Шахтная лебедка 1ЛШВ-01

Назначение и область применения

Шахтная лебедка 1ЛШВ-01 предназначена для откатки грузов в горизонтальных горных выработках. Лебедки могут применяться в шахтах любой категории по газу и опасных по пыли.

Технические характеристики:

Тяговое усилие, кН

Скорость каната на последнем слое навивки, м/с

0,82

Средняя скорость каната, м/с

0,7

Диаметр каната, мм

Канатоемкость барабана, м

Электродвигатель

АИУ132М4, Р=11 Квт, n=1500 об/мин;

U= 220-660В/50 Гц,

уровень взрывозащиты РВ-3В,класс изоляции F

Габаритные размеры, мм

870х1250х700

Масса лебедки (без каната), кг

 

1. ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ ТРУДА (ОТ)

§ 1.1. Производственная травма и производственное заболевание

Под охраной труда понимается система законодательных актов и комплекс мер, направленных на сохранение здоровья и работоспособности трудящихся. ОТ служит для защиты трудящихся от травм и заболеваний. Понятие "заболевание" более общее по сравнению с понятием "травма". Их отличие обусловлено прежде всего временным фактором. При травме расстройство здоровья происходит либо в момент травмирования, либо непосредственно после него, т.е. можно точно зафиксировать момент травмирования.

По характеру воздействия на организм, травмы подразделяются:

• Механические травмы (ушибы, переломы и т.д.).

• Тепловые (ожоги, тепловые удары, обморожения).

• Электрические.

• Химические.

По тяжести повреждения травмы подразделяются:

• Лёгкие.

• Тяжёлые.

• Смертельные.

При заболевании расстройство здоровья происходит замедленно (можно обозначить момент заболевания).

Травмы и заболевания - следствие воздействия на трудящихся различных факторов окружающей среды.

Если на производстве существуют факторы, которые могут привести к травме, то говорят об опасных производственных факторах.

Несчастным случаем (НС) называется воздействие на человека опасного для здоровья фактора.

НС можно разделить на три вида:

• Связанные с производством

• Связанные с работой

• Бытовые

Система производственных мероприятий и технических средств, направленная на предотвращение воздействия на трудящихся опасных производственных факторов называется техникой безопасности (ТБ).

Аналогично, относительно вредных производственных факторов - производственная санитария (ПС).

Расследование и учёт несчастных случаев на производстве

Постановление правительства РФ №406, последняя редакция от 24.05.2000, "Положение о расследовании и учёту несчастных случаев на производстве".

Настоящее положение устанавливает порядок расследования и учёта несчастных случаев на производстве и обязательно для всех организаций независимо от их организационно-правовых форм, а также лиц, занимающихся предпринимательской деятельностью без образования юридического лица и использующих наёмный труд.

§ 1.2. Законодательные акты и нормативные документы по ОТ

В законодательстве под ОТ понимается комплекс правовых норм, непосредственно направленных на создание безопасных и безвредных условий труда. Эти нормы есть в российском законодательстве, правилах ТБ, коллективных договорах, приказах и инструкциях ведомств.

Они включают в себя:

• Нормы, регулирующие планирование и организацию труда на предприятиях.

• Нормы и правила по ТБ и ПС.

• Нормы, устанавливающие льготы и компенсации за работу во вредных условиях.

• Нормы, регулирующие деятельность органов надзора и контроля по охране труда.

• Нормы, устанавливающие ответственность должностных лиц за нарушение законов о труде и правил по ОТ.

К таким нормативным актам следует прежде всего отнести:

• Конституцию РФ

• Основы законодательства РФ об охране труда

• Трудовой кодекс РФ.

Одновременно с этим общие требования по ТБ содержатся в системе стандартов безопасности труда (ССБТ) - ГОСТы.

В соответствии с основами законодательства о труде ответственность за создание безопасных и безвредных условий труда на предприятиях возлагается на администрацию. Администрация при этом обязана руководствоваться правилами по ОТ.

Они могут быть:

• Едиными для всех отраслей народного хозяйства (санитарные нормы проектирования, правила устройства вентиляции и отопления зданий, водоснабжения).

• Межотраслевыми (ПБ при производстве сварочных работ).

• Отраслевыми (ПБ в угольных шахтах).

С учётом этих норм разрабатываются отраслевые инструкции по охране труда. На основе отраслевых разрабатываются местные инструкции.

Правила и нормы по ОТ имеют правовой характер, их невыполнение рассматривается как нарушение трудовой дисциплины. В обязанности администрации входит проведение инструктажа рабочих и служащих по ТБ.

ФЗ об основах охраны труда №181 от 17 июля 1999 года

Основные понятия

1. Охрана труда - это система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические и реабилитационные мероприятия.

2. Условия труда - совокупность факторов производственной среды и трудового процесса, оказывающих влияние на работоспособность и здоровье работников.

3. Вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его заболеванию.

4. Опасный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого может привести к травме.

5. Рабочее место - место, в котором работник должен находиться, или в которое ему необходимо прибыть, в связи с его работой и которое прямо или косвенно находится под контролем работодателя.

6. Сертификат соответствия работ по охране труда (сертификат безопасности) - документ, удостоверяющий соответствие проводимых в организации работ по охране труда, установленным государственным требованиям.

Действие настоящего ФЗ распространяется на:

• работодателей;

 

• работников, состоящих с работодателем в трудовых отношениях;

• студентов всех видов образований, проходящих производственную практику;

• военнослужащих, направляемых на работу в организации;

• граждан, отбывающих наказания по приговору суда в период их работы в организации.

§ 1.3. Государственный и общественный контроль

Надзор и контроль за соблюдением законодательства о труде и соответствующих нормативных актов осуществляется:

• Государственными органами и инспекциями (Госгортехнадзор).

• Профсоюзами.

• Ведомствами.

Высший надзор осуществляется генпрокурором РФ.

К специальным государственным органам относятся:

• Госсанэпиднадзор РФ - контролирует проведение санитарно-гигиенических и противоэпидемиологических мероприятий; комплекс мер, направленных на предупреждение и снижение заболеваемости.

• Госгортехнадзор РФ - осуществляет надзор за соблюдением правил по безопасному ведению работ в т.ч. и в угольной промышленности. Контроль за соблюдением ПБ, ТБ осуществляется через управление округов (Печёрский и т.п.).

§ 1.4. Ответственность за нарушение правил по ОТ

Должностные лица виновные в нарушении законодательства о труде и правил по ОТ несут ответственность:

• Дисциплинарную - применение к виновному должностному лицу взыскания.

• Административную - применение к виновному денежных штрафов.

• Материальную - возмещение ущерба, причинённого предприятию (частичное, полное).

• Уголовная ответственность предусмотрена УК РФ.

 

Что происходит с электродвигателем при потере фазы и однофазном режиме работы Под потерей фазы понимают однофазный режим работы электродвигателя в результате отключения питания по одному из проводов трехфазной системы.

Причинами потери фазы электродвигателем могут быть: обрыв одного из проводов, сгорание одного из предохранителей; нарушение контакта в одной из фаз.

В зависимости от обстоятельств, при которых произошла потеря фазы, могут быть разные режимы работы электродвигателя и последствия, сопутствующие этим режимам. При этом следует принимать во внимание следующие факторы: схему соединения обмоток электродвигателя ("звезда" или "треугольник"), рабочее состояние двигателя в момент потери фазы (потеря фазы может произойти до или после включения двигателя, во время работы под нагрузкой), степень загрузки двигателя и механическую характеристику рабочей машины, число электродвигателей, работающих при потере фазы, и их взаимное влияние.

Здесь следует обратить внимание на особенность рассматриваемого режима. В трехфазном режиме каждая фаза обмотки обтекается током, сдвинутым во времени на одну треть периода. При потере фазы две обмотки обтекаются одним и тем же током, в третьей фазе ток отсутствует. Несмотря на то, что концы обмоток присоединены к двумя фазным проводам трехфазной системы, токи в обеих обмотках совпадают по времени. Такой режим работы называется однофазным.

Магнитное поле, образованное однофазным током, в отличие от вращающегося поля, образованного трехфазной системой токов, является пульсирующим. Оно изменяется во времени, но не перемещается по окружности статора. На рисунке 1, а показан вектор магнитного потока, создаваемого в двигателе при однофазном режиме. Этот вектор не вращается, а лишь изменяется по величине и знаку. Круговое поле сплющивается до прямой линии.

 

Рисунок 1. Характеристики асинхронного двигателя в однофазном режиме: а — графическое изображение пульсирующего магнитного поля; б — разложение пульсирующего поля на два вращающихся; в — механические характеристики асинхронного двигателя в трехфазном (1) и однофазном (2) режимах работы.

Пульсирующее магнитное поле можно рассматривать состоящим из двух вращающихся навстречу друг другу равных по величине полей (рис. 1, б). Каждое поле взаимодействует с обмоткой ротора и образует вращающий момент. Их суммарное действие создает вращающий момент на валу двигателя.

В том случае, когда потеря фазы произошла до включения двигателя в сеть, на неподвижный ротор действуют два магнитных поля, которые образуют два противоположных по знаку, но равных по величине момента. Их сумма будет равна нулю. Поэтому при пуске двигателя в однофазном режиме он не может развернуться даже при отсутствии нагрузки на валу.

Если потеря фазы произошла в то время, когда ротор двигателя вращался, то на его валу образуется вращающий момент. Это можно объяснить следующим образом. Вращающийся ротор по разному взаимодействует с вращающимися навстречу друг другу полями. Одно из них, вращение которого совпадает с вращением ротора, образует положительный (совпадающий по направлению) момент, другое — отрицательный. В отличие от случая с неподвижным ротором эти моменты будут разными по величине. Их разность будет равна моменту на валу двигателя.

На рисунке 1, в показана механическая характеристика двигателя в однофазном и трехфазном режимах работы. При нулевой скорости момент равен нулю, при появлении вращения в любую сторону на валу двигателя возникает момент.

Если отключение одной из фаз произошло во время работы двигателя, когда его скорость была близка к номинальному значению, вращающий момент часто бывает достаточным для продолжения работы с небольшим снижением скорости. В отличие от трехфазного симметричного режима появляется характерное гудение. В остальном внешние проявления аварийного режима не наблюдаются. Человек, не имеющий опыта работы с асинхронными двигателями, может не заметить изменения характера работы электродвигателя.

Переход электродвигателя в однофазный режим сопровождается перераспределением токов и напряжений между фазами. Если обмотки двигателя соединены по схеме "звезда", то после потери фазы образуется схема, показанная на рисунке 2. Две последовательно соединенные обмотки двигателя оказываются включенными на линейное напряжение Uаb, двигатель при этом оказывается в однофазном режиме работы.

Сделаем небольшой расчет, определим токи, протекающие по обмоткам двигателя и сравним их с токами при трехфазном питании.

 

 

 

Рисунок 2. Соединение обмоток двигателя по схеме "звезда" после потерн фазы

Так как сопротивления Zа и Zв соединены последовательно, напряжения на фазах А и В будут равны половине линейного:

Приближенно величину тока можно определить исходя из следующих соображений.

Пусковой ток фазы А при потере фазы

Пусковой ток фазы А при трехфазном режиме

где Uao — фазовое напряжение сети.

Отношение пусковых токов:

Из соотношения следует, что при потере фазы пусковой ток составляет 86% от величины пускового тока при трехфазном питании. Если учесть, что пусковой ток короткозамкнутого асинхронного двигателя в 6 - 7 раз больше номинального, то получается, что по обмоткам двигателя протекает ток Iiф = 0,86 х 6 = 5,16 Iн, т. е. в пять с лишним раз превышающий номинальный. За короткий промежуток времени такой ток перегреет обмотку.

Из приведенного расчета видно, что рассматриваемый режим работы весьма опасен для двигателя и в случае его возникновения защита должна отключить с незначительной выдержкой времени.

Потеря фазы может произойти и после включения двигателя, когда его ротор будет иметь скорость вращения, соответствующую рабочему режиму. Рассмотрим токи и напряжения обмоток в случае перехода в однофазный режим при вращающемся роторе.

Величина Za зависит от скорости вращения. При пуске, когда скорость вращения ротора равна нулю, она одинакова как для трехфазного, так и для однофазного режима. В рабочем режиме в зависимости от нагрузки и механической характеристики двигателя скорость вращения может быть разной. Поэтому для анализа токовых нагрузок необходим другой подход.

Будем считать, что как в трехфазном, так и в однофазном режиме двигатель развивает. одинаковую мощность. Независимо от схемы включения электродвигателя рабочая машина требует ту же самую мощность, которая необходима для выполнения технологического процесса.

Полагая мощности на валу двигателя равными для обоих режимов, будем иметь:

при трехфазном режиме

при однофазном режиме

где Ua — фазовое напряжение сети; Uao — напряжение на фазе А в однофазном режиме, cos φ3 и cos φ1 — коэффициенты мощности при трехфазном и однофазном режимах соответственно.

Опыты с асинхронным двигателем показывают, что фактически ток возрастает почти вдвое. С некоторым запасом можно считать I1a / I2a = 2.

Для того чтобы судить о степени опасности однофазного режима работы, нужно также знать загрузку двигателя.

В первом приближении будем считать ток электродвигателя в трехфазном режиме пропорциональным его нагрузке на валу. Такое допущение справедливо при нагрузках более 50% от номинального значения. Тогда можно написать Iф = Kз х Iн, где Kз — коэффициент загрузки двигателя, Iн — номинальный ток двигателя.

Ток при однофазном режиме I1ф = 2Kзх Iн, т. е. ток при однофазном режиме будет зависеть от загрузки двигателя. При номинальной нагрузке он равен двойному номинальному току. При нагрузке менее 50% потеря фазы при соединении обмоток двигателя в "звезду" не создает опасного для обмоток превышения тока. В большинстве случаев коэффициент загрузки двигателя меньше единицы. При его значениях порядка 0,6 - 0,75 следует ожидать небольшого превышения тока (на 20— 50%) по сравнению с номинальным. Это существенно для работы защиты, так как именно в этой области перегрузок она действует недостаточно четко.

Для анализа некоторых способов защиты необходимо знать напряжение на фазах двигателя. При заторможенном роторе напряжение на фазах А и В будет равно половине линейного напряжения Uab, а напряжение на фазе С будет равно нулю.

Иначе распределяется напряжение при вращающемся роторе. Дело в том, что его вращение сопровождается образованием вращающегося магнитного поля, которое, действуя на обмотки статора, наводит в них электродвижущую силу. Величина и фаза этой электродвижущей силы таковы, что при скорости вращения, близкой к синхронной, на обмотках восстанавливается симметричная система трехфазного напряжения, а напряжение нейтрали звезды (точка 0) становится равным нулю. Таким образом, при изменении скорости вращения ротора от нуля до синхронной в однофазном режиме работы напряжение на фазах А и В изменяется от значения, равного половине линейного, до значения, равного фазовому напряжению сети. Например, в системе напряжения 380/220 В напряжение на фазах А и В изменяется в пределах 190 - 220 В. Напряжение Uco изменяется от нуля при заторможенном роторе до фазового напряжения 220 В при синхронной скорости. Что же касается напряжения в точке 0, то оно изменяется от значения Uab/2 - до нуля при синхронной скорости.

Если обмотки двигателя соединены по схеме "треугольник", то после потери фазы мы будем иметь схему соединений, показанную на рисунке 3. В этом случае обмотка двигателя с сопротивлением Zab оказывается включенной на линейное напряжение Uab, а обмотка с сопротивлениями Zfc и Zbc — соединенной последовательно и включенной на то же самое линейное напряжение.

 

Рисунок 3. Соединение обмоток электродвигателя по схеме "треугольник" после потери фазы

В пусковом режиме по обмоткам АВ будет протекать такой же ток, как и при трехфазном варианте, а по обмоткам АС и ВС будет протекать ток в два раза меньший, так как эти обмотки соединены последовательно.

Токи в линейных проводах I'a=I'b будут равны сумме токов в параллельных ветвях: I'А = I'ab + I'bc = 1,5 Iab

Таким образом, в рассматриваемом случае при потере фазы пусковой ток в одной из фаз будет равен пусковому току при трехфазном питании, а линейный ток возрастает менее интенсивно.

Для расчета токов в случае потери фазы после включения двигателя в работу применим тот же метод, что и для схемы "звезда". Будем считать, что как в трехфазном, так и в однофазном режимах двигатель развивает одинаковую мощность.

В этом режиме работы ток в наиболее нагруженной фазе при потере фазы увеличивается вдвое по сравнению с током при трехфазном питании. Ток в линейном проводе будет равен I'А = 3Iab, а при трехфазном питании Ia = 1,73 Iab.

Здесь важно отметить, что в то время как фазовый ток возрастает в 2 раза, линейный ток увеличивается только в 1,73 раза. Это существенно, так как токовая защита реагирует на линейные токи. Расчеты и выводы относительно влияния коэффициента загрузки на ток однофазного режима при соединении "звезда" остаются в силе и для случая схемы "треугольник".

Напряжения на фазах АС и ВС будут зависеть от скорости вращения ротора. При заторможенном роторе Uac' = Ubc' = Uab/2

При скорости вращения, равной синхронной, восстанавливается симметричная система напряжений, т. е. Uac' = Ubc' = Uab.

Таким образом, напряжения на фазах АС и ВС при изменениях скорости вращения от нуля до синхронной будут меняться от значения, равного половине линейного, до значения, равного линейному напряжению.

Токи и напряжения на фазах двигателя при однофазном режиме зависят также и от числа двигателей.

Часто обрыв фазы происходит из-за перегорания одного из предохранителей на питающем фидере подстанции или распределительного устройства. В результате в однофазном режиме оказывается группа потребителей, взаимно влияющих друг на друга. Распределение токов и напряжений зависит от мощности отдельных двигателей и их нагрузки. Здесь возможны различные варианты. Если мощности электродвигателей равны, а их нагрузка одинакова (например, группа вытяжных вентиляторов), то всю группу двигателей можно заменить одним эквивалентным.