авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

«ИЗ ФОНДОВ РОССИЙСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ БИБЛИОТЕКИ Бокова, Светлана Владимировна Особенности проектирования влагозащитной ...»

-- [ Страница 3 ] --

Если моле1^лы воды взаимодействуют с молеь^лами твердого тела сильнее.

чем между собой, то произойдет полное растекание капли по поверхности, или ее пол ное смачивание (рис. 3.8). Острый равновесный краевой угол 90*^ 0 0^ говорит о на личие ограниченного смачивания (см. рис. 3.8). Если же равновесный краеюй угол не устанавливается, значит, наблюдается полное смачивание - капля будет растекаться в тонкую пленку до тех пор, пока слой жидкости не станет мономолекулярным.

О о оо оо о о( о®о о©о fzii :2 la Рис. 3.8-Жидкость смачивает Рис. 3.9 - Жидкость не смачивает поверхность поверхность Если же молекулы воды взаимодействуют друг с другом сильнее, чем с молекулами твердого тела, то разтекания не произойдет, и капля примет поч ти сферическую форму (рис. 3.9). Полного не смачивания, равновесный крае вой угол равен 180*^, практически не существует, так как между жидкостью и твердым телом всегда действуют силы притяжения.

Тупой равновесный краевой угол 180° О 90° указывает на плохое смачи вание или почти отсутствие его (см. рис.3.10).

Рис.3.10 - Переходные случай неполного смачивания поверхности Величина в, а следовательно и смачиваемость, зависят от соотнощения значений поверхностного натяжения а на границе соприкасающихся фаз. При равновесии сумма всех сил, действующих в любой точке пфиметра смачивания, равно нулю (закон Юнга):

-Г - ^Т-Ж + ^Ж-Г ^ cos 0 (3.5) (36) ~ смачивание, ^ ^ ^ *^ ^' Э 90° - несмачивание.

^Т-Г ^ ^т-ж' При совместном решении уравнений (3.5) и (3.6) получают уравнение Юнга—Дюпре:

^а = сУж-г (1 + cos (9) = ^ (1 + cos в), (3.7) где й^-работа адгезии;

WK—работа когезии;

cos ^-равновесный 1фаевой угол;

«"лс^—поверхностное натяжение на границе жидкость - газ.

Это уравнение дает возможность по экспериментально определенным зна чениям о^-г и 9 рассчитать работу адгезии между твердым телом и жидкостью.

Работа адгезии определяется по формуле:

При полном смачивании равновесный 1даевой угол не устанавливается и в качест ве термодинамической х^закгеристики можно использовать коэффициент растекания:

С учетом уравнения (3.8) коэффициент растекания:

(ЗЛО) W^-W^ Если происходит смачивание, то f 0.

Твердая поверхность тем лучше смачивается, чем меньше когезия жидко сти и чем больше адгезия жидкости с твердым телом [126]. Другими словами, лучше смачивает поверхность та жидкость, которая ближе по полярности к сма чиваемому веществу и имеет меньшее поверхностное натяжение.

Величина краевого угла смачивания волокон и кинетика процесса за висит от направления движения жидкости [125]: при натекании О он больше, н чем при оттекании О т (рис. 3.11,а).

о Разность между 0н и бог характеризует гистерезис смачивания АЭ.

Гистерезис [127], проявляющийся при движении капли по наклонной поверхности, между параллельными пластинами и в капиллярах, называют динамическим (рис. 3.11).

По мере увеличения угла наклона поверхности наблюдается рост насту пающего и снижение отступающего краевых углов [125,127].

л\\\\\\\\\\\\\\\\\ч\\ч\\\\\\\\ч V//////////////////777/777///// Рис. 3.11- Динамический гистерезис при нахождении капли на наклонной поверхности (а) и при движении между двумя параллельными поверхностями (б) Экспериментально доказано [128], что гистерезис краевого угла при нахождении капли на наклонной поверхности зависит и от размера капли: с увеличением диаметра капли происходит рост наступающего краевого угла и уменьщение отступающего.

На основании данных [129] можно отметить, что величина краевого угла за висит ещё и от того, какая поверхность материала сухая или предварительно смо ченная приходит в соприкосновение с жидкостью. Наличие на поверхности сухого материала слоя адсорбированного воздуха замедляет установление равновесного краевого угла системы до полного вьттеснения молекул воздуха.

Поверхности реальных твердых тел (тканей) в больншнстве случаев имеют разно образные щероховатости, поры, микротрещины, неоднородности химического состава, что оказывает сильное влияние на смачивание. Ш рис. 3.12 тфедставлены фотографии световой микроскопии поверхностей различных современных влагозапщтньк тканей.

Результаты исследования опорной поверхности влагозащитных тканей и различных видов водоотталкивающих отделок с помощью световой микро скопии представлено в приложении П.

На рис. 3.12 (а) ткань переплетения сложная саржа, выработанная диаго налевым переплетением. На рис. 3.12 (б) ткань полотняного переплетения, плот ного без просветов, перекрытия маленькие. На рис. 3.12, (д, в) представлены фото графии тканей полотняного переплетения, в одной системе нитей гладкие тонкие волокна, в другой толстые извитые (пушистые) волокна. На рис. 3.12 (г) с диаго нальным плетением нитей, волокна извитые (пушистые). На рис. 3.12 (е) ткань репсового переплетения, образую^циеся путем усиления (удлинения) основных и уточных перекрытий полотняного переплетения, поверхность гладкая.

в) Д) Рис. 3.12 - Фотографии световой микроскопии поверхностей различных современных влагозащитных тканей Интерес представляют данные представленные в [125], которые показыва ют, что неровности шероховатой поверхности приводят к увеличению плош,ади фактического контакта жидкости с твердым телом по сравнению с гладкой по верхностью, т.е. с номинальной плош,адью контакта. Номинальная плош,адь кон такта равна плоп];

ади проекции капли жидкости на гладкую поверхность.

Огаошение фактической площади контакта с номинальной называется коэффициен том шероховатости К, который показывает, во сколько раз увеличилась фактическая плошадь контакта, а значит и пропорционально этому поверхностная энергия.

Коэффициент К всегда больше единицы. Для рассмотренного выше случая, равновесный 1фаевой угол капли, помешенной на шероховатую поверхность с учетюм поправки на шероховатость, определяется по формуле:

cose^"" = К-cose (3.13) В результате теоретических (Б.В. Дерягин) и экспериментальных (Р. Венцелем) исследований [125] влияния шероховатости поверхности на смачивание установлено следуюш;

ее: если жидкость хорошо смачивает данную поверхность, увеличение шеро ховатости приводит к уменьшению краевого угла, т.е. к увеличению смачиванию;

если жидкость не смачивает поверхность, шероховатость у?^дшает смачивание, т.е. значе ние 1фаевого угла на шероховатой поверхности больше, чем на гладкой.

Таким образом, регулируя шероховатость, можно регулировать смачиваемость и, следовательно, проникание жидкости в капиллярно - пористое тело.

Значения краевых углов определяются экспериментально с помошдю различных методов, описанных в работах [130,131]. При этом различают методы измерения на пло ских поверхностях, измерения в капилляре и измерения на тонких нитях или волокнах.

К методам измерения iqjaeBoro утла смачивания 9 на плоских поверхностях ашо сятся методы измерения по профилю капли [127,130], метод Вильгельми [130], подняшя по вертикально стоящей пластине, наклонной пластины [132], при использовании тошюго слоя жидкости на горшонтальной твердой поверхносш [131] и метод, основанный на изме рении основных размфов капель жидкости, нанесенных натвфдые повфхносш [126].

Современные влагозапщтные материалы вьфабатываются с различными вида ми отделок и пропиток (см. пункты 3.1 и 3.2), по-разному взаимодействуют с окру жающей средой. Следовательно, имеют различные х^актеристики смачиваемости жидкостями, что и вьввало интерес в проведении дальнейших исследований по опре делению поверхностных свойств современных влагозаищтных тканей.

Основной х^)актфистикой смачиваемости влагозащигаых тканей является величи на краевого угла, который определяли тремя методами, представленными в данной работе.

Для достижения поставленной цели нами была собрана эксперимен тальная установка. В основе установки был проектор для просмотра диа фильмов, источник света которого освещал площадку, покрытую исследуе мым материалом с нанесенной на него с помощью дозатора каплей жидко сти, а объектив проецировал укрупненное изображение на экран с бумагой.

Для получения более точных результатов эксперимента, необходимо было провести калибровку размеров капли полученной проекции с помощью эталона. В качестве эталона подошел свинцовый шарик (дробь) охотничьего патрона, кото рый помещали точно на то место, где перед этим находилась капля жидкости. По сколыо^ он идеально калиброван по размерам, то очень легко подсчитать верти кальную игоризонтальнуюпоправки. Поправки позволяют вычислять истинные ве личины высоты и ширины проецируемого объекта- капли жидкости на материале.

Расчеты поправок производили по формулам:

р (3.15) Р„=Р^хМ, где М— переходный масштаб или коэффициент подобия;

Рн—размф дроби в натуральную величш^, мм;

Рр—размер дроби на экране, мм.

ОО Сообразно с этим м = = 0,93 • Капля на ткани всегда наносилась одним и тем же объемом—0,2 мл.

При проведении эксперимента значения 1фаевых углов определяли по проекции бокового изображения капли жидкости, нанесенной на поверхность различных тканей (рис. 3.13, а), на экран, затем очерчивали на экране контур капли и через точ1^, в кото рой соприкасаются все три фазы, проводили касательную к контуру капли.

По углу наклона этой касательной и определяли краевой угол.

Для сравнения экспериментальных данных при определении краевого угла смачивания использовали еще один метод измерения по профилю капли [130], сущность которого заключается в том, что на поверхность испытуемо го материала помещают каплю испытуемого раствора.

Далее с помош^ю микроскопа, снабженного гониометром, либо с помощью фотоаппарата или проекционного фонаря, определяют непосредственно высоту капли и ее диаметр в месте касания поверхности (рис. 3.13, б).

а) б) Рис. 3.13- Схема для расчета краевого угла смачивания Расчет краевого угла смачивания в ведется по зависимости:

2h (в\ (3.16) где /г-высотакапли,м;

L - диаметр в месте касания капли с поверхностью тела, м.

Третий метод [126], используемый при исследовании - это метод, основанный на гомерении основных размеров капель жидкости, нанесенных на твердые поверхно сти (ткань): высоте h и диаметру основания d в соответствии с рис. 3.14.

Параметры капли измеряли с помощью стереоскопического микроско па МВС - 10, основными узлами которого являются: оптическая головка, стол микроскопа, блок питания (рис. 3.15).

Рис.3.14 - Основные размфы капель жидкости на твердых поверхностях Рис. 3.15 - Внешний вид стереоскопиче ского микроскопа МВС - 1 Для оценки линейных размеров капли в одну из окулярных трубок прибора вставляли окуляр со шкалой, после чего с помош]ью диоптрийной наводки О1^ляра доби ваются резкого видения шкалы, котор ые укладываются в измеряемом участке объекта.

Расчет смачиваемости по этому методу производится по формуле:

(3.17) В процессе исследования для уменьшения ошибки опыты проводились сериями. Каждая серия состояла из фиксирования (зарисовки) на экране кон тура эталона (шарика) и анализируемого объекта (капли), результаты экспе риментов представлены в приложении У.

В результате анализа экспериментальных данных установили, что лучши ми водоотталкиваюпщми свойствами при воздействии технической водой обла дают ткани, у которых равновесный краевой угол находится в интервале 180° 90° такие, как мембранные, камуфляжная, ткани группы Taslan (185Т и ЗЗОТ, F/D), И-Рога с плетением ristop. Турист С-104, ткань костюмная с капроновым волокном, гладкокрашеная с отделкой ВО и плащевая (см. рис. 3.16, а). Наиболее большой краевой угол (указываюпщй на плохое смачивание) был отмечен у тка ней: Taslan visibl и Taslan F/D, мембранной (Taffeta + ristop), Hi-Pora, Сильвер, и Taslan прорезиненный с изнаночной стороны.

Нри воздействии концентрированного водного раствора моющего сред ства на материал лучшие характеристики водоотталкивания показали ткани группы Taslan visibl, а также Taslan ЗЗОТ и 185Т, плащевая, Hi-Pora (рис. 3.16, б).

е-' 11 метод D2 метод D 3 метод 11 мет од D 2 метод п з метод О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1S 16 17 18 18 20 21 3 45 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1в 17 18 19 20 21ткани а) б) Рис. 3.16- №менчивость краевого угла смачивания лицевой стороны ткани каплей:

а) технической юды от ввда ткани б) концентрированного моющего раствора от вида ткани в некоторых случаях наблюдалось растекание капли (в тонкую пленку) по по верхности ткани, т.е. моле1^лы мыльной воды легко проникали внутрь сквозь поры и воздухопроницаемые каналы следующих тканей: ткань костюмная гладкокрашеная с водоотта11киваюш,ей отделкой (ВО) и без неё, а также камуфляжная ткань с ВО.

Характеристики смачивания изнаночной стороны водонепроницаемых тканей жидкостью технической юды представлены в приложении У (табл. У2) и на рис. 3.17.

ее 11 метод • 2 метод • 3 метод ЭО 60 ЙЭ 20 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Рис. 3.17- Изменчивость краевого угла смачивания изнаночной стороны ткани каплей технической воды от вида ткани Наличия микропор в резиновом покрытии на изнаночной стороне ткани (см. рис. 3.18, а,г) или водоотталкиваюш:ей отделки, обволакиваюш,ей каждое волокно (см. рис. 3.18,е), способствует прохождению капель воды через по верхность ткани. Такие ткани имеют острый краевой угол смачиваемости, на пример, Taslan visibl. Taffeta Ristop (milk) 2 ЮТ, Silver 2 ЮТ, Hi-Pora.

Капли, нанесенные на внутреннюю сторону таких тканей как ткань Экшин Мотен, Дьюста ELN с пропиточным составом, ткань «Турист» - С104, ткани фуппы Taslan, Taffeta + мембрана и Ш1аш;

евая обладают меньшей силой притяжения (сцепле ния) моле1^л воды с моле1^лами твердого тела (поверхностью ткани), что указывает на ограничение смачивания и ухудтиение гигроскопических свойств тканей из-за на личия на изнаночной стороне ткани покрьпия без микропор (рис. 3.18, б, в, д).

Изменчивость краевого угла смачивания изнаночной стороны ткани каплей концентрированного моюп1,его раствора от вида ткани представлена на рис. 3.19.

г) д) Рис. 3.18- Фотофафия изнаночной стороны ткани со следующими видами покрытий и отделок:

а) покрытие сплошное резиновое, состоящее из субмикроскопических пор (в ввде кратеров);

б) сплошное резиновое покрытие без микропор;

в) микропористое покрытие (юлокна плохо про сматриваются);

г) юдоотгалкивающая отделка (топкая пленка) с дьфочками;

д) юдоотгалкивающее П01фьпие серебристого типа, е) юдоотгалкивающая отделка, обволакивающее каждое волокно ткани.

120 100 30 1 l.lllll 1Illl III. 60 • 1 1• о • •« 20 п 1 23 45 67 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Номер Рис. 3.19- Изменчивость краевого угла смачивания изнаночной стороны ткани каплей концентрированного моющего раствора от вида ткани В соответствии с данными, представленными в первой главе данной работы, работники автосервиса (автомойки) при мойке автомобиля используют техниче скую воду и концентрированный водный раствор моющего средства.

Концентрированный водный раствор получают путем добавления моющего средства в различных пропорциях в техническую воду. Поэтому в данной работе определили поверхностную активность растворов (используемых в техпроцессе) различной концентрации и построили зависимость поверхностного натяжения рас творов поверхностно активных веществ (ПАВ) от концентрации.

Поверхностное натяжение растворов определяли по методу наиболь шего давления в пузырьке П.А. Рединбера. Предпочтение данному методу отдано потому, что он является точным методом для измерений новерхност ного натяжения, который применяется не только на границе жидкость - газ, но и на границе водный раствор ПАВ - жидкость, и, что особенно важно при разных температурах. В этом методе устранено влияние смачивания ис следуемого раствора на результаты измерений, а также устранена возмож ность испарения жидкости [126].

Метод основан на пропускании в исследуемую жидкость через капилляр отдельных пузырьков газа (возд^^ха) или выдавливанием в нее капель другой, несмешивающейся с ней жидкости. Прибор Рединбера для определения наи большего давления в пузырьке представлен на рис.3.20.

б Рис.3.20 - Прибор Рединбера для определения наибольшего давления в пузырьке Наибольшее давление, при котором происходит образование и отрьш пу зырька или капли в жидкости, пропорционально поверхностному натяжению жид кости на границе с воздухом или с другой жидкостью, соответственно:

(3-11) ст = Р^-, где г - радиус каттилляра, т.е. наименьтт1ий радиус образующегося пузырька, соответст вующий наибольшему давлению;

Р — наибольшее давление, при котором ттузырек воздуха разрывает поверхностную плеш^ жидкости и проскакивает через неё.

Измерения начинали со стандартной жидкости, а затем растворов, начиная с меньшей концентрации. Высота столба манометрической жидкости при отрыве г^ зырька в воде ho = 71 мм. Поверхностное натяжение технической водьт ао = 72,44 X 10'^ Н/м, при tg = 22^С отгределяли по справочттш^^. Экспериментальньте и рас четные результаты для каждого из исследуемых растворов ттредставили в таблице 3.2.

Т а б л и ц а 3.2 - Экспериментальньте и расчетньте результатьт по отгределению по верхностной активности исследуемьтх растворов ах\О-\Е/и № колбы С, г/л Н,мм 11 66 67338x10"^ 0, 10 67 68359x10"^ 0, 9 67 68359x10-^ 0, 8 63 64Д78х10-^ 0, 7 62 63,257x10"^ 0, 6 58 59,176x10"' 0, 5 53 54,075x10"' 0, 4 0Д5 47 47,953x10"' 0, 3 42 42,852x10"' 2 33 33,669x10"' 1 2 31 31,628x10"' РЬшользуя данные, пси^ченньте в результате измфения повфхностного натяжетшя рас твсров, построили графичесь^ю зависимость о = f{c) для каждого из pacтвqюв (рис. 321).

Повфхностную активность вещества рассчитали как тангенс угла наклона касательг ной, проведенной к 1фивойа=/^(с) в точке пересечения ее с осью срщнат, т.е. тцж с=0.

о 0.5 1 15 2 25 ^'^*' Рис. 3.21 —Зависимость поверхностного натяжения растворов ПАВ от концентрации Поверхностное натяжение моюшего раствора приблизительно в два раза ниже, чем с^ Q, ЧТО безусловно приводит к уменьшению краевого угла смачивания, что и наблюдалось при измерении краевого угла смачивания различными методами (см. приложение У).

Поверхностную активность рассчитали по формуле:

0. (3.12) = 0. g= 0. Экспериментагаьные данные показали, что с ростом концентрации моющего средства поверхностное натяжение.раствора уменьшается. При концентрации 1 г/л, что в два раза ниже концентрации рекомендуемой производителем, уже практи чески не зависит от концентрации ПАВ.

Повфхностное натяжение раствора оказывает (^тцественное влияние на смачи ваемость влагозашщных тканей, т.е. жидкости с малым поверхностным натяжением лучше смачивают ткань. № данных рис. 3.16 а, б и приложения У рассчитали коэффи циент уменьшения краевого угла при смачивании мыльным раствором по формуле:

(3.18) где вц Q - величина краевого угла смачивания ткани технической водой;

^р-ра " величина краевого угла смачивания ткани мыльным раствором.

В табл. 3.3 представлены результаты расчета.

Таблица3.3 —Расчет коэффициента уменьшения краевого угла при смачивании мыльным раствором к к JT ткани So Яо ткани 1 87 1, 12 1Д 2 113 1, 13 3 1,43 119 1, 4 121 15 1, 5 123 4, 1,33 16 6 124 114 2, 2,еб 7 98 1, 1,96 8 115 1, 1, 9 2, 88 1,83 10 99 21 2,47 1Д 11 119 1, 22 1, На рис. 3.22 представлен фафик изменчивости коэффициента уменьщения краевого угла смачивания при воздействии мыльным раствором.

к 40 БО 80 100 120 Рис. 3.22 - Изменчивость коэффициента уменьшения краевого угла смачиваемости при воздействии мыльным раствором Учитывая величш^ 1фаевого угла 0 гцэи смачивании тканей водой и коэффи циента уменьшения 1фаевого угла (рис. 3.22) выявлена фуппа тканей, обладающих оптимальными поверхностными свойствами (т.е. наименьшей смачиваемостью) для влагозащитной одежды. Такие ткани как «Турист С -104» (№20), камуфляжная (№16) и т.д. характеризуются высоким краевым углом смачивания для воды, однако в случае использования мыльного раствора они практически полностью теряют водоотталкивающие свойства {0р-ра составляет 30 - 50° ). Следова тельно, для автомоек не применимы. Ткани (№1, 21, 22, 14, 3) характеризуются низким значением коэффициента к, т.е. при замене воды на мыльный раствор, их смачиваемость изменяется незначительно. Однако, низкие значения Он-уО для них характеризуют их достаточно хорощую смачиваемость даже чистой во дой, что также не позволяет использовать их для влагозащитных костюмов.

Таким образом, на основании исследования водоупорности и смачивае мости современных материалов, определена группа материалов наилучшим образом обеспечивающих влагозащиту человека в производственных услови ях автомойки. Однако эти ткани не удовлетворяют гигиеническим требовани ям. Они отличаются очень низкой воздухопроницаемостью, поэтому необхо димо искать конструктивные рещения в одежде, которые позволят наряду с высокой влагозащитой обеспечить необходимый уровень гигиеничности.

Методом однофакгорного дисперсионного анализа при уровне значимости 0, проверили нулевую гипотезу о том, что выбор метода не оказывает влияние на резуль тат эксперимента по определению 1фаевого угла смачиваемости. Экспериментальные данные необходимые для выполнения однофакгорного дисперсионного анализа вы браны из таблицы У.1 (приложения У) и представлены в табл. 3.4. Проведено по 22 ис пытания на каждом из трех уровней фактора F (в качестве фактора F принят метод оп ределения данной величины). Остановимся на параметрах дисперсионного анализа.

Таблица 3.4 — Результаты эксперимента по определению краевого угла смачивания лицевой стороны тканей каплей технической воды Уровни фактора Номер испытания (образца ткани) F1 (метод 1) F2 (метод 2) F3 (метод 3) 1 113 2 125 3 124 94 4 127 115 5 155 109 6 121 7 63 133.

8 135 108 9 101 88 10 105 11 131 12 136 13 146 113 14 137 120 15 108 16 128 17 138 18 19 124 20 128.

21 22 125 Параметр SS (сумма квадратов) между группами — факторная сумма квадратов отклонений групповых средних от общей средней:

т (3.18) i=\ где n - число испытаний, m - число уровней фактора.

Параметр SS внутри групп — остаточная сумма квадратов отклонений наблюдаемых значений от своей групповой средней:

п т _ ^o=Z Z(^y-^)'' (3.19) Итоговое значение SS - общая сумма квадратов отклонений наблюдае мых значений от общей средней:

Soбщ=Sф+So (3.20) Параметр df-число степеней свободы, вычисляемый, соответственно, по форл^лам:

(3.21) с1/ф=т-\, df^= т(п-1), а/^бщ =тп-1, Параметр MS — несмещенные оценки (дисперсии) Sф и So, рассчиты ваемые, соответственно, по формулам:

(3.22) ^ т\п — 1) т-\ Значение F - наблюдаемое значение критерия, находится по формуле:

F =^ - (3.23) где Р—значение определяется формулой=FPACn (F;

d^;

dQ;

F - критическое - формулой=FT ДСП (а;

d^;

d^).

Параметры дисперсионного анализа рассчитали с помощью пакета «анализ данных» программы Excel (фрагмент таблицы результатов програм мы Excel представлен в таблице 3.5).

Так как F = 3,249 FRP = 4,256, то нулевая гипотеза принимается, то есть считается, что выбор метода не оказывает существенного влияния при данном Зфовне значимости на результат — краевой угол смачиваемости.

Па следующем этапе работы установили, что на математическое ожидание су щественное влияние оказывают только два фактора (фактор А - вид воды, и фактор В вид стороны материала). 1Саждый из факторов варыфовался на 2-х уровнях: ai — техническая вода, аг - концентрированный моюпщй раствор, В]— лицевая сторона ма териала, В - изнаночная сторона материала с наличием различных пропиток.

Таблица 3.5 - Параметры дисперсионного анализа Однофакгорный дисперсионный анализ щ-оги Счет Группы Сумма Дисперсия 4 Столбец 1 122Д5 39, Столбец2 403 •' 100,75 188Д Столбец3 347 86,75 952, Дисперсионный анализ F df SS MS Источник вариации Р-Значение F критическое Мекцу фулпами 2558 3,249629473 0, 1279 4Д Внуфи фулл 3542Д5 393, Итого 6100Д На основе методов многофакгорного диснерсионного аналша [133] быш. сосгавлегт сводная таблица дисперсий влияния факторов на 1фаевой угол смачиваемости (табл. 3.6).

Экспериментальные данные необходимые для вьшолнения многофакторного дисперсионного анализа выбраны из таблиц У1 и У2 приложения У.

При расчетах использовали специально разработанную программу DISP_AN2.EXE для двухфакторного дисперсионного анализа, с одинаковым числом данных в каждой ячейке.

Таблица 3.6 - Экспериментальные сочетания величин краевого угла смачивания """'---„,^^^ Фактор в №наночная сторона Лицевая сторона Фактор А ^"~~~~---^ 124 100 87 94 75 98 77 116 92 115 Техническая вода 121 88 93 76 123 99 69 60 66 50 68 Концентрированный 50 64 72 моющий раствор 78 48 100 92 40 30 Результаты расчетов представлены в таблицеЗ.7. Согласно данным табл. 3.7 фактор А (вид воды) является наиболее существенным и оказывает существенное влияние на краевой угол смачиваемости. Показательным явля ется также существенность воздействия на критерий оптимизации парных взаимодействий факторов А - В.

Т а б л и ц а 3.7 —Значимость факторов и их взаимодействий на краевой угол смачиваемости Критерий Фишq)a F Источник Степень значимости экспери- табличный дисперсии ментальный F(0,05;

l;

56) Так как для фактора А- «вид воды»

68Д А 4,085 FH^I Fiaui,тосчитается, что соашеклвующий фактор существенно влияет на краевой угол смачиваемости TaKKaKFufii F T ^ T O фак1ф В-«виаск5Юнымаге|жала»

В 1,921 4, оказывает не сущесгветное влияние Так как FH^^^ FTaSi,тосчитается, что сочетание факто А-В 434,848 4,085 ров оказывает существенное влияние на результирую щий признак.

Из этого следует, что на значения краевых углов оказывают влияние волокнистый состав, структура переплетения влагозагцитного материала и вид воздействующей жидкости.

В процессе обследования условий труда автомойггщков в боксе автомойки (см. главу 1) было установлено, что на спецодежду отрицательное воздействие оказывает комплекс факторов, одними из которых являются загрязняющие фак торы. В результате анализа топографии загрязнений, установили основные пути и особенности загрязнения текстильных материалов:

- перенос грязи с загрязняемой поверхности автомобиля (грязеносителя) или моечного оборудования на текстильный материал при контакте в статических или динамических условиях (контактный способ загрязнения);

- непосредственное попадание грязи на текстильный материал с образованием пятен.

Следует вьщелить, что загрязняемосгь тексгипьных материалов происходит в ре зультате взаимодействия поверхностных сил на границах между частицами грязи и во локна, связанными с наличием на поверхности материалов избьггка свободной энергии и поверхностного натяжения, которые проявляются за счет неуравновещенных сил сцепле ния молекул поверхностного слоя. Когда речь идет о жидкой грязи, где основным носите лем различного рода растюримых и нерастворимых зафязнений является вода, обзва тельно встает вопрос о капиллярном вггитывании этой жидкой грязи в текстильный материал. Здесь капиллярные силы проявляются благодаря жидкости, сконцентриро ванной в порах фязи или текстильного материала и в зазорах между ними, причем no действие их эффективно при оптимальной влажности воздуха более 65-70%.

В соответствии с [125], присутствие на поверхности материала загрязняю щих веществ затрудняет растекание капли и искажает истинное значение краевого угла. Поэтому в дальнейшем исследовать изменение краевого угла смачиваемости на загрязненном и пропитанном маслом материале не целесообразно, так как кап ля воды на поверхности материала растекается из-за гладкости поверхности.

На рисунке 3.23 представлены фотографии опорпой поверхности ткани пропитанной автомобильным маслом. На рис.3.23, (а) поверхность ткани чис тая, где четко просматриваются волокна и бугорки перекрытий, па рис.3.23, (б) показана граница воздействия масла на ткань, и на рис.3.23 (в) ткань пол ностью пропиталась маслом, т.е. поры и просветы между волокнами залиты маслом.

а) б) в) Рис. 3.23 - Фотографии опорной поверхности ткани, пропитанной автомобильным маслом С загрязнением ткани, уменьшается её паропроницаемость, тем самым ухудшается комфортность спецодежды. Ноэтому следует разработать такие конструкции, которые позволят обеспечить вентилируемость пододежного про странства при значительном загрязнении этих участков.

5.5 Исследование и разработка структуры распределения материалов верха в специальной влагозащитной оделсде для работников автосервиса Существенное значение в обеспечении надежной зашщы человека от промока ния и поддержания оптимальных параметров микроклимата внутри комплекта одежды имеют ткани. Качественные характеристики материалов верха для специальной влаго зашщной одежды авгомойшщов можно представить в виде данных, представленных в таблице 3.8. Для оценки характеристик материалов по различным показателям была Ill принята 4-х бальная шкала Для дальнейшего формирования перечня материалов для влагозапщтной одежды автомойщиков был проведен анализ зон костюма (рис. 3.24) в соответствии с пунктом 1.4.

Т а б л и ц а 3. 8 - Кодирование качественных характеристик материалов верха для влагозащитной спецодежды автомойщиков Баллы Показатель 1 2 Редкой Очень Средней Плотность Плотный плотности структуры плотный Цвет Приглушенный Яркий Темный Светлый Устойчивость к Неустойчивый Очень Средней проч разрывным на- Прочный прочный к нагрузкам ности грузкам Очень Малой Жесткость Жесткие Мягкие жесткости жесткие Очень Масса Очень легкие Легкие Тяжелые тяжелые Виды Водо- Масло - Грязе Водоупорные обработок отталкивающие отталкивающие отталкивающие Поливинилхло- Полиэтилено Покрытие Резиновое Полимерное ридные вые пленки Состав ткани Полиамид Пейлон Полиэфир Смесовые Устойчивость к Виды обработок Состав ткани разрывным нагрузкам 1 - Полиамид;

1- Очень прочный;

1- Водоотталкивающая;

2- Пейлон;

2- Прочный;

2- Маслоотталкивающая;

3- Полиэфир;

3- Средней прочности 3- Грязеотталкивающие;

4- Смесовые 4- Пеусгойчивый к нагрузкам 4- Водоупорные Рис. 3.24 - Распределение материалов для влагозащитной спецодежды автомойщиков с учетом анализа зон костюма В результате были получены данные распределения характеристик мате риалов верха для специальной влагозащитной одежды для автомойщиков по различным факторам в соответствии с качественным уровнем (см. прил Ф).

Таким образом, полученные данные позволяют на этапе проектирования швей ных изделий сформировать рациональный комплекг материалов верха с точным опре делением зоны размещения каждого из них, что создает предпосылки для повышения качества изделия и степени соответствия его заданным требованиям эксплуатации.

Выводьи 1. В результате исследования современныхУустановили, что водоупорность материалов используемых для производства влагозапщтнои спецодежды зависит от вида пропиток, качества водоотталкивающей отделки и воздухопроницаемости, без учета динамики и характера загрязнения.

2. В результате исследования поверхностных свойств водоупорных материалов установили, что поверхностное натяжение раствора оказывает существенное влия ние на смачиваемость влагозащитных тканей, т.е. жидкости с малым поверхност ным натяжением лучше смачивают ткань, поэтому необходимо искать такие конст руктивные решения, которые обеспечат повышение водоупорности тканей и венти лируемость пододежного пространства, повьш1ая гигиеничность изделия.

3. С помощью многофакгорнош дисперсионного анализа успгановили, что на значения краевых угаов оказывают влияние юлокнисп1Й состав, структура переплетения вшгоза шцшош матфиала, вид вовдейсп^тощей жидкости и наличие загрязняюпщх веществ.

4. На основании исследования водоупорности и смачиваемости совре менных материалов, определена группа материалов наилучшим образом обеспечивающих влагозащиту человека в производственных условиях авто мойки. Однако эти ткани не удовлетворяют гигиеническим требованиям. Они отличаются очень низкой воздухопроницаемостью, ноэтому необходимо ис ^ кать конструктивные решения в одежде, которые позволят наряду с высокой влагозащитой обеспечить необходимый уровень гигиеничности.

4. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНО - ЭРГОНОМИЧЕСКИХ ПА РАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ и ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ ВЛАГОЗАЩИТНОЙ СНЕЦОДЕЖДЫ В последние годы вьшолнено значительное количество исследований [26, 135, 136], касающихся создания влагозащитной одежды и методов оценки ее свойств. Однако разработанные конструкции снецодежды для защиты рабочих от воздействия воды и атмосферньк осадков не всегда обеспечивают надежнз^ю защи ту тела человека от различных производственных факторов при сохранении нор мального физиологического и психологического состояния человека.

Поэтому настоящий раздел посвящен исследованию влияния особенностей двигательной активности работников автомоечных станций во время вьшолнения техпроцесса мойки автомобиля на конструктивное решение и конструктивно — эр гономические параметры влагозащитного комплекта одежды. На вид и комплект ность спецодежды повлияли данные о характере и топографии воздействия вред ных производственных факторов, представленных в первой главе данной работы.

Для обеспечения надежной защиты человека от промокания и поддержания оптимальных параметров микроклимата внутри влагозащитного комплекта спец одежды используемой при ведении автомоечных работ — разработали конструк цию элементов деталей защитного костюма, вьшолняющих функцию вентиляци онных отверстий, подвергающихся постоянному воздействию воды и влаги..

4.1 Исследование комплекса характерных движений рабочих при ведении автомоечных работ Изучение физиологических закономерностей двигательного аппарата человека и его использования в процессе труда имеет большое значение при проектировании специальной влагозащитной одежды для автомойщиков.

Важнейшим внешним проявлением физиологической стороны трудовой дея тельности человека является движение. Эффективное осуществление рабочих дви жений и приемов во многом зависит от правильной позы работника. Даже самая расслабленная поза не является состоянием абсолютного покоя, так как при этом осуществляется деятельность тонических мышц.

Следует отметить, что состояние позы, ее удобство зависят главным образом от двух моментов: от положения центра тяжести и площади опоры и от величины напряжения тонических мышечных групп, препятствующего нарушению соответствуюшего расположения частей тела [11]. Позу человека нельзя рассматривать как нечто застывшее, неподвижное.

Во время мойки автомобиля паза постоянно меняется, обеспечивая тем самым своеобразное перераспределение нагрузки между звеньями тела и перефуппировку мы шечных напряжений. Автомойшщ пользуется необходимым моечным и очиститель ным оборудованием. Все необходимое находится под рукой или вблизи рабочей зоны.

Почти все автомоечные работы выполняются в положении стоя, и толь ко при чистке салона автомобиля в положении сидя.

Поза «стоя» является специфической для человека;

вьшолняющего мойг^^ ав томобиля, в ряде случаев она предоставляет возможность развить максимальное уси лие и проявить наибольшую активность. Вместе с тем поза «стоя» требует больших энергетических затрат (примерно на 10% больше, чем поза «сидя») и менее устойчи ва [11]. Кроме того, в позе «стоя» быстрее наступает утомление организма.

В соответствии с [11], поза «сидя» (например, при мойке и чистке са лона автомобиля) имеет целый ряд преимушеств: резко уменьшается высота центра тяжести над точкой опоры (в качестве опоры подразумевается кресло машины), благодаря чему возрастает устойчивость тела, значительно сокра шаются энергетические затраты организма на поддержание такой позы. По есть та кие позы «сидя», когда человек находится без дополнительной опоры, например на корточках (при мойке вручную дисков колес или машинньк ковриков).

Основное движение верхних конечностей автомойш^жа - это полусогнутые в локтях руки, находящиеся вьш1е уровня талии. Также наиболее характерными ра бочими движениями является вытягивание рук вперед с наклоном туловиша от 4^ до 85^ от вертика»ш. Эти виды движений необходимо учитывать при разработке кон струкции одежды, так как они пргтодят к изменению отдельных размерных при знаков, а следовательно влияют на величину прибавок на свободное облегание.

Все виды движений, совершаемые автомойш,иком при мойке автомо биля, сравнили с оптимальными размерами для рабочих поз: «сидя» и «стоя»

с учетом средних антропометрических показателей человеческого организма, которые разработаны учеными (см. рис. 4.1).

^ ^ з7н^ ""* 0 ?

Менее зона Удобная зона Менее удобная зона 400 Неудобная зона Рис. 4.1- Оптимальные размеры для рабочих поз [11].

Размеры даны в мм.

В результате анализа выяснили, что большинство движений, которые совершает работник автомойки, относятся к группе «менее удобная поза».

Некоторые физиологи считают, что наиболее правильной позой «сидя»

является положение тела с выпрямленным позвоночником, приподнятой го ловой и согнутыми под прямым углом ногами в коленных суставах.

Почти весь процесс мойки автомобиля, включая и чистку салона, подробно зафиксирован в фотографиях (см. приложение И), видеофрагментах, сделанных во время проведения экспериментов на автомойке, наглядно демонстрируюштих тру довые операции, основные движения и условия труда автомойпщков.

Были выявлены основные движения автомойшдков в пределах мойки одного автомобиля и среднее время, затрачиваемое на эти движения (приложение X). Зная количество автомобилей, приехавших на автомойку, можно рассчитать затрату времени на каждое движение производимое в рабочий день по формуле:

(4.1) 3i,e-3,,-Nj, где 3i дв - затрата времени на / движение производимое в рабочий день (сме ну);

Здв - затрата времени на / движение при мойке одного автомобиля;

Л(, количество автомобилей в смену.

Эргономические схемы характерных движений для автомойщика при выполнении всех операций мойки автомобиля представлены на рис. 4.2.

л Л 14 13 Рис. 4.2 - Эргономические схемы характерных движений автомойщика Динамическое изменение положения туловища, верхних и нижних ко нечностей определяли по фотоматериалам и видеофрагментам эргономиче ских движений человека на автомойке (рис. 4.3).

полознвние конечностей Б 10'520^°35%5 =°55^°65™8o'^00''°120'^V=H5l%5''° Угол, ipa« Рис. 4.3 - Динамическое изменение положения туловища, верхних и нижних конечностей В результате исследования характерных движений автомойщиков и анализа эргономической фотографии рабочего дня (см. приложение X) были разработаны классификации движений, выполняемых автомойщиком, в зави симости от работы опорно-двигательного аппарата (рис. 4.4).

ДВИЖЕНИЯ ВЫПОЛНЯЕМЫЕ в ПОЛОЖЕНИИ "СТОЯ" Движения Движение Движения верхних нижних ^ туловища конечностей конечностей (Сгу|6ание)[Разгибанйе)(Повороты Отведение) (Сгибание ЗЕ IВперед! IНазад! 1^ сторону!

На некоторый На максимально угол возможный угол !Вперед! [Назад! [В^торону!

ДВИЖЕНИЯ ВЫПОЛНЯЕМЫЕ В ПОЛОЖЕНИИ "СИДЯ" i • Движения Движения верхних конечностей туловища Kt) • Подъем Отведение Повороты Наклоны вперед назад в туловища в туловища вверх сторону сторону I вперед [ [назад! !в сторону] б) Рис. 4.4 - ЬСлассификация движений автомойщика в положении:

а) «стоя»;

б) «сидя»

Согласно этой классификации все движения разделены на две большие группы: выполняемые в положении «стоя» и выполняемые в положении «си дя». В свою очередь, каждая из этих групп, включает в себя движения, кото рые могут быть объединены в три подгруппы: движения верхних конечно стей, движения нижних конечностей и движения туловища.

Движения верхних конечностей разнообразны, но основными являются сгибание и разгибание в локтевом суставе под различными углами, отведение в плечевом суставе (вперед-назад, в сторону).

Основные движения нижних конечностей: движения, связанные с опорной функцией - движения, по средствам которых нижняя конечность выполняет рессорную функцию и локомоторные движения (в ходьбе, в при седаниях). К движениям, совершаемым туловищем, относятся сгибание и разгибание (наклоны вперед и назад, в сторону).

Следует отметить, что при проектировании влагозащитного костюма, который желают иметь работники автомойки, необходимо учитывать изме нение расстояний по поверхности тела автомойщика между антропометриче скими точками при выполнении характерных движений.

4.2 Эргономические исследования динамического соответствия специальной влагозащитной одежды для автомойщиков В результате исследования комплекса характерных движений рабочих автомойки при ведении автомоечных работ было выделено 18 характерных поз и движений (см. рис. 4.2), с их помощью необходимо проанализировать изменения размерных признаков. Результаты анализа даны в приложении Ц.

Во время работы автомойщика ряд размерных признаков (ширина спи ны, длина спины до талии, высота плеча косая, расстояние от линии талии до плоскости сидения, длина руки до линии обхвата запястья минус вертикаль ный диаметр руки, расстояние от линии талии до колена) имеет значитель ные увеличения параметров, а следовательно, части спецодежды, прилегаю щие к этим участкам тела, будут испытывать наибольшие растяжения.

По данным таблицы приложения Ц можно сделать вьшод о том, что при вы полнении автомоечных работ основным изменениям подвергаются конструктивные участки: Т40 (Дт.с), Т47 (Шс), Т49 (Дс), Т68 (Др.зап), Т27 (Дн), Т41 (Вп.к), Т (Дт.п), Т11 (Вз.у), Т18 (От), Т22 (Ок), Т21 (Обед), Т77 (Дп.об), Т45 (Шг), а также Т57 (с1пл.р), Т* (Дтк), Т** (Ор.л). Для оценки значимости влияния отдельных размер ных признаков на уровень эргономичности конструкции были определены частоты встречаемости конструктивных отрезков, которые изменяют свою величину при движении человека, ;

^, %, по следующей формуле [62]:

n (4.2) где п — количество одного конструктивного участка, встречающегося во всех телодвижениях;

к- количество всех конструктивных участков.

В результате были получены следующие значения:

Т40 (Дт.с) = 8,8% Т47 (Шс) =68,8% Т49 (Дс) =62,5% Т68 (Др.за„) =50% Т27(Дн) = 43,8% Т41(Вп.к)=37,5% Т36 (Дт.п) =75% Т21(Обед)=12,5% Т11(Вз.у)=43,8% Т18(От)=31,2% Т22 (Ок) =18,8% Т45(Шг)=75% Т77(Дп.об)=18,8% Т57 (dn.3.p) =25% Т** (Ор.л) =56,2% Т* (Дтк) =56,3% Таким образом, наиболее часто изменяют свои параметры, следующие размерные признаки Т49, Т47, Т36, Т68, Т45, Т* (расстояние от линии талии до колена), Т** (обхват руки в локтевом суставе), характеризующиеся конст руктивными участками, представленными в табл.4.1.

Т а б л и ц а 4.1 - Соответствие конструктивных параметров и размерных при знаков, необходимых для проведения эргономического ис следования Конструктивный Размерный признак параметр - Расстояние от линии талии сзаци до точки основания шеи (Т43);

Длина спинки до талии - Высота плеча косая (Т41);

Длина переда до талии - Длина талии спереди (Т36);

- Расстояние от щейной точки до линии обхвата фуди перво Глубина проймы го с учетом выступания лопаток (Т39);

Ширина изделия по - Обхват груди первый (Т14);

линии груди - Обхват груди второй (Т15);

- Обхват груди второй (Т15);

Ширина проймы - Ширина груди (Т45);

- Ширина спины (Т47);

Ширина переда - Ширина груди (Т45);

Ширина спинки - Ширина спины (Т47);

- Длина руки до линии обхвата запястья (Т68);

Длина рукава - Обхват руки в локтевом суставе (Т**) - Длина ноги по внутренней поверхности (Т27);

Длина брюк - Расстояние от линии талии до плоскости сидения (Т49);

- Расстояние от линии талии до колена (Т*) Ширина брюк - Обхват колена (Т22);

По всем участкам изделия требуется обеспечить необходимую свободу, т.е. при разработке конструкции влагозащитного костюма конструктивные участки необходимо проеьаировать с учетом динамических приростов. Для опреде ления динамических приростов были проведены антропометрические измере ния этих конструкгивных участков в статике и динамике в соответствие с рис. 4.2.

Техника измерений соответствовала рекомендациям методики ЕМКО СЭВ [137]. Наиболее полно оценить характер изменения позы рабочего ав томойки на этапе исследования можно с помощью следующих критериев:

- отклонение корпуса от вертикальной оси (у);

- угол между плечами и рредплечьем (а);

- угол между бедрами и голенью ф);

угол между туловищем и бедрами (Z);

- положение рук при различных движениях (а).

Количественные характеристики этих показателей были определены по фотоматериалам с помощью чертежных принадлежностей.

Из всех полученных значений величин а, р, у, z и о были выбраны ми нимальные, максимальные и средние значения, которые, на наш взгляд, обеспечивают необходимую достоверность результатов исследований.

Для определения изменен1:я размерных признаков при указанных выше позах фигура, близкая к типовой, имитировала эти движения, соблюдая вы бранные значения а, р, у, z и а. При этом определение размерных признаков выполняли с использованием метода контактного обмера. Значение основ ных признаков для каждой группы критериев представлено в приложении Ш.

Для того, чтобы оценить изменение размерных признаков определили динамический эффект, который рассчитали следующим образом:

(4.3) с1,=х;

'^-х1'\ где d,- собственный динамический эффект у i- го лица, / = 1,2,...;

л:|'^^ - значение динамического признака у i- го лица;

xf' — значение статического признака у i- го лица.

Значения основных размерных признаков конкретной (выбранной для исследований) фигуры в статике приведены в таблице 4.2.

В качестве объекта исследования была выбрана мужская фигура, так как 85% из числа работников на автомойке составляют мужчины (фигура по размерным признакам наиболее приближена к типовой 176-104-92).

Т а б л и ц а 4. 2 - Основные размерные признаки типовой и конкретной фигур в статике Условное обозначение размерного признака Величина размерного признака, см Тз Тзб Тз9 Т41 Т Т43 Т47 Т Т 50,4 21, 56,3 41,7 49,4 15,6 39,5 80, 39, Типовой фигуры Конкретной 50,2 16, 55,6 20,1 38,2 40,5 47,8 39,5 80, фигуры Отклонение конкретной фигуры 0,2 -0,4 0,7 1,2 1, 1,5 1, от типовой Как видно из таблицы 4.2, выбранная для исследования конкретная фи гура по размерным признакам мало отличается от типовой, и поэтому может использоваться для исследований. Величина отклонения не превышает 1,0 см почти по всем размерным признакам, кроме Т39, Т45, Т47 и Т41, что объясняется спор тивным телосложением и хорошо развитой мус1^латурой кошдэетной фигуры.

При движениях человека расстояния между отдельными антропомет рическими точками тела, измеренные по его поверхности, непрерывно изме няются. При этом на участках, где размеры одежды оказываются меньше раз меров тела, ткань растягивается или одежда перемеш;

ается по поверхности тела человека, и человек чувствует себя в такой одежде неудобно - она стес няет его движения. Там, где размеры тела человека остаются меньше соответствую ших размеров одежды, ткань располагается свободно, образует складки, изгибы и т.д.

Размеры отдельных участков одежды с учетом движения в ней человека необ ходимо регулировать величинами припусков и прибавок на свободное облегание.

Таким образом, на основании данных табл.4.2 и прил. Ш, определили динамический прирост к размерным признакам, результаты измерений и рас четов представлены в табл.4.3.

Таблица 4. 3 - Расчет динамических эффектов Динамический прирост к размерному размерного призна мический эффект, Выбранный дина признаку при выполнении эргономиче Условное обо ка в статике, см ских поз, см Процент значение раз Величина динамиче мерного при см знака /конст- ского при № №3 №4 № руктивный от- роста № №1 № резок Для построения конструкции Тзб//36-16/ 56,3 -9,8 -9,6 -8,8 -2,5 -6,6 0, -5,3 0, 0, 21,6 -0,3 -2,4 -2,0 -0,5 0 -0,5 0, Тз9//11-31/ 0,1 0, Т45//35-37/ 39,3 -7,7 -6,9 -8,8 2,6 -7,9 2,6 6, 0,8 -1, 6, Т47//31-33/ 41,7 9,0 10 4,3 4,0 10,2 10,2 24, 3, 0,3 0, Тб8//13-333-93/ 75,3 0,7 2,0 2,0 2, 1,4 0,1 1, 0,2 3,3 1,5 1, Т22//78-787 39,5 3,0 2,5 0,5 3,3 8, 5, Т27//441-940/ 5,5 0, 80,9 0,2 5,5 6, 3,1 0,1 0, Для контроля 7, 49,4 5,6 9,8 -3 3,3 9,8 19, -1, -1, Т 6,7 6, 50,4 10,5 3,7 6,0 10,5 20, 5, 6, Т Примечание: * Знак «минус» в определенном динамическом эффекте здесь и далее по таблице означает, что рассматриваемый размерный признак уменьшается в динамике, т.е. уменьшается его числовое значение. Помера эргономических поз соответствуют но мерам движений представленных в приложении Ш.

Анализируя данные табл.4.3, установили, что для одного размерного признака характерно несколько величин динамического прироста, поэтому возникает необходимость дифференцированного выбора величин припусков.

Следует выбирать максимальные величины припусков, отвечающие динами ческим эффектам, потому что они наиболее полно ноказывают, на какую ве личину может максимально изменяться размерный признак при выполнении автомоечных работ. Если выбирать минимальное или среднее значение ди намического эффекта, то вычисленная по этим значениям прибавка на свобо ду движения (ПС) может оказаться недостаточно большой и, следовательно, изделие будет стеснять движения, т.е. не будет соответствовать своему назначению. Также по данным табл. 4.3 видно, что наибольшему изменению под вергаются следующие размерные признаки: Т41, Т43, Т47, а наименьшему измене нию — размерные признаки Тзб, Т33. Динамический прирост к размерному призна ку длины спины до талии в среднем составляет 21,3%. Область средней и нижней части проймы при многих позах и движениях испытывает большие нагрузки, по этому динамический прирост к размерному признаку ишрины спины следует учи тъгоатъ полностью, т.е. принимать его максимальную величину — 28,15%.


Динамические эффеюы могут более полно использоваться для определения ве личины npmtyCKOB в конструкщш лекал специальной влагозащитной одежды.

На следующем этапе исследования необходимо определить долю или процент использования динамического эффекта в динамической прибавке.

4.3 Расчет конструктивно-эргономических параметров конструк ции влагозащитной спецодежды на основе результатов исследования Основной особенностью влагозащитной спецодежды является не про пускание через структуру материала воздуха и воды. В такой спецодежде не обходимо предусмотреть конструкцию с увеличенными припусками на сво бодное облегание и наличие конструктивных элементов обеспечивающих циркуляцию воздуха в пододежном пространстве, для регулирования микро климата под спецодеждой и создания комфортных условий для работы.

Для обеспечения свободы движения и дыхания человека при вьшолнении ав томоечных работ, а также минимального давления на тело, создание воздупшой прослойки для регулирования теплообмена в пододежном слое и кожного дыхания необходимо рассчитать техничесь^то прибавь^. Главным фактором, влияющим на эту прибавку, является изменение размеров тела в динамике (т.е. в движении) по сравнению с его размерами в статике и изменение размеров тела при дькании.

Минимально необходимую прибавку Пстт по линии груди рассчитали для куртки по формуле [138]:

+1, (4.4) ?^ где Г/б - обхват груди третий, см;

/„ - толщина пакета материалов, см;

А16 интервал безразличия полуобхвата груди третьего, см.

Расчет выполнили исходя из измерений тела при глубоком вдохе (Летах составляет 2,5% Tie) и толщины пакета материалов одежды. Подставляем 2, значения и получаем, что /7с mm + 3,14-0,8 + 1 = 6,1 см.

Толщину пакета материалов рассчитали с учетом сумм^ной толщины него и наружного пакетов спецодежды на соответствующем конструктивном участке.

Минимально необходимый припуск на свободное облегание {Цстй), см, рас считьшают для одежды 2-3 слоев, исходя из изменения размеров тела и толщины пакетов, заключенных под одеждой соответствующего слоя, по формуле:

^cmin =d^+ 0,5 • тгд^ + 7гд„^ + АГ^, (4.5) где dp - динамический эффект размерного признака при выполнении движе ния;

Зе - толщина материалов верха;

3„к - толщина материалов пакета одеж ды, заключенного под соответствующим слоем одежды;

ATj - половина ин тервала безразличия по данному размерному признаку.

Расчет минимальной прибавки на свободное облегание для конструк тивных участков, наиболее часто изменяющих свои параметры при ведении автомоечных работ, представлен в таблице 4.4.

Т а б л и ц а 4.4- Расчет минимальной прибавки Я,cmtn Наименование Зпк, dp, см ATi, см де, СМ размерного признака см СМ К ширине спины (Т47) 13, 10,2 0,40 0, 1, К ширине груди (Т45) 2,6 0,475 0, 1,0 6, Расстояние от линии талии сзади 0,104 11, 10,5 0,3 0, до точки основания щей (Т43);

Длина ноги по внутренней -0,5 0,23 6, 0, 5, поверхности (Т27) Обхват колена (Т22) 0,7 0,23 0,25 4, 3, Длина руки до линии обхвата 0,471 0,25 3, 2,0 0, запястья (Т68) Высота проймы сзади (Т39) 0, 0,2 0,15 0, 0, Длина талии спереди от шейной 0,206 0,15 1, 0, 0, точки (Т36) Таким образом, в процессе исследований направленных на определе ние рациональных прибавок, были установлены конструктивные прибавки и технологические припуски. Корректировка конструктивной прибавки со стояла в изменении прибавки на свободу (прибавка физиолого-гигиеническая и прибавка динамическая) и прибавки на пакет (прибавка на внутренний па кет и прибавка на наружный пакет) по основным конструктивным з^асткам куртки и полукомбинезона.

4.4 Разработка функциональных решений влагозащитной спецодежды с для работников автомойки При проектировании специального влагозащитного костюма учитыва ли ряд требований, характеризующих физиологическое, антропометрическое, гигиеническое и психологическое соответствие одежды её назначению.

В результате анализа литературных источников [22, 24, 56] выделено, что для улучшения гигиенических свойств влагозащитной одежды в основ ном применяется специальная конструкция с увеличенными припусками на свободное облегание. В конструкциях непромокаемой одежды рекомендует ся в основном применять отлетные кокетки по спинке и полочкам, вентиля ционные отверстия в защищенных от воды местах и другие элементы, спо собствующие удалению водяных паров из пододежного пространства.

Известна также защитная одежда, описанная в патенте RU 2173440 С [139], кл. A41D 13/015 от 10.09.2001 г., содержащая комбинезон из много слойной ткани, выполненной с вентиляционными отверстиями для воздухо обмена человека с внешней средой. Недостатком данной одежды является то, что она не обеспечивает защиту человека от воды вследствие намокания сло ев ткани в процессе эксплуатации. Рассмотренное конструктивное рещение не обеспечивает санитарно — гигиенические условия труда.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобре тению является влагозащитный костюм, описанный в патенте GB [140], А 41 D 27/28 от 23.06.1932 г., который вьшолнен из водонепроницаемого материала, нри этом детали костюма снабжены средствами, обеспечивающи ми необходимый воздухообмен человека с внешней средой. Недостатком из вестного костюма является то, что не исключается возможность нопадания воды во внутреннюю часть костюма.

В результате патентного поиска были найдены описания изобретений, относящийся к защитной одежде воды и влаги [141-144]. В данных костюмах используются детали одежды различных конфигураций и материалов по сво им свойствам, а также различные системы вентиляции пододежного про странства. Недостатком данной одежды является то, что производство венти ляционных систем довольно дорого и усложнено в обработке, и к тому же имеет некрасивый эстетический вид. Вентиляционные системы не гаранти руют удовлетворительную вентиляцию костюма и защиту от попадания вла ги во внутрь одежды.

В связи с этим в данной работе разработана новая, более современная конструкция элементов деталей защитного костюма, подвергающихся посто янному воздействию воды и влаги. В основу разработки конструкции поло жено строение костной чешуи рыб и принцип их расположения. Сущность изобретения поясняется чертежами (рис. 4.5 и 4.6), где на рис. 4.5 изображен шестигранный элемент, периметр которого выполнен из четырех прямоли нейных участков 1 и двух криволинейных 2.

Рис. 4.5-Конс1рукция элементов Рис. 4.6—Расположение новых элементов деталей защитного костюма деталей защитного костюма в конструкции Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в защите тела человека от воздействия воды и влаги. Это достигается тем, что водозащитный костюм выполнен из водо- и воздухонепроницаемой ткани, а зоны, в которых аккумулируется наибольшее количество влажности в виде пота и пододежного воздуха выделяемого телом человека, выполнены из со единенных между собой элементов, имеющих форму шестигранников. Верх няя и нижняя части каждого шестигранника не соединены с другими элемен тами и образуют воздухообменные карманы (3), закрытые верхним (3) и нижним клапанами (4), образующая линия каждого из которых имеет форму линии второго порядка (см. рис. 4.6).

Верхний и нижний клапаны защищают карманы от попадания в него воды, а также обеспечивают ее удаление. При этом высота каждого клапана не меньше 1/3 высоты между двумя параллельными гранями шестигранного элемента, а ширина равна длине грани.

Научная новизна данного изобретения подтверждена выдачей патента RU 2254042 С1 [146], кл. А 41 D 27/28,13/00 (ут 12.02.2004 г (см. приложение Ю).

Достоверностью того, что вода не будет проникать сквозь разработан ные элементы, являются исследования, выполненные Я.И. Френкелем [145] по определению предельного угла наклона поверхности, превышение кото рого сопровождается скатыванием капли, и принцип расположения шифера на крыше при выполнении кровельных работ. Вода, попадающая на поверх ность влагозащитного костюма, не будет сорбироваться молекулами волокон ткани, а будет разбиваться в мел.сие капельки быстро скатывающиеся вниз.

В зависимости от условий труда на предприятиях автомойки с повы шенной влажностью или для предприятий других производств с аналогич ными условиями труда, для защиты рабочих от воздействия воды и конден сата рекомендуется использовать новую конструкцию элементов деталей за щитного костюма на различных участках одежды в соответствии с топогра фией и процесса намокания участков изделия.

В процессе работы были разработаны варианты моделей влагозащитно го костюма состоящего из куртки и полукомбинезона с элементами новой конструкции, расположенными:

а) в куртке - кокетка (1) спинки и переда оснащена воздухообменными карманами (рис. 4.7, а);

б) в куртке - кокетка (1) спинки и переда, верхняя часть рукава (2) до V. области локтя, в полукомбинезоне - область боковых швов (3) брюк оснаще ны воздухообменными карманами (рис. 4.7, б);

в) в куртке - реглан - арка (1), в полукомбинезоне или брюках - верхняя часть (2) оснащены воздухообменными карманами (рис. 4.7, в).

а Рис. 4.7 - Эскизы влагозащитного костюма состоящего из куртки и полукомбинезона с элементами новой конструкции С Расположение элементов новой конструкции в плечевой области влаго защитной куртки, необходимо, так как в районе спины образуется наиболь шая влажность пододежного воздуха.

Предлагаемый костюм в процессе эксплуатации работает следующим образом. После попадания воды в области деталей оснащенных шестигран ными элементами, она скатывается вниз. При этом внешний клапан 4 (см рис. 4.6) исключает попадание воды в воздухообменный карман 2, а внутрен ний клапан 3 при попадании на него капель отражает их, защищая карман 2.


Кроме того, в процессе работы в данном костюме, в пододежном слое скап ливается пот и газообразные углекислотные выделения кожи и загрязненного нательного белья, которые через воздухообменные карманы 2 транспорти руются во внешнюю среду.

Такое конструктивное решение исключает попадание воды во внутрен нюю часть костюма и обеспечивает воздухообмен с окружающей средой, что улучшает санитарно — гигиенические условия труда персонала, использую щего предлагаемый костюм.

Воздухообмен во влагозащитном костюме из водоупорных тканей, как говорилось выше, обеспечивается путем расположения шестигранных эле ментов в зонах наибольшего скопления пота и конденсации скапливающейся во внутренних слоях пакета спецодежды.

Регулировать циркуляцию воздуха можно с помощью элементов раз личных размеров, размещая их определенным образом. В местах, где требу ется большая циркуляция воздуха, следует размещать элементы с большим разведением, что обеспечивает большую величину подъема внешнего клапа на. Размер элемента, а именно внешний клапан элемента, изменяется путем изменения длины граней или конического разведения элемента (рис. 4.8).

Изменение размеров шестигранного элемента при коническом разведении представлено в таблицах 4.5 и 4.6.

2.0 см 2.0 см Рис. 4.8- Изменение размеров воздухообменного кармана путем конического разведения элемента и длины грани Т а б л и ц а 4.5 — Изменение высоты подъема края шестигранного элемента Ширина ^^„-"-'''''^ Высота подъема края элемента, см стороны, см ^—•"'"'"^ ^ Величина 1, 0,4 1, ^„„---'''''''^^ разведения, см 2 0,8 1,2 1, 3 0,9 1, 1, 4 2, 0,9 1, 5 2, 2, 1, 6 2,3 2, 1, Т а б л и ц а 4.6 - Изменение поперечных и продольных размеров шестигран ного элемента при коническом разведении Величина Ширина нижнего Длина сторон Ширина верхнего разведения, см элемента, см клапана, см клапана, см 0, 0,4 1, 2,0 0,85 1, 1, 0, 1,6 1, 0,4 0,8 1, 3,0 0, 1,0 1, 0, 1,6 1, 0,4 1,35 1, 4,0 1, 1,0 1, 2, 1, 1, 0,4 1,8 2, 5,0. 2, 1,0 1, 2,0 2, 1, 0,4 1,6 1, 6,0 2, 1,0 1, 1,6 2, 1, Таким образом, разработанная конструкция деталей зашдгного костюма от вла ги обеспечивает свободную циру^отацию воздуха, благодаря чему испарения (следст вие потоотделения организма человека) транспортируются на поверхность защит ного костюма Эгот процесс позволяет регулировать влажность внутри одежды и под держание должного микроклимата около кожи в условиях повьш1енной влажности окружающей среды при вьшолнении физических нагрузок рабочими.

4.5 Разработка модельной конструкции влагозащитной спецодеж ды для работников автосервиса с использованием САПР «Грация»

На современном этапе развития техники и новых технологий интенси фикация процесса проектирования специальной одежды возможна только при использовании системы автоматизированного проектирования одежды (САПР) [147]. Поэтому все проектные и конструкторские работы по созда нию модельной конструкции мужского влагозащитного костюма (куртки и полукомбинезона) для работников автосервиса (автомойки) выполняли в САПР «Грация» (рис. 4.9), программно - технические средства которой уста новлены в учебной лаборатории кафедры «Моделирование, конструирование и дизайн» при ЮРГУЭС.

'Трация" создание эскизов и рисунков моделей ]Худо:к1цп:| алгоритм построимя |папи1ра тканей конструкции [Констр^тсю I — спецодежды задание реквизитов моделей t задание реквизитов построение задание норм лекал прошв одиых лекал приращений построение в конструктивных в спо М гательных О точках для града1дни ^лекал зарисовка формирование | отдельных лекал заданий на раскладку!

построение раскладок лекал нз зарисовка |порезка основной ткани раскладок |иастипа 1построение раскладок лекал из |Рас1ладка|- 'подкладочной ткаин управляющие построение раскладок лекал из программы прокладочного материала до1П'ментированне раскладок на стройка компьютера и пер риферийных устройств описание технологического процесса -|ТСХН 01101 им I |выбор оборудоваиия|| сведения о степеин готовности |расчет норм выработтси|. |Д] ^конкретной модели к запуску )асчет стоимости I |в производство готовления изделия Г подсистемы С^ JTF Рис. 4.9 - Структурная схема процесса проектирования влагозащитного костюма в САПР «Грация»

В ходе исследований были построены базовые основы проектируемого влагозащитного костюма с помощью системы САПР «Грация» с прибавками, рассчитанными в пункте 4.3. Разработали коллекцию моделей специального влагозащитного комплекта одежды (см. приложение Щ). Эскиз проектируе мой модели костюма, состоящего из куртки и полукомбинезона, представлен на рис. 4.10. В приложении Щ1 представлены фотографии разработанного влагозащитного костюма для автомойщика. Важнейшей исходной информа цией на этапе конструирования являлись данные о характере и топографии воздействия вредных производственных факторов (см. главу 1). Эти данные, прежде всего, повлияли на вид спецодежды и её комплектность.

ч, Рис. 4.10 - Эскиз модели влагозащитной спецодежды:

а) с элементами новой конструкции;

б) с деталями из различных материалов по своим свойствам Влагозащитный костюм имеет ряд очень важных особенностей. Каж дая деталь костюма несет определенную функциональную нагрузку, продик тованную требованиями эргономики, психологии, условий труда и требова ниями, предъявляемыми к влагозащитной спецодежде, установленными в процессе изучения условий труда на автомойке.

Изучение опасных и вредных производственных факторов повлияло не только на выбор материалов, но и на выбор защитных пропиток и конструк тивных элементов, например, таких как вид застежки. Особенностью являет ся то, что куртка с центральной застежкой на водостойкую тесьму - молнию, расположенную по краю борта кокетки, и переходящая в концы капюшона.

Для повышения водозащитных свойств куртки, с изнаночной стороны застежки притачан защитный клапан веерообразной формы.

С учетом топофафии и процесса намокания спецодежды, условий тру да рекомендуется в пакете влагозащитной спецодежды использовать комби нацию из нескольких основных тканей, различных по своим свойствам. На пример, деталь спинки состоит из трех частей и изготавливается из трех раз ных по свойствам материалов. Рукава также имеют особую конструкцию.

Для влагозащитной куртки рекомендуется использовать рукава руба шечного покроя (обеспечивающего максимальную свободу движения) с от резными частями из водонепроницаемого (водоупорного) материала, распо ложенных в нижней части рукава. В конструкции рукава предусмотрены вставки из «дышащего» материала, обеспечивающие свободную циркуляцию воздуха, благодаря чему испарения (водяные пары из пододежного простран ства) оказываются на поверхности одежды. Вставки оказывают существенное влияние на показатели микроклимата под одеждой и теплоотдачу организма.

Влагозащитный комплект спецодежды для автомойщика является мно гофункциональным (трансформируемым), т.е. куртка и полукомбинезон от носятся к группе демисезонной спецодежды (в конструкции используется двухслойный пакет одежды). Пристегивая утеплитель с различным количест вом слоев по зонам, с учетом коэффициента эффективности утепления для условий с вертикальным градиентом температуры, влагозащитный комплект спецодежды становится изделием, относящимся к зимней группы (в данном случае используется многослойный пакет одежды).

По результатам анализа отечественных разработок и патентного поиска для обеспечения гигиенических требований к влагозащитной спецодежде ре комендуется в верхней части спинки до линии талии использовать подкладку из материала, обладающего гигроскопичностью и желательно сделать ее съемной для удобства стирки. Другой в^иант конструктивного решения — в верх ней части спинки подкладки с внутренней стороны вьшолнить объемный карман из сетчатого материала, внутрь которого, вставлена прокладка, вьшолненная из нетканого гидрофильного материала. Нетканый гидрофильный материал способствует впитыванию продуктов потоотделения и образовавшегося кон денсата на внутренней стороне ткани верха, тем самым, регулируя микро климат пододежного пространства. Для нросушивания и удобства освобож дения прокладки из кармана в нодкладке предусмотрено отверстие. Размер отверстия регулируется тесьмой-молнией. Аналогом данного конструктивно го решения являлись данные представленные в [148].

Материалы с покрытием исключают влажно-тепловую обработку, по этому при моделировании и конструировании снецодежды объемную форму в верхней части изделия получили только благодаря конструкции.

Так в верхней части спинки плечевую вытачку перевели в линию нод реза кокетки. Посадку по борту, предусмотренную на уровне линии груди на нолочке, перевели в среднюю линию (линию полузаноса) кокетки. Конструк цию деталей разработали без проектирования посадки и оттяжки деталей.

Для регулирования объема 1^ртки по линии низа продернут шнур, концы кото рого закреплены на переде и выходят на лицевую сторону но бокам IQPTKH.

Полукомбинезон цельновыкроенный по линии талии. Па передних по ловинках брюк нолукомбинезона расположен боковой накладной объемный карман с клапаном, застегивающийся на ленту «велькро», а также централь ная застежка на тесьму - молния и на ленту «велькро». По линии талии кули са с эластичной лентой. Па нередних и задних частях нолукомбинезона при тачаны нять шлевок для нояса. Длина нолукомбинезона до линии талии регу лируется с номощью бретелей на пряжках.

По краю кокеток переда и спинки, линии локтя на рукавах, по линии соединения брюк с нижними частями настрочена светоотражательная нолоса для безопасности работы в помещении при въезде и выезде автомобиля из бокса, и при мойке автомобиля во время туманообразования.

Па уровне колен настрочены наколенники для зашиты от истирания.

Па задних ноловинках брюк нолукомбинезона настрочены леи. Пижняя часть брюк полукомбинезона отрезная с дополнительной внутренней манжетой (низ манжеты с эластичной лентой). По низу бокового шва расноложена за стежка на тесьму «молнию» для удобства эксплуатации (рис. 4.11). Внутрен няя манжета заправляется в резиновые сапоги, что исключает попадание воды в обувь.

ев етпотражательвая А-А резинка' Рис. 4.11 — Схема обработки низа полукомбинезона В подсистеме «Конструктор» был разработан алгоритм построения модельной конструкции влагозащитного костюма. Чертежи модельной кон струкции влагозащитного костюма представлены в приложении Э.

ИЬвестно, что водозащитные свойства специальной одежды зависят от способа обработки соединительных швов, конструкции шва, номера ниток, игл и т.д. [149].

Методы соединения деталей, в предлагаемом нами влагозащитном костюме, применялись соответственно свойствам покрытия и назначением изделия.

Для соединения деталей конструкции влагозащитной (водозащитной) спецодежды из тканей с пленочным покрытием или водоотталкивающей от делкой использовали ниточно-клеевой способ соединения деталей. При об работке изделий из материалов с водоотталкивающими пропитками и покры тиями использовали иглы с меньшим диаметром, чтобы не нарушать покры тие ткани. Номер ниток соответствовал номеру иглы. Фиксирование швов соединения деталей влагозащитного костюма производили клеевым методом с закреплением припусков швов, тем самым, обеспечивая высокую проч ность соединяемых деталей в условиях новышенной влажности окружающе го возд)О(а и воды при ведении автомоечных работ.

Следует выделить еще один важный момент. Влагозащитная спецоде жда при выполнении работниками автомоечных работ подвергается дейст вию воды и мыльного раствора, а также масляных брызг при мойке двигате лей автомашин, поэтому для прокладывания строчек рекомендуется исполь зовать нитки, стойкие к перечисленным агрессивным средам.

В подсистеме «Модели» задали реквизиты лекал и нормы приращений в конст руктивных точках для градации по размерам и ростам, выполнили градацию всех ос новных лекал влагозащитного костюма по рекомендуемым размерам и ростам.

Экспериментальные раскладки лекал деталей защитного костюма вы полнили в полуавтоматическом режиме в подсистеме «Раскладка». Предва рительно сформировали задание на раскладку в подсистеме «Заказы». В дан ной подсистеме определили ьфатность и класс лекал, указали вид материала и тип на стила, ширш^ ткани, а также количьхтво моделей и перечень размеров и ростов.

Таким образом доказана возможность и целесообразность применения ЭВМ в конструировании специальной одежды. Использование САПР дает возможность обеспечить высокую воспроизводимость чертежей конструкции по заданным размерным признакам с использованием разработанной систе мы припусков и прибавок.

4.6 Производственная апробация и внедрение результатов работы Разработанные модельные конструкции влагозащитного костюма, со стоящего из кзфтки и полукомбинезона для автомойщиков прошли производ ственную апробацию на ООО «БВН инжениринг» г. Новочеркасска.

На основании результатов производственной проверки отмечено:

- образцы моделей куртки и полукомбинезона, разработанные на основе данных эргономических исследований, соответствуют направлению моды, эстетическим требованиям, характеру занятий и возрастным особенностям работающих на автомойке;

- разработанные модели влагозащитной одежды отличает высокий консг рукгивно-эргономический уровень, хорошее качество посадки (обеспечивается соответствие верхних опорных участков конструкций верхним опорным уча сткам поверхности фигуры автомойщика) и сбалансированность изделия, от сутствие дискомфорта при опытной эксплуатации;

- при изготовлении влагозащитной одежды использовались элементы новой конструкции, конструктивное решение которых исключает попадание воды во внутреннюю часть костюма и обеспечивает воздухообмен с окру жающей средой, что улучшает санитарно - гигиенические условия труда персонала, использующего предлагаемый костюм;

- с учетом топографии и процесса намокания спецодежды, условий труда в пакете влагозащитной спецодежды использовали комбинацию из несколь ких основных тканей, различных по своим свойствам;

что позволило создать костюм высшего качества и красивый внешний вид.

Эскизы и образцы моделей влагозащитной спецодежды были обсуждены и одобрены представителями фирм автосервиса и работниками автомойки, что под тверждает их соответствие требованиям и предпочтениям потребителей.

Выводы 1. В результате эргономических исследований комплекса движений авто мойщиков, при выполнении технологического процесса мойки автомобиля, выявлены эргономические позы и разработаны классификации движений, выполняемых автомойщиком, в зависимости от работы опорно двигательного аппарата.

2. Установлена степень изменения размеров тела в зависимости от видов движений в различных ситуациях потребления влагозащитного костюма в условиях повыщенной влажности воздуха.

3. По данным экспериментальных исследований разработаны рациональные конструкции влагозащитной спецодежды, обеспечивающие, при хорошем качестве посадки на фигуре, высокий уровень ее функционирования в динамике.

4. Разработаны детали влагозащитного костюма, для противодействия нежела тельному воздействию воды и влаги и решения влагозащитной спецодежды, обес печивающие необходимую герметичность и воздухообмен с внешней средой.

5. Подготовлена и внедрена в производство проектно-конструкторская документация (техническое описание, комплект лекал) на влагозащитный костюм (куртка и полукомбинезон) для автомойщиков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. На основании изучения современньк источников научно — технической ин формации проведен системный анализ особенностей проектирования водозащит ной одежды, выявлены и систематизированы факторы, влияющие на процесс регу лирования влажности внутри одежды и поддержание должного микроклимата око ло кожи в условиях повышенной влажности О1фужающей среды при вьшолнении физических нагрузок рабочими. В результате сделан вьшод об актуальности разра ботки констр5^кции и технологии изготовления водозащщной одежды на основе комплексного учета специфики работы людей на автомоечных станциях.

2. Анализ эксплуатации спецодежды и топофафии ее намокания от повышенной влажности и воды, а также топографии износа в неблагоприятньк условиях автомо ечного производства показала, что спецодежда и соединения ее деталей в целом не удовлетворяют всему комплексу требований к защитным свойствам. Обследование повреждений в процессе эксплуатации мoIqюй спецодежды показывает, что разные 5Д1астки костюма требуют примене1шя разных по защитным свойствам материалов.

3. На основе экспериментальных исследований поверхностных свойств тканей установлено, что применяемые в настоящее время для спецодежды влагозащитные материалы не гарантируют необходимого минимума запщтной способности при комплексном воздействии агрессивных факторов (горюче смазочные масла, мыльный раствор и грязь) и повьппенной влажности воздуха.

4. Теоретическое и экспериментальное изучение процесса влагопередачи через материалы показало, что на процесс влагопередачи через лицевую сто рону материала влияют факторы, обусловленные действиями окружающей среды и факторы, связанные ее свойствами самого материала. В основном для тех материалов, которые используются для изготовления влагозащитной спецодежды для автомойщиков, определяют водоупорность.

5. На основе исследования водозащитной способности материалов для влагозащитной спецодежды сделан вывод о том, что водоупорность материа лов зависит от вида пропиток, качества водоотталкивающей отделки, возду хопроницаемости и загрязненности поверхности.

6. Проведена оптимизация основных конструктивных параметров водо защитной спецодежды, обеспечивающая высокий уровень динамического со ответствия, что позволило разработать влагозащитный комплект одежды для работы в условиях повыщенной влажности при ведении автомоечных работ, обеспечивающий надежную защиту человека от промокания и поддержи вающий оптимальные параметры микроклимата внутри комплекта одежды в течение продолжительного времени.

7. Впервые разработана классификация характерных поз и движений, выпол няемых рабочими автомойки в течение дня;

установлены рабочие движения. Для оценки значимости влияния отдельных размерных признаков на уровень эргоно мичности конструкции были определены частоты встречаемости конструктив ных отрезков, которые изменяют свою величину при движении человека.

8. Для практической реализации способа удаления конденсации влаги и вентиляции пододежного пространства в спецодежде разработаны конструк ции элементов деталей защитного костюма, подвергающихся постоянному воздействию воды и влаги. Новые конструкции элементов деталей защитного костюма рекомендуется использовать на различных участках спецодежды в соответствии с топографией и процессом намокания участков изделия.

9. Впервые разработана методика расчета толщины пакета одежды и оп ределены коэффициенты эффективности утепления голени для условий пре бывания в помещениях с большим градиентом температуры по вертикали.

10. Разработали рекомендации по перераспределению теплоизоляционного слоя в пакете спецодежды, которые позволяют создать спецодежду с высо кими параметрами тепловой защиты различных частей тела человека для ус ловий неравномерного по высоте температуры.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СИИСОК 1. Сахарова, В.И. Исследование структуры и разработка технологиче ских параметров изготовления соединительных швов влагозащитной одежды из материалов с покрытиями [Текст]: Дис....канд. техн. наук: 05.19.04 / Саха рова Валентина Ивановна. - М., 1979. -159 с.

2. Лыков, А.В. Теория сушки [Текст] / А.В. Лыков. — Изд 2-е., перераб.

и доп. — М.: Энергия, 1968. — 471с.

3. Технологическое оборудование для технического обслуживания и ремонта легковых автомобилей: Справочник / Р.А. Попржедзинский, A.M.

Хазаров, В.Г. Карцев, З.Г. Евсеева. — М.: Транспорт, 1988. — 176 с.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.