоки менее 8 мм
Средний
3.73
Тяжелый
2.47
Хромованадиевая закаленная в масле
50ХФА
7.7
Легкий
5.49
Для пружин, воспринимающих динамическую нагрузку, при диаметре прутка не менее 12.5 мм
Средний
4.90
Тяжелый
3.92
Кремнистая
55 С 2
60 С 2
60 С 2 А
63 С 2 А
7.45
Легкий
5.49
Для пружин, воспринимающих динамическую нагрузку, при диаметре прутка более 10 мм, а также для рессор
Средний
4.41
Тяжелый
3.43
7.2. Резиновые амортизаторы
Недостатком резиновых амортизаторов является их недолговечность, так как они со временем становятся жестче и через 5...7 лет их необходимо заменять. Кроме того, с их помощью нельзя получить очень низкие собственные частоты колебаний системы, которые необходимы для тихоходных агрегатов, из-за неизбежной в этом случае перегрузки прокладок, значительно сокращающих срок их службы.
7.2.1. Выбирается резина с динамическим модулем упругости Eдин (табл.7.2).
7.2.2. Исходя из конструктивных особенностей машины, задаются числом амортизаторов n.
7.2.3. Находится поперечный размер A виброизолятора квадратного сечения:
, (7.17)
где Q- вес машины, H;
[?]сж- расчетное напряжение сжатия в резине, H/м2 (табл.7.2)
7.2.4. Полная высота резинового амортизатора определяется из условия:
(7.18)
Следует помнить, что широкие амортизаторы с малой высотой H нежелательны, так как они имеют чрезмерную жесткость. Поэтому часто подстилаемые под вибрирующие механизмы резиновые коврики практически неэффективны. Если же по конструктивным соображениям все же придется выбирать широкие листы амортизаторов, последние необходимо делать перфорированными или рифлеными.
7.2.5. Определяется рабочая высота амортизатора:
(7.19)
7.2.6. Рассчитывается жесткость одного резинового амортизатора в вертикальном направлении:
, (7.20)
где Eдин- динамический модуль сдвига, H/м2;
S1- площадь поперечного сечения одного виброизолятора, м2.
7.2.7. Определяется частота собственных вертикальных колебаний виброизолируемой машины:
, (7.21)
где - отношение поперечного сечения амортизатора к полной ее высоте;
g- ускорение свободного падения, м/c2
Полученную величину f0z сравнивают с ее требуемым значением:
, (7.22)
где fв- частота возмущающей силы, Гц;
?z- коэффициент отношения частоты возмущающей силы к частоте собственных колебаний (рекомендуемая величина ?z ? 3).
Если эти значения не сходятся, то в расчет резиновых амортизаторов вносят соответствующие изменения:
а) выбирают тип резины с меньшим динамическим модулем упругости;
б) в допустимых пределах увеличивают статическое напряжение в резине;
в) увеличивают вес машины присоединением к ней бетонного основания;
г) переходят на другие виды амортизаторов, например, стальные или комбинированные.
Данная методика применима не только к резиновым, но и другим упругим материалам, у которых так же, как и у резины, коэффициент Пуассона близок к 0.5. Для материалов, у которых ? ? 0.5, в расчете необходимо принимать вместо рабочей высоты Н1 полную высоту амортизатора Н.
7.2.8. Определяется граничная частота:
(7.23)
На резонансной частоте понижается виброизолирующая способность амортизаторов. Чем выше частота по сравнению с fгр, тем эффективнее влияние прокладок.
7.2.9. Определяется эффективность прокладок или снижение уровня вибрации:
На частотах выше граничной эффективность ?L определяется:
, (7.24)
где fп- текущая частота, Гц.
Таблица 7.2:
Характеристики виброизолирующих материалов
Марка резины
Динамический модуль упругости E?105, H/м2
Допустимое напряжение на сжатие [?]сж ?105, H/м2
56
36
4.2
112А
43
1.71
93
59.5
2.4
КР-107
41
2.94
ИРП-1347
39.3
4.4
2566
24.5
0.98
8. Расчёт защитного заземления.
Расчёт защитного заземления может выполнятся по допустимому сопротивлению заземляющего устройства или по допустимым напряжениям прикосновения и шага и .
Допустимые значения сопротивления заземляющих устройств согласно "Правил устройства электроустановок" следующие:
- Для установок до 1000 В
- если суммарная мощность источников тока, питающих сеть более 100 кВт.
- во всех остальных случаях.
- Для установок выше 1000 В
- в сетях с номинальным напряжением 6, 35 кВ с изолированной нейтралью при малых токах заземления (менее 500 А) при условии использовании заземляющих устройств только для электроустановок напряжением выше 1000 В.
- тоже в сетях с номинальным напряжением 6, 35 кВ с изолированной нейтралью и малыми токами заземления, но с использованием заземляющих устройств одновременно и для электроустановок напряжением до 1000 В.
- в сетях напряжением 110 кВ и выше с эффективно заземлённой нейтралью при больших токах замыкания (более 500 А).
Ток замыкания на землю в установках напряжением более 1000 В без компенсации ёмкостных токов определяется из выражения
где U - линейное напряжение сети, кВ.
- длина кабельных линий, км.
- длина воздушных линий, км.
В установках напряжением более 1000 В без компенсации ёмкостных составляющих ток замыкания на землю принимается равным
- номинальный ток потребителей сети.
Порядок расчёта одиночных искусственных заземлений.
1. Определить допустимое сопротивление заземляющего устройства - (см. выше).
2. Принять тип заземлителя, который может быть выполнен из стальных стержней диаметром и длиной , из стальных труб и , из стальной полосы шириной и длиной 15, 25, 50 м. Расстояние между одиночными вертикальными заземлителями принимается , глубина заложения заземлителей принимается .
3. Определить величину удельного сопротивления грунта по таблице 8.1.
4. Определить общее сопротивления одиночных заземлителей.
- для вертикальных заглублённых в грунте по формуле:
где l, d и H - длина, диаметр и глубина заложения середины электрода от поверхности грунта, м, определяемая по формуле .
- для горизонтальных полос, заглубленных в грунте, по формуле
где l, b и - длина, ширина и глубина заложения полосы в грунте, м, показанные на рисунке 8.1.
H b
l
Рис. 8.1 Схема расположения электродов защитного заземления в грунте.
Если общее сопротивление меньше или равно допустимому сопротивлению R , то принимаем один заземлитель.
Если общее сопротивление больше допустимого сопротивления R , то необходимо принять несколько заземлителей.
5. Определить количество заземлителей по формуле
- для вертикальных заземлителей, заглубленных в грунте
где - коэффициент использования вертикальных заземлителей, определяемый из таблицы 8.2.
- для горизонтальных полосовых заземлителей, заглубленных в грунте
где - коэффициент использования уложенных полос, определяемый из таблицы 8.3.
6. Определить сопротивление соединительной полосы заземлителей в грунте по формуле
Здесь , b и - см. формулу (8.11) и рис. 8.1.
- при расположении заземлителей в ряд
а - расстояние между заземлителями, принимаемое по таблицам 8.2 и 8.3
n - количество заземлителей, принимаемое из расчёта.
7. Определить полное сопротивление заземляющего устройства (заземлителей и соеденительных полос) по формуле
где - коэффициент использования соединительной полосы, определяется по таблице 4.
- коэффициент использования заземлителей. При вертикальных заземлителях принимается из таблицы 8.2, при горизонтальных полосовых заземлителях - из таблицы 8.4.
Если полученное значение полного сопротивления защитного заземления значительно меньше (в два и более раз) допустимого сопротивления необходимо уменьшить количество заземлителей, или изменить их размеры, или выбрать грунт с большим удельным сопротивлением.
Таблица 8.1.
Приближённые значения удельных электрических сопротивлений различных грунтов и воды.
Грунт, вода
Возможные пределы колебаний, Ом.м
Глина
8 - 70
Суглинок
40 - 150
Песок
400 - 700
Супесок
150 - 400
Торф
10 - 20
Чернозём
9 - 63
Садовая земля
30 - 60
Каменистый
500 - 800
Скалистый
Вода:
морская
речная
0,2 - 1
10 - 100
Таблица 8.2.
Коэффициенты использования заземлителей из труб или уголков без учёта влияния полосы связи.
Отношение расстояния между трубами (уголками к их длине)
При размещении в ряд
При размещении по контуру
Число труб (уголков)
Число труб (уголков)
1
2
0,84-0,87
4
0,66-0,72
3
0,76-0,8
6
0,58-0,65
5
0,67-0,72
10
0,52-0,58
10
0,56-0,62
20
0,44-0,5
15
0,51-0,56
40
0,38-0,44
20
0,47-0,5
60
0,36-0,42
2
2
0,9-0,52
4
0,76-0,8
3
0,85-0,88
6
0,71-0,75
5
0,79-0,83
10
0,66-0,71
10
0,72-0,77
20
0,61-0,66
15
0,66-0,73
40
0,55-0,61
20
0,65-0,7
60
0,52-0,58
3
2
0,93-0,95
4
0,84-0,86
3
0,9-0,92
6
0,78-0,82
5
0,85-0,88
10
0,74-0,73
10
0,79-0,83
20
0,68-0,73
15
0,76-0,8
40
0,64-0,69
20
0,74-0,79
60
0,62-0,67
Таблица 8.3.
Коэффициенты использования параллельно уложенных полос.
Длина каждой полосы, м
Число параллель-ных полос
Расстояние между параллельными полосами, м
1
2,5
5
10
15
15
2
0,56
0,65
0,75
0,80
0,85
15
0,37
0,49
0,60
0,73
0,79
10
0,25
0,37
0,49
0,64
0,72
25
2
0,50
0,60
0,70
0,75
0,80
15
0,35
0,45
0,50
0,66
0,73
10
0,23
0,31
0,43
0,57
0,66
0,7550
2
0,45
0,55
0,65
0,70
0,75
15
0,33
0,40
0,48
0,58
0,65
10
0,20
0,27
0,35
0,46
0,53
Таблица 8.4.
Коэффициент использования соединительной полосы заземлителей из труб или уголков.
Отношение расстояния между за-землителями к их длине
Число труб или уголков
4
8
10
20
30
50
При расположении полосы в ряду труб или уголков
1
0,77
0,67
0,62
0,42
0,31
0,21
2
0,89
0,79
0,75
0,56
0,46
0,36
3
0,92
0,85
0,82
0,68
0,58
0,49
При расположении полосы по контуру труб или уголков
1
0,45
0,36
0,34
0,27
0,24
0,21
2
0,55
0,43
0,40
0,32
0,30
0,28
3
0,7
0,80
0,56
0,45
0,41
0,37
9. Расчет зануления
Занулением называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухо-заземленной нейтралью трансформатора.
Зануление электроустановок обязательно:
* при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 в и выше постоянного тока;
* при номинальном напряжении выше 42 В и ниже 380 В переменного тока и выше 110 В и ниже 440 В постоянного тока - в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных установках;
Зануление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате замыкания на корпус.
При замыкании на корпус создается цепь однофазного короткого замыкания, в результате чего срабатывает защита и электроустановка отключается от сети.
Цель расчета зануления - определить условия, при которых оно надежно и быстро отключает поврежденную электроустановку от сети. Согласно ПУЭ проводимость фазных и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании фазы на корпус возникал ток короткого замыкания Iкз, превышающий не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкого элемента предохранителя или нерегулируемого расцепителя или тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя.
Значение I номп. пл. вст. предохранителей для сетей напряжением 220 и 380 В приведены в табл. 1, для автоматических выключателей - табл. 9.2.
Номинальный ток плавкой вставки выбирают из условия:
Iном. пл. вст.>Iном.
(Iном - номинальный ток электроустановки).
Таблица 9.1
Значение Iном. для некоторых типов предохранителей
Тип предохранителя
Iном, А
ПР - 2
6,10,15,20,25,35,45,60
НПН - 60
6,10,15,20,25,35,45,60
ПНТ - 10
4,6,10
ПН 2 - 100
30,40,50,60,80,100
ПН 2 - 250
80,100,120,150,200,250
Таблица 9.2
Значение Iком. для автоматических выключателей на напряжении 380 В
Тип выключателя
Iном, А
АП 50 - 3 ТМ (3 - фазный)
1,6;2,5;4;6,4;10;16;25;40;50
АП 50 - 2 ТМ (1 - фазный)
1,6;2,5;4;6,4;10;16;25;40;50
А 3161 (1 - фазный)
15,20,25,30,40,50
А3163 (3 - фазный)
15,20,25,30,40,50
Величина тока однофазного короткого замыкания (Iкз) определяется по формуле:
где: Uф - фазное напряжение, В
Zп - сопротивление петли "фаза - ноль", Ом
Zт - сопротивление обмоток трансформатора, Ом
Zп=Rф+Rн
Rф - сопротивление фазного провода, Ом
Rн - сопротивление нулевого провода, Ом
????удельное сопротивление, Ом м
(?меди=0,018 Ом м,??алюминия=0,028 Ом м)
l - длина провода, м
s - сечение провода, м3
Таблица 9.3
Значение полных сопротивлений (Zт) обмоток масляных трансформаторов
Мощность трансформатора, кВА
Zт, Ом, при схеме соединения обмоток
Y/Yн
?/Yн
25
3,110
0,906
40
1,949
0,562
63
1,237
0,360
100
0,799
0,226
160
0,487
0,141
250
0,312
0,090
400
0,195
0,056
630
0,129
0,042
1000
0,081
0,027
1600
0,054
0,017
Таблица 9.4
Значение полных сопротивлений (Zт) обмоток сухих трансформаторов
Мощность трансформатора, кВА
Схема соединения обмоток
Zт, Ом
160
?/Yн
0,165
180
Y/Yн
0,453
250
?/ Y н
0,106
320
Y/Yн
0,254
400
?/Yн
0,066
560
Y/Yн
0,130
630
?/Yн
0,042
750
Y/Yн
0,109
1000
?/Yн
0,027
<< Пред. стр. 7 (из 8) След. >>
Список литературы по разделу