ЗАДАЧА 5

В качестве виброизоляторов используются стальные пружины со средним диаметром D, см; диаметром прутка d, см; высотой ненагруженной пружины H 0, см и с числом рабочих витков i. Определить количество n стальных виброизоляторов для нормальной работы двигателя массой Q, кг.

Исходные данные:

а) средний диаметр пружины D=13,2 см;

б) диаметр прутка d=1,6 см;

в) модуль упругости на сдвиг G для всех пружинных сталей принимается равным 8 x 10 6 Н/см 2;

г) коэффициент К, учитывающий повышение напряжений в средних точках сечения прутка вследствие деформаций сдвига (для С=8,25 К=1,18);

д) допустимое напряжение при кручении r = 40000 Н/см 2.

 

Исходные данные

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Q · 10 -3, кг

10

15

11

14

15

16

12

13

10

11

Н 0, см

21,2

22,3

23,4

26,4

25,4

19,0

25,4

26,4

22,3

21,2

i

4

5

6

4

5

6

4

5

6

4

 

Указания к решению задачи

  1. Индекс пружины С определяется по формуле:

  1. Жесткость одной пружины в продольном (вертикальном) направлении:

, Н/см.

(если отношение H 0/ D≤2, при С=8,25 К=1,18)

  1. Статическая нагрузка Р ст определяется по формуле:

, Н.

  1. Необходимое количество пружин:

.

  1. Общая жесткость стальных виброизоляторов:

, Н/см.

Литература: 31; 32; 45; 67.

 

ЗАДАЧА 6

Определить количество резиновых виброизоляторов n p ротора массой – Q, кг при условии, что значение возмущающих сил должно быть уменьшено до допустимого значения Р доп=200 Н.

 

Исходные данные:

  • виброизолятор изготовлен из сорта 4049 в форме куба со стороной а, см, площадью поперечного сечения F, см 2.
  • динамический модуль упругости E g=1100 Н/см 2.
  • замерная частота возмущающей силы f 0=24 Гц.
  • вертикальная возмущающая сила, действующая на ротор P z, Н.

 

 

 

 

Дополнительные исходные данные

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Q · 10 -3, кг

10

15

11

14

15

16

12

13

10

11

а, см

15

10

11

12

13

19

14

15

16

17

P z · 10 -3, Н

10

11

12

10

15

12

11

14

13

15

 

Указания к решению задачи

  1. Определить отношение h/а, где h-высота куба.
  2. Жёсткость одного резинового виброизолятора в вертикальном направлении определяется по формуле:

, Н/см.

  • Минимальное отношение частоты возмущающей силы к частоте собственных колебаний виброизолирующего ротора:

.

  • Частоту собственных вертикальных колебаний виброизолятора f z определяется по формуле:

f z max=f 0/ , Гц.

  • Максимальная вертикальная жёсткость виброизолятора К z max:

, Н/см.

  • Количество резиновых виброизоляторов для ротора:

n p=K Z max/K Z

  • Модуль упругости на сдвиг ( G, Н/см 2) определяется по формуле:

G=E g/n p, Н/см 2.

  • Горизонтальная жёсткость резинового виброизолятора

, Н/см.

Литература: 31; 32; 45; 67.

 

ЗАДАЧА 7

Рассчитать систему защиты заземлением от поражения людей электрическим током на машиностроительном заводе.

 

Исходные данные:

  • линейное напряжение в сети U л=6 кВ;
  • заземляющее устройство состоит из стержней: длиной I=2500 мм и диаметром d=50 мм;
  • стержни размещаются по периметру Р,м;
  • общая длина подключённых к сети воздушных линий I В, км;
  • общая длина подключённых к сети кабельных линий I К, км;
  • удельное сопротивление грунта - , Ом ▪ м.
  • расстояние между стержнями - , при этом ; 2 или 3.

 

Исходные данные

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

I В, км

10

20

15

10

10

15

15

20

15

10

I К, км

50

60

60

60

50

60

55

60

50

60

Ом ▪ м

500

300

150

700

160

400

200

150

200

400

Р,м

350

230

85

150

100

350

160

130

380

250

 

Указания к решению задачи

  1. Расчетный ток замыкания со стороны 6000 В подстанции определяется по формуле:

I З= U Л∙(35∙ I К+ I В) /350 ,A,

  1. Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора на стороне 380 В должно быть не менее 4 Ом. С другой стороны необходимое сопротивление заземляющего устройства с точки зрения, перехода высокого напряжения на сторону 380 В должно удовлетворять требованию: Ом. В дальнейших расчетах R З следует принять расчетное, если оно меньше 4 Ом, или же 4 Ом, если оно превышает эту величину.
  2. Определение расчетного удельного сопротивления грунта: , Ом ∙ м, где удельное сопротивление грунта, полученное измерение или из справочной литературы; -климатический коэффициент.
  3. Сопротивление одиночного вертикального стержневого заземлителя, заглубленного ниже уровня земли на h 0=0.5 м определяется по формуле:

, Ом

где: - расчетное удельное сопротивление грунта, Ом * м;

- длина стержня, м;

d – диаметр стержня, м;

Н – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м;

h 0 – глубина забивки заземлителя, м.

  1. Приближённое число заземлителей: , шт

где R з – допустимое сопротивление защитного заземления, Ом

  1. По приближённому числу заземлителей – n и расстоянию между стержнями – определяем коэффициент использования заземлителей (табл. 7,1)

табл. 7,1

n

1-10

20-30

30-40

1

2

3

1

2

3

1

2

3

0.6

0.7

0.8

0.5

0.6

0.7

0.42

0.55

0.65

0.37

0.47

0.65

0.26

0.31

0.43

0.25

0.29

0.4

n

40-60

70-80

100

1

2

3

1

2

3

1

2

3

0.4

0.52

0.62

0.37

0.51

0.61

0.35

0.5

0.6

0.21

0.28

0.37

0.20

0.26

0.35

0.19

0.24

0.33

 

  1. Предварительное определение количества заземлителей:

, Ом

  1. Сопротивление полосы (без учета коэффициента использования полосы), соединяющей одиночные вертикальные стержни заземлителя определяется по формуле:

, Ом

где: b – ширина полосы, равная 20-40 мм; I 1 – длина полосы, соединяющей заземлители по контуру равна периметру подстанции – Р, м.

  1. Сопротивление соединительной полосы с учетом коэффициента использования:

, Ом

  1. Уточняем необходимое сопротивление вертикальных стержневых заземлителей с учетом сопротивление полосы:

, Ом

  1. Уточненное количество заземлителей с учетом коэффициента использования заземлителей, определяется по формуле:

, шт

Литература: 13; 31; 32; 43; 70.