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 || 3 | 4 |

«ИЗ ФОНДОВ РОССИЙСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ БИБЛИОТЕКИ Кваскова, Тамара Викторовна Улучшение условий труда работников ...»

-- [ Страница 2 ] --

Если в каждой матрице обвести кружком один из элементов, а затем соединить все обведенные элементы, то каждая полученная цепочка элементов будет представлять возможный вариант решения исходной проблемы. Если использовать такую систему матриц для построения п-мерного пространства, мы получаем некий «морфологический ящик». Анализ будет завершен, если в каждом отделении «ящика» имеется одно решение либо не имеется ни одного [73,83], Особо необходимо отметить, что вплоть до завершающего момента не должен ставиться вопрос о ценности того или иного решения. Это почти всегда наносит ущерб беспристрастному применению морфологического метода.

Однако как только получены все решения, можно сопоставить их с любой системой принятых критериев, 4, Определение функциональной ценности всех полученных решений составляет четвертый, главный шаг морфологического анализа. Чтобы не запутаться в огромном скоплении деталей, оценка характеристик должна проводиться на универсальной, хотя по необходимости и упрощенной, основе. Это не всегда является легкой задачей.

5, Заключительный шаг состоит в выборе наиболее желательных кон кретных решений и в их реализации.

Применение морфологического метода при выборе конструкций моде ли пылезащитной одежды ограничено ее высокой функциональностью. Этот метод может найти гораздо более широкое применение, когда речь идет о конструировании моделей типа «фэнтази». В этом случае морфологический метод стимулирует и подпитывает идеи модельера.

Выводы по главе 1. Анализ условий труда работников и производственных процессов в АПК, позволил сделать вывод о необходимости нормализации мер по обеспечению безопасности жизнедеятельности и охране труда путем совершенствования существующих и создания новых средств индивидуальной защиты с учетом комплексного подхода к их разработке.

2. Спецодежда является практически единственным средством защиты кожных покровов работающих от неблагоприятных факторов, при таких специфических условиях труда как:

• разбросанность производственных участков;

• отсутствие постоянных рабочих мест;

• разнообразием видов работ с токсичными и нетоксичными пылями и аэрозолями, их различным дисперсным составом и физико химическими свойствами.

3. Анализ литературных источников показал, что защита работающих от вредного и токсичного действия пылей и аэрозолей является актуальной научно-технической задачей. Приведенная в работе классификация аэрозолей и анализ их физико-химических свойств, указали на необходимость создания защитной одежды от мелкодисперсных частиц, а также позволили объективно оценить возможности и перспективы создания специальной пылезащитной одежды.

4. Исследование процесса конструирования спецодежды показало, что при выборе конструктивных элементов уже существующих моделей одежды, не учитывается большинство специфических свойств условий труда, что снижает защитные функции костюма в целом.

5. Анализ компьютерных методов синтеза конструктивных элементов защитной одежды для работников АПК, показал, что при разработке моделей спецодежды наиболее приемлемыми являются методы поискового конструирования, что определяется строгой функциональностью проектируемого объекта, дающие возможность сравнения защитной эффективности этих элементов, и прогнозирования защитных свойств в реальных условиях.

Глава 2. Структурно - информационная модель конструирования снецнальной нылезащитной одеиеды 2.1 Системные требования, нредъявляемые к иылезащнтной одежде и нроцессу ее конструирования Сегодня большинство предприятий афарного комплекса работают по принципу: «безопасность условий труда работников - залог успеха деятельности предприятия в целом». В связи с этим, выпуск спецодежды на отечественные рынки является экономически выгодным, а улучшение ее качественных характеристик - актуальным как в научной, так и в производственной сферах.

Тем не менее, в большинстве случаев, ставка делается на разработку современных защитных тканей и материалов, дизайна, в то время как, конструктивные элементы, оказывающие существенное значение на защитные функции изделия, остаются практически непроработанными.

Работа с конструкцией спецодежды и ее конструктивными элементами должна стать одним из превалирующих направлений в процессе создания защитной одежды, с соответствующим подбором необходимых тканей и материалов, внешнего вида изделия [48].

Исходя из изложенного, при проектировании спецодежды, должны учитываться специфические свойства одежды, как предмета потребления, так и продукта промышленного производства;

обоснована структура и построена классификация взаимоувязанных показателей качества различной степени комфортности.

Таким образом, многокритериальность задач проектирования спецодежды требует рассмотрения самых противоречивых требований, что может быть достигнуто только при системном подходе к ее созданию [50,52], В литературе выделяют следующий ряд требований к защитной одежде: гигиенические, эксплуатационные, эстетические, а также требования к экономичности и технологичности изделия [50,53,89,90,77].

Все перечисленные требования справедливы и для проектирования пылезащитной одежды, применяемой в агропромышленном комплексе при использовании минеральных удобрений и пестицидов на складах их хранения, при обработке сельскохозяйственных культур, а также на мельницах, хлебозаводах.

Все требования к пылезащитной одежде объединяются в определенные комплексы (показатели). Так, уровень качества изделия включает в себя следующие комплексы: функциональные, производственные или технико-экономические, социальные или эксплуатационные [52,57].

Кратко рассмотрим некоторые из них.

Функциональные показатели определяются защитными, гигиеническими, антропометрическими, психофизиологическими и эстетическими требованиями.

Очевидно, что защитные требования являются приоритетными для производственной одежды. Защитные требования могут включать в себя следующие элементы: пыленепроницаемость, огнестойкость, защита от повышенных (пониженных) температур, стойкость к прожиганию, стойкость к проколам и порезам. Данный перечень не является исчерпывающим и может быть дополнен.

Гигиенические требования для пылезащитной одежды включают в себя воздухопроницаемость (пылепроницаемость), гигроскопичность, водонепроницаемость, сырьевой состав.

Воздухопроницаемость с одной стороны, способствует вентиляции пододежного слоя воздуха и удалению углекислоты, содержание которой вызывает плохое самочувствие человека. С другой стороны, воздухопроницаемость способствует проникновению пыли в пододежное пространство на запыленных производствах, что также негативно сказывается на самочувствии человека. Вследствие гигроскопичности волокон ткани ее масса может существенно меняться в зависимости от окружающей среды, что позволяет регулировать потоотделение человека [48].

Эстетические требования к защитной одежде включают художественное оформление одежды, подбор материалов по цвету и фактуре.

Особое значение при конструировании пылезащитной одежды имеют антропологические показатели. Так, характер антропологических контактов человека и одежды неодинаков в покое (статике) и при движениях (динамике) [51,57]. Поэтому при конструировании производственной одежды необходимо учитывать характер выполняемых человеком работ и совершаемых им при этом наиболее часто повторяемых рабочих движений.

Психофизиологические требования включают показатели соответствия одежды физиологическим свойствам и психологическим особенностям человека, закрепленным и вновь формируемым навыкам.

Производственные или технико-экономические показатели качества одежды определяют степень технического совершенства конструкции, методы проектирования и технологии одежды с учетом затрат на ее производство и эксплуатацию. Производственный комплекс, включает в себя требования технологичности конструкции, ее экономичности, а также показатели стандартизации и унификации изделия. Технологичность защитной одежды предполагает уменьшение трудоемкости обработки за счет ликвидации отдельных операций, упрощения способов обработки, создания условий для повышения производительности труда. Экономичность изделия характеризуется минимальной нормой расхода материалов.

Социальные или эксплуатационные показатели характеризуют соответствие изделия общественным потребностям, обусловливающим, целесообразность их производства и сбыта. Указанные показатели определяются такими требованиями, как: долговечность. При соблюдении этого требования защитные свойства конструкции сохраняются в допустимых пределах в течение срока службы при периодическом восстановлении этих свойств в случае необходимости. Требование ремонтопригодности, суть которого сводится к тому, что спецодежда пригодна к восстановлению необходимого уровня свойств в результате специальной обработки.

Безотказность производственной одежды. При соблюдении этого требования, спецодежда должна сохранять защитные свойства в допустимых пределах в течение некоторого времени эксплуатации без восстановления.

Пекоторые авторы в литературе, в эксплуатационный комплекс включают следующие требования: усадка изделия после стирки, изменение защитных показателей после долгой эксплуатации, устойчивость окраски к различным видам воздействий, стойкость к истиранию ткани, очищаемость от производственных загрязнений, стойкость к старению от светопогоды и т.п. [77].

Полагаем, что выделять эти требования отдельно не следует, так как они вполне могут быть включены в такие требования как: долговечность, ремонтопригодность, безотказность.

Исходя из рассмотренных выше требований к защитной одежде, представляется целесообразным упорядочить и систематизировать их. При этом, для каждого требования введем свой код обозначения - Tij. Для этого составим таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Комплексы требований, предъявляемых к защитной одежде № Требования Кодовое Наименование комнлекса • обозначение т„ 1. Защитные Функциональные Гигиенические показатели Т, Антропометрические Ti Психофизиологические Т, Эстетические L '^" Продолжение таблицы 2. 2. Производственные или Конструктивно - Т технико-экономические технологические показатели Экономические Т 3. Долговечность Социальные или Т эксплуатационные Ремонтопригодность Т показатели Безотказность Тзз Рассмотренные выше требования корреспондируют друг другу и при проектировании пылезащитного костюма должны учитываться в совокупности.

Чтобы создать конструкцию, которая отвечала бы характеру работы, обеспечивала безопасность и гигиену труда, не стесняла движений работника, отвечала эксплуатационным показателям качества и, при этом, была экономически обоснованной, необходимо провести анализ условий труда работающих.

Важно учитывать следующие вопросы условий труда, влияющие на проектирование защитной одежды:

- характеристики опасных и вредных производственных факторов (интенсивность, повторяемость их воздействия);

- эргономические позы при выполнении характерных рабочих движений [50,51,57,77,90].

Кроме того, конструктор в соответствии с условиями труда и назначением одежды должен обосновать ее вид, комплектность, сезонность.

Изучение опасных и вредных производственных факторов влияет на выбор конструктивных элементов и материалов. Очевидно, что степень запыления, загрязнения и других профессиональных вредностей, определяет конструкцию защитного костюма и тип применяемого материала.

Так, пылезащитный комбинезон, как спецодежда, предназначен к использованию в теплое время года или в закрытых отапливаемых помещениях в условиях запыленных производств, где не происходит осаждения мелкодисперсных частиц. Конструктивные элементы, проникновение пыли через которые, является наиболее вероятным, следующие: область горловины, застежка, входы в карман, запястья рук и ног.

Для конструкции рекомендовано использовать ткань плащевую полиэфирную с односторонним латексным покрытием или «дышащие»

ламинаты.

Характеризуя опасные и вредные производственные факторы, разработчик должен принять во внимание защитные, психофизиологические, гигиенические, конструктивно-технологические требования, а также социальные или эксплуатационные показатели.

Исследование эргономики работающих, влияет на выбор конструктивных прибавок в одежде и, как следствие, на форму конструкции.

Необходимо, чтобы изделие максимально отвечало характеру основных движений рабочего [48,51], При изучении эргономики, одним из наиболее * важных конструктивных элементов спецодежды является рукав, т,к, он обеспечивает удобство при поднятии рук вверх и разведению их в стороны.

Удобство обеспечивается слегка углубленной проймой, спущенным плечом, уменьшением высоты оката и дополнительным расширением самого рукава, В целях защиты от попадания пыли в пододежное пространство, а также для удобства характерных рабочих движений предусмотрены вытачки в области локтя. Их наличие определяется тем, что в процессе работы, работник часто держит руки в согнутом положении.

Пристегивающийся капюшон изготовлен по форме головы так, чтобы • он не стеснял ее движения, и в то же время давал возможность обозревать производственное пространство, В области горловины предусмотрен пылезащитный клапан. Он отвечает за то, чтобы звенья молнии не забивались частицами пыли.

Во избежание несчастных случаев на производстве предусмотрен такой конструктивный элемент, как: кулиса в области талии, вместо завязывающегося пояса. Что бы проникновение пыли в пододежное пространство свести к минимуму, а также для удобства пользования изделием, по линии притачивания кокетки предусмотрен карман, застегивающийся на молнию и закрывающийся клапаном с металлической кнопкой.

Застежка по линии борта выполнена с герметизирующим эффектом.

При изучении эргономичности, конструктором должны быть учтены антропометрические, защитные, гигиенические, психофизиологические, конструктивно-технологические требования и эксплуатационные показатели.

Все перечисленные выше конструктивные элементы гармонично сочетаются между собой и отвечают эстетическим требованиям к одежде.

Экономичность конструкции определена исключением лишних швов, выбором форм наколенников, пропорциями изделия, что позволяет сократить процент межлекальных выпадов и, тем самым, уменьшить затраты на производство пылезащитного комбинезона [57].

Требования, предъявляемые к процессу конструирования пылезащитной одежды, представлены в таблице 2.2.

Таким образом, разрабатывая конструкцию одежды специального назначения необходимо учитывать следующие условия.

1. Защищать кожные покровы работников от прямого контакта с пылью. Выполнению данного требования может послужить использование в элементах конструкции или в целом изделии, таких материалов, которые улавливали бы пыль и другие аэрозоли, то есть выполняли бы хотя бы частично, роль фильтра. При известных уровнях загрязнения одежды и кожных покровов порядок защитной эффективности средств, необходимых для безопасной работы с токсичными веществами, определяется из условия [17].

(2.1) YBEL, ПДУ ^ ' где Утах - максимальный уровень загрязнения;

ПДУ-предельно допустимый уровень загрязнения кожных покровов токсичными веществами, определяемый по формуле:

(2.2) пду!ШШ^, pS где ПДК- предельно-допустимая концентрация токсичных веществ в воздухе, мг/м^, W -объем легочной вентиляции за рабочую смену, м^;

R коэффициент задержки токсичных веществ в легких;

к- коэффициент кожно орального действия.;

Р = 0,004-^ 0,019 коэффициент всасывания кожей токсичных веществ [65];

2. Исключать попадание пыли в пододежное пространство через конструктивные элементы одежды. Выполнению данного требования может способствовать технологическая разработка герметизирующих конструктивных элементов: узел горловины, состоящий из воротника стойки, нижняя внешняя часть которой выполнена с возможностью присоединения к ней нижнего края капюшона;

обработка бортового среза (центральная застежка гульфиком на молнию и кнопки);

обработка низа рукавов и брюк, предназначенные для полного обхвата руки или ноги;

прорезной карман, закрывающийся на молнию и клапан с кнопкой;

3. Обеспечивать возможность эффективного ежедневного обеспыливания одежды. При очистке запыленных газов или воздуха взвешенные в них частицы проходят через фильтрующий материал и прилипают к нему. Накопленный таким образом осадок пыли, в свою очередь, сам становится фильтрующей средой для последующих частиц. Тем не менее, по мере запыления, на текстильном материале постоянно откладывающиеся частицы пыли, образуют на его поверхности определенный загрязняющий застил, состоящий из взаимосвязанных и не связанных частиц, их агрегатов и агломератов, которые в определенный момент возникает необходимость удалить [4,43]. Методы обеспыливания обеспылевание в пылевой камере и т.д.

4. Не создавать дополнительных затруднений для терморегуляции организма работающих. Другими словами, пылезащитный костюм (комбинезон) должен обеспечивать хорошую паро- и воздухопроницаемость, ограничивая при этом тепловую нагрузку и снижая чувство дискомфорта. работающего [53,54,125,126].

Установление количественных показателей защитных свойств специальной одежды от пыли требует учета особенностей конкретных видов работ и производственных условий и должно принимать во внимание требования медико-биологического характера, которые обеспечивают нормальное функционирование человеческого организма. Необходимо принимать во внимание соображения технико-экономического характера относительно осуществимости и экономической целесообразности разработки и внедрения нового вида одежды. Помимо этого при проектировании одежды необходимо учитывать требования безопасности при работе с вращающимися и движущимися частями машин и соответствие современным эстетическим требованиям. Следует отметить, что, проектируя спецодежду для работы с пылевыми и токсичными веществами, необходимо учитывать весь комплекс указанных выше требований. Не соблюдение одного из них не сможет обеспечить нужный защитный эффект [89].

Анализ конструктивных элементов пылезащитной одежды показал, что основными направлениями по повышению ее эффективности при использовании, является соблюдение требований, влияющих на условия труда работника в запыленных производствах, что позволяет: противостоять воздействию вредных веществ (пестицидам, минеральным удобрениям и другим токсичным веществам);

изменить теплопередачу к кожному покрову человека при повышенной температуре окружающей среды, повышающей активность токсичных и других вредных веществ.

Таблица 2.2 - Требования, предъявляемые к процессу конструирования пылезащитной одежды № Степень Главные недостатки Улучшение Возможность Описание реализации показателей устранения недостатков модели требований 2. 4.

3. 5.

1. 6.

Модель 1 Конструкторско 1. Применяется: Недостаточная защита:

ГОСТ 12.4-100 технологическая внутренний а) плечевые швы;

пылезащитный клапан б) обработка низа рукавов проработка;

подбор накладной артикула ткани;

на спинке;

на рукавах и брюк;

в) Tl5, T21, T22, изменение покроя и брюках применяются карман в области бедра.

изделия;

экономичная усилительные Увеличивается раскладка;

накладки;

многослойность одежды:

использование а) отлетная пелерина пелерины защищает от вызывает неудобство при попадания пыли в повороте головы;

области горловины;

б) обработка борта.

капюшон по лицевому Неудобство использования контуру стянут внутреннего кармана.

шнуром.

Продолжение таблицы 2. 3. 4. 5. 6.

2.

защищает: Конструкторско Недостаточно герметизация Модель 2 и капюшон пристегивается с технологическая участков рукавов ТУ8572-027 внутренней стороны проработка;

Ti5, Т21, Т22. штанин;

03021190- талии воротника;

наличие кокетки, герметизация швов;

-по линии кулиса, при наличии плечевых швов;

более тщательная выполнена обеспечивает застежка «Велькро»;

резинка проработка что при в герметизирующих участках герметизирующих удобство характерных рабочих не дает использовать участков;

современный различную обувь и перчатки. подбор движениях;

артикулов по В полной мере не отвечает ткани -капюшон с учетом контуру социальным показателям.

лицевому пылезащитных Листочка на кармане свойств;

стянут шнуром. удобное ограничивает его использова- расположение ние. Отсутствие накладок функциональных сокращает срок носки. деталей.

2.2 Функционально - структурный аналнз моделей защитной одежды Сложность проектирования спецодежды состоит в противоречивости требований, предъявляемых к ней, т.е. многокритериальности задач. [57], Для проектирования комбинезона пылезащитного возникает как минимум двоякая задача: во-первых, спроектировать изделие, защищающее в максимальной степени тело человека от проникновения пыли в пододежное пространство и при этом обеспечить гигиенические требования (теплообмен и выделение пота), а во-вторых - удобную для выполнения характерных рабочих движений, не забывая об эстетическом восприятии изделия.

Ввиду того, что заложенные качественные показатели спецодежды влияют на здоровье человека и его работоспособность, необходимо всесторонне обосновывать принимаемые решения, что может быть достигнуто только при системном подходе к проектированию спецодежды [48,50,89,124].

Разбиение задач проектирования на части выполняется на основе методов функционально-структурного анализа и синтеза систем.

Функциональный анализ заключается в иерархическом разделении объекта на функциональные элементы, а синтез должен дать структуру одежды, отражающую конструктивно-функциональные взаимодействия между элементами.

Анализ функций ведется в следующем порядке [49,73,83,102]:

1. Уточнение описания функции системы и определения объектов V, на которые направлено действие рассматриваемой системы или с которыми она взаимодействует при реализации своей функции.

2.0пределение функциональных элементов первого уровня.

Рассматриваемый объект разделяют на небольшое количество укрупненных конструктивных элементов, каждый из которых имеет минимальное число самостоятельных функций по обеспечению работы системы. При этом принимают во внимание функциональные типовые элементы, соответствующие установившемуся конструктивному разделению.

Одновременно с выделением элементов первого уровня формулируют описание их функций.

Среди элементов первого уровня в первую очередь описывают исходный элемент, который обозначают Еь а его функцию - F]. Под исходными, или основными, элементами понимают элементы систем, которые непосредственно взаимодействуют с объектами V от исходного состояния до конечного результата и функция которых в совокупности совпадает с функцией исследуемого объекта.

Если исходный элемент имеет несколько функций, то их соответственно обозначают Fo, F"o... Если имеется несколько одинаковых исходных элементов, то рассматривается только один элемент. Если исходные элементы разные Ei.i;

Ei.2,..., то их функции соответственно обозначаются Fi.i, F2-1,...

Остальные элементы первого уровня обозначаются в любом порядке Ео, Еь... (можно положить в основу некоторый естественный или формальный порядок). Функции этих элементов соответственно обозначаются Fo, Fi,... Если какой-либо элемент Ej имеет несколько функций, то их обозначают F \, F"i. Естественно, могут быть случаи, когда объект разделяется только на два элемента - Ео и Е] или даже состоит только из одного элемента.

3. Определение функциональных элементов второго уровня. Как уже отмечалось, любой функциональный элемент (кроме неделимых элементов) можно рассматривать как самостоятельную систему и разделять на функциональные элементы. В связи с этим каждый из выделенных элементов первого уровня Eo,Ei... можно рассматривать как самостоятельную систему, т.е. для последующего разделения каждого из них на элементы второго уровня можно использовать изложенные методические рекомендации по выделению функциональных элементов первого уровня. Отличие будет С С О Т только в обозначениях элементов второго уровня и их функций.

О Т ЯЬ Элементы, полученные в результате разделения любого элемента Ео-ь будут обозначены Ео-ь Ео-2,...Элементы, нолученные в результате разделения любого элемента Ej первого уровня, будут обозначены Ei.i, Ei.2...Функции элементов второго уровня будут соответственно обозначены Fi.i, F1.2,..., Fj.i, Fi.2,... Если у какого-либо элемента EJ.K несколько функций, то они будут соответственно обозначены F'j.k, F'Vb-- 4. Определение функциональных элементов третьего и последующих уровней. В обозначениях элементов и их функций число номеров нижних индексов будет совпадать с номером уровня функциональных элементов.

5. Составление таблицы результатов анализа функций объекта-одежды.

Результаты анализа функций рассматриваемого объекта проектирования заносят в таблицу, где при описании каждой функции в скобках приводят обозначение объектов и элементов, на которые направлено действие рассматриваемого элемента. Дублирование этих обозначений значительно облегчает построение функциональной структуры объекта и последующий контроль правильности ее построения.

В начале таблицы результатов анализа функций приводят еще обозначения и наименование объектов V. В таблице результатов на каждом уровне иерархии элементы нумеруют в таком порядке, чтобы по возможности при описании функций новых элементов делались ссылки на уже описанные. Разделение объекта исследования ведется до неделимых элементов или прекращается на более высоких уровнях иерархии в зависимости от требований решаемой задачи [83,124].

6. Синтез функциональной структуры системы. Функциональная структура, как правило, представляет собой граф функционального взаимодействия ее элементов Е и объектов V. При построении графа сначала изображают его основные вершины - функциональные элементы. В верхнем горизонтальном ряду располагают вершины - функциональные элементы первого уровня;

ниже во втором ряду - вершины - элементы второго уровня И так далее до самого нижнего уровня функционального разбиения. Выше элементов первого уровня в горизонтальном ряду располагают вершины объекты V, а еще выше в прямоугольной рамке рекомендуется давать наименование рассматриваемой системы, которая при анализе системы более высокого уровня становится также вершиной графа. Всем вершинам присваиваются обозначения, совпадающие с обозначениями соответствующих функциональных элементов Е и объектов V. Все изображения функциональных элементов соединяют штриховыми линиями, указывающими на конструктивное разделение системы и всех элементов, т.е.

от наименования объекта проектирования идут штриховые линии до вершин элементов первого уровня;

каждый элемент первого уровня Ei соединяется штриховыми линиями с вершинами-элементами второго уровня Fj.i, Fi.2,..., полученными разделением элемента Ej, и т.д.

Ребрами графа являются функции элементов. Ребра выходят из вершин-элементов, функции которых они описывают, и заканчиваются в вершинах-элементах, работу которых они обеспечивают, или в вершинах объектах V, с которыми взаимодействуют вершины-элементы, являющиеся началом ребра. Вершины-элементы, в которых заканчиваются ребра функции, легко определить из описания функции. Если элемент имеет несколько функций, то из соответствующей вершины будет выходить такое же число ребер-функций. Всем ребрам на графе присваивают обозначения, совпадающие с обозначениями соответствующих функций элементов.

При построении графа имеет значение порядок расположения вершин элементов в пределах одного уровня. Рекомендуется так располагать вершины, чтобы число пересечений ребер было минимальным [102].

Внешняя среда проектирования моделей разбивается на объекты проектирования, которые, как указывалось, обозначаются «V». При проектировании пылезащитного комбинезона такими объектами являются:

Vi -.тело и голова работающего;

загрязненный воздух или воздух повышенной влажности.

Vj Окружающая среда - 3 параметра (влажность, концентрация и размеры частиц в воздухе, температура воздуха);

Уз - инструменты;

V4- эстетическое восприятие окружающих.

При проектировании вышеуказанного объекта следует предусмотреть следующие основные функции:

F ' - обеспечение защиты тела Vi от воздействия окружающей среды V2;

F" - комфортность соединения деталей одежды в единое изделие.

Анализ функций элементов модели и граф функционального взаимодействия элементов моделей и соответственно объектов представлены в таблице 2.3 и на рисунках 16-19.

На рисунке 16 представлен граф взаимодействия элементов модели по ГОСТ 12.4.100-80, на рисунке 17 - ТУ 8572-000302190-99 ЩШИШП, в результате анализа двух этих моделей был получен промежуточный вариант на рисунке 18, а на рисунке 19 - вследствие анализа трех моделей был получен разрабатываемый вариант модели, который в максимальной степени отвечает всем предъявляемым к защитной одежде требованиям.

Таблица 2.3 - Анализ функций модели комбинезона Условное Описание функции элементов Наименование обозна детали чение Fo'-защита передней и задней части тела V] Нолочка и спинка Ео от окружающей среды V комбинезона Fo" - комфортность соединения деталей одежды в единое изделие Ei;

Е2;

Е3;

Продолжение таблицы 2. 1 2 Рукав Fi'-защита тела V] от окружающей среды V Е, Fi" — комфортность соединения деталей одежды в единое изделие Ео;

Воротник F2'- защита задней части тела V] от Е окружающей среды V F3"- комфортность соединения деталей одежды в единое изделие Ео;

Ез;

Капюшон F3'- защита задней части тела Vi от Ез окружающей среды V F3"- комфортность соединения деталей одежды в единое изделие Ео;

Ез Полочка Fo.i- соединение с Ео.2 их комфортность Ео- соединения деталей в целях V2 и V Спинка Fo.2- соединение с Eo-i их комфортность Ео- соединения деталей в целях V2 и V Застежка Fo.3- соединение с Eo-i, Е0.2 их комфортность Ео- соединения деталей в целях V2 и V Герметизирующая Fo.4- соединение с Eo-i их комфортность Ео- соединения деталей в целях V2 и V застежка спинки Карман Fo-5- соединение с Eo-i их комфортность Ео- соединения деталей в целях V2 и V Накладка Fo.6 - соединение с Eo.i их комфортность Ео-б соединения деталей в целях V2 и V Кулиса Fo-7 - соединение с Ео их комфортность Ео- соединения деталей в целях V2 и V Герметизирующий Fo.8 - соединение с Ео их комфортность Ео- участок брюк соединения деталей в целях V2 и V Продолжение таблицы 2. 1 2 Одношовный рукав Ем Fi.i - соединение с Ео их комфортность соединения деталей в целях V2 и V Накладка рукава Fi.2 - соединение с Е] их комфортность Е,. соединения деталей в целях V2 и V Герметизирую ш,ий Fi.3 - соединение с Ei их комфортность 1- участок рукава соединения деталей в целях V2 и V Двухшовный рукав Fi.4 - соединение с Ео их комфортность El. соединения деталей в целях V2 и V Отложной вороник F2.. - соединение с Ео их комфортность Ем соединения деталей в целях V2 и V Стойка F2.2 - соединение с Ео их комфортность Е2. соединения деталей в целях V2 и V Центральная часть Ез.1-соединение с Ез.2,Ез.зЕо их Ез..

капюшона комфортность соединения деталей в целях V Левая часть Ез.2-соединение с Ез.1,Ез.з,Ео их Ез. комфортность соединения деталей в целях V капюшона Правая часть Fз.з-coeдинeниe с Ез.1,Ез-2,Ео их Ез.з комфортность соединения деталей в целях V капюшона Левая часть Fo.... - соединение с Ео.2..

Ео... полочки Правая часть Fo-.-2 - соединение с Ео.2. Ео.1. полочки Левая часть Fo.1.3 - соединение с Eo.i.5,Eo-2. Ео...з кокетки Продолжение таблицы 2. 1 2 Правая часть Fo.]-4 - соединение с Eo.i-6, Ео.2- Ео-1- кокетки Левая нижняя часть Fo-i-5- соединение с Ео-ьз, Ео-2- Ео-1- нолочки Правая нижняя Fo.1.6- соединение с Ео.,.4,Ео.2. Ео-1- часть нолочки Левая укороченная Fo.1.7- соединение с Eo-2-i Ео-1- часть нолочки Правая F0-1-8- соединение с Ео.2- Ео-1- укороченная часть нолочки Левая часть снинки Fo-2-i - соединение с Ео.2.3, Ео-ы Ео-2- Правая часть Fo-2-2- соединение с Ео-2-4, Eo-i- Ео-2- снинки Левая часть брюк F0-2-3 - соединение с Ео.2- Ео-2- Правая часть брюк Fo.2.4- соединение с Ео-2- Ео-2- Снинка Fo-2-5- соединение с Ео.2.3, Ео.2. Ео-2- Застежка на Fo.3-1 - соединение с Ео.3-1-2, Eo-i-bEo-i-2. Ео-2-ь Ео-3- нуговицы и нетли Ео-2- Пуговицы Fo-3-M - соединение с Ео-з-]-2, Eo.i.bEo-i- Ео-3-1- Деталь подборта F0.3-1.2- соединение с Ео.з.м, Eo.i.bEo-i- Ео-3-1- Застежка на F0-3-2- соединение с Ео.3-2-1, Ео.з-2-з, Ео.з-2-4, Eo.i.

Ео-3- молнию 3,Ео-1-4,Ео-1.5,Ео.1.б, Ео.2- Откосок Fo-3-2-1 - соединение с Ео.з-2-2,Ео-з-2-4Ео-1- Ео-3-2- Молния Fo-3-2-2- соединение с Ео.з-2-1,Ео-з-2-з,Ео-з-2- Ео.3-2- Гульфик Fo-3-2-3- соединение с Ео.з-2-2,Ео.1. Ео-3-2- Планка Fo.3-2-4- соединение с Ео-ы Ео-3.2- Ео.3-2- Продолжение таблицы 2. 2 Застежка на кнопки Ео-з-з Fo-3-з-соединение с Ео.з.з-ьЕо-з-з-2,Ео-з-з-з, Ео-3-3-3,Ео-3-3-4,Ео-3-3-5,Ео-1 -l, Ео-1 -8,Ео-2- Обтачка Ео-з-з-1 Fo.3-3-1 - соединение с Ео.з-з-4,Ео-з-з-з Откосок Fo-3-3.2- соединение с Ео-з-з-з^Ео-ь?

Ео-З-З- Молния Ео-з-з-з Fo-3-з-з- соединение с Ео.з-з-1 Ео-з-з-2,Ео-з-з- Гульфик Fo.3.3-4- соединение с Ео-з-з-ьЕо-з-з-з Ео-з-3^ Кнопки Fo.3-3-5- соединение с Ео-1.ьЕо-з-з- Ео.з-з- Откидная деталь Fo.4-1- соединение с Ео.2-1 Ео.2.2 Ео.4-2, Ео-4- Ео-4-3,Ео-2-3,Ео-2- Резинка Fo.4-2- соединение с E0.4-1 Ео-4-з Ео-4- Пояс Fo.4-3- соединение с Ео.4-1,Ео-4- Ео-4- Внутренний Fo.5-1- соединение с Ео-ы Ео-5- накладной карман Накладной карман Fo-5-2- соединение с Eo.i. Ео-5- Карман F0-5-2-1- соединение с Eo.i. Ео-5-2- Верхний клапан F0-5-2-2- соединение с Ео-5.2-з,Ео-1- Ео.5-2- Нижний клапан Fo-5-2-3- соединение с Ео.5-2-2 Eo-i- Ео-5-2- Прорезной карман F0-5-3- соединение с Ео.1.зЕо.1.4,Ео.1-5, Eo.i. Ео-5- в шве с листочкой Листочка F0-5-3-1- соединение с Ео-1-зЕо-1-4,Ео.1-5, Ео-ьб, Ео-5-3- Ео-5-3-2, Ео.5-3- Мешковина Fo-5-3-2- соединение с Ео.1.зЕо.1-4,Ео.1-5, Eo-i-e, Ео-5-3- Ео.5-3-Ь Ео.5-3- Молния Fo-5-з-з- соединение с Ео.1.зЕо.1.4,Ео.1.5, Ео-ьб, Ео-5-3- Ео-5-З-Ь Ео-5-3- Прорезной карман Fo-5-4- соединение с Eo-2-5,Eo-i- Ео-5- в шве с клапаном Продолжение таблицы 2, 1 2 Первая обтачка Fo-5-4.1- с о е д и н е н и е с Ео.5-4-4 Ео-5-4-7 Ео-2-5, Ео.5-4- Ео.5.4-5, Ео.5-4- Вторая обтачка Fo.5.4-2- соединение с Ео.1.7Е0.5-4-7Е0-5-4-1, Ео-5-4- Ео-5-4-3, Ео-5-4- Первая мешковина Fo-5-4-3- соединение с Ео.1. Ео-5-4- Вторая мешковина Fo-5-4-4- соединение с E0.5-4. Ео-5-4- Верхний клапан Fo-5-4-5- соединение с Ео.5-4-б,Ео-2-5, Ео.5-4- Ео-5-4- Нижний клапан Fo.5-4-6- соединение с Ео.5.4-5,Ео-2-5, Ео.5-4- Ео-5-4- Молния Fo.5.4-r- соединение с Ео.5-4-1,Ео.5-4-4, Ео.5-4-2, Ео-5-4- Ео-1-7, Ео-5-4- Накладка с прямым Fo-6-i- соединение с Ео-м Eo.i. Ео-6- нижним срезом Накладка с F0.6-2- соединение с Е0.1.7Е0.1. Ео-6- фигурным срезом Кулиса Fo-7.i- соединение с Ео.7.2 Ео.1.5, Ео.].б Ео.2-5, Eo-7-l Ео-2-З, Ео.2. Резинка Fo.7-1- соединение с E0.7.1 Ео.1.5, Eo-i.6,Eo-2-5, Ео-7- Ео-2-3, Ео.2- Подгибка Fo-8-i- соединение с Ео.].5 Eo.i.6 Ео.2.5, Ео.8-2, Ео-8- Ео.8-3, Ео-8- Резинка Fo-8-2- соединение с E0-1.5E0.1.6 Ео-2-5, Eo-s-i, Ео-8- Ео-8-3, Ео-8. Липучка Fo.8.3- соединение с Ео.1.5 Ео.ьб Ео.2.5, Eo.s-i, Ео-8- Ео.8-2, Ео.8- Хлястик Fo-8.4- соединение с Eo.i.5,Eo.i.6,Eo.2.5, Ео.8-1, Ео-8- Ео-8-2, Ео-8- Подгибка Fi.3.1- соединение с E]^Ei.3.2,E 1.3.3, Е1.3. Ei.3. Продолжение таблицы 2, 1 2 Резинка Fi.3-2- соединение с Ei,Ei.3-i Ei-з-з, Ei.3. El-3- Линучка Fi.3.3- соединение с Ei Ei.3-1 Ei-3-2, Ei.3. El-3- Хлястик Fi-3.4- соединение с Ei Ei.3.1 Д1.3.2, Ei.3. El-3- Верхний воротник F2-1-1- соединение с E2-i-2,Eo.2- Е2-1- Нижний воротник F2-1-2- соединение с Е2-м Eo.2- Е2-1- Верхний воротник F2-2-1- соединение с Е2.2-2 Ео-2-5, Eo-i-з, Eo-i-4, Е2-2- Ео-1-1, Ео-1-2, Eo-2-l, Ео-2- Нижний воротник F2-2-2- с о е д и н е н и е с Е2-2-1 Ео-2.5, Ео-ьз, Eo.i-4, Е2-2- Ео-1-1, Ео.1.2, Eo-2-l, Ео-2- ГОСТ 12.4-100- •v n w Щ r I/ I** Ш Ш Щ Щ Ш \ \ Ш Ш Ш Ш Рисунок 16 - Граф функционального взаимодействия элементов модели ГОСТ 12.4.100-80 и объектов ТУ 8572-027-000302190- 6 о и О щ щ ;

- 'I r 'J.

a с _ ш t UJ UJ U UJ U J J UJ UJ ш UJ UJ UJ UJ Ш UJ r r 1 1 1 1 U UJ U J J U UJ J UJ Рисунок 17 - Граф функционального взаимодействия элементов модели ЦНИИШП 8572-027-000302190- Промежуточный вариант F(i.i' Г) Г1 Г о о о о го щ щ щ w W w г ш Ш •п •п 1/ ш щ щ Рисунок 18 - Граф функционального взаимодействия элементов промежуточной модели и объектов Разрабатываемый вариант Iv,' Г) щ щ щ Щ г шшш ш шш ш С с ш ш Рисунок 19 - Граф функционального взаимодействия элементов разрабатываемой модели и объектов 2.3 Синтез моделей защитной одеяеды Проектирование модели защитной одежды предполагает учет комплекса требований, определяющих уровень ее соответствия назначению, условиям эксплуатации и другим аспектам. Посредством рациональной проработки конструктивного решения модели и оптимизации методов технологической обработки можно добиться максимальной безопасности человека и надлежащего уровня удобства. Рациональное конструктивное решение модели должно быть дополнено рациональным выбором материалов и формированием их в единую структуру пакета [13,124], Кроме того, при проектировании защитной одежды необходимо учитывать такие стандарты показателей, как информационная выразительность, рациональность формы, композиционная целостность, совершенство производственного исполнения и стабильность товарного вида [38], Все это достигается путем тщательной проработки технологических элементов конструкции. При этом следует учитывать, что каждый, отдельно взятый технологический элемент конструкции, будет представлять собой определенную ценность только в том случае, когда вся модель в целом будет отвечать комплексу предъявляемых к ней требований.

Данную проблему конструирования защитной одежды можно решить с помощью поискового конструирования. Для каждого технологического элемента существует несколько взаимозаменяемых, но различающихся по своим характеристикам вариантов. Для выбора альтернативных вариантов узлов сложной конструкции формируется множество допустимых альтернатив и требований к альтернативам выбора критериев [84], При этом требования элементов конструкции друг к другу обычно заменяют дополнительными требованиями к выбираемым альтернативам, а выбор критериев и множество допустимых альтернатив рационально ограничить, стремясь к снижению размерности решаемой задачи. Среди множества альтернатив обычно только одна бывает наиболее правильной и перспективной. Остальные часто бывают ложными. Поэтому каждый раз встает ответственная задача не только предложить несколько альтернативных улучшений традиционных решений, но, главное, найти наиболее рациональное из них.

Для использования метода поискового конструирования (синтез технических решений на И/ИЛИ графе) необходимо провести сбор, анализ и подготовку информации по интересующему классу конструкции;

ввести информацию в ЭВМ и отладить на ней пакет программ поиска и синтеза рациональных решений [41,83]. С математической точки зрения суть методов поискового конструирования (синтеза технических решений) заключается в том, что информация о множестве всех решений, относящихся как к модели в целом, так и ее функциональным элементам представлена в компактном виде как древовидный граф с вершинами И и ИЛИ, называемое И/ИЛИ деревом [83]. Все альтернативные функциональные элементы отражены на дереве своими свойствами или признаками (рисунок 20). Одинаковые функциональные элементы решений обозначаются вершинами типа И, элементы одинакового функционального назначения, но отличающиеся исполнением - вершинами типа ИЛИ [73]. Иа рисунке 20 вершины И помечены зачерненными точками, а вершины ИЛИ - в местах пересечения с пунктирными ответвлениями. Функциональные альтернативные элементы объединены вершинами ИЛИ.

Набор всех технологических элементов конструкции обозначены цифрами: 1- цветовое решение;

2 - вариант кроя;

3 - вариант ткани. Буквами алфавита обозначены А - левая часть полочки;

Б - правая часть полочки;

В левая часть кокетки;

Г - правая часть кокетки;

Д - левая нижняя часть полочки;

Е - правая нижняя часть полочки;

Ё - левая укороченная часть полочки;

Ж - правая укороченная часть полочки;

3 - пояс.

• И - левая часть спинки;

Й - правая часть спинки;

К - левая часть брюк;

Л - правая часть брюк;

М - спинка.

• Н - пуговицы;

О - деталь подборта;

• П - откосок;

Р - молния;

С - гульфик;

Т - планка;

• У - обтачка;

Ф - откосок;

X - молния.

• Ц - обтачка;

Ч - откосок;

Ш - кнопки.

• Щ - карман;

Ь - верхний клапан;

Ы - нижний клапан.

• Ъ - листочка;

Э - мешковина;

Ю - молния.

• Я - первая обтачка;

4 - вторая обтачка;

5 - первая мешковина;

6 вторая мешковина;

7- верхний клапан;

8 - нижний клапан;

9 - кнопки.

При объединении решений в одно общее дерево необходимо следить за • совместимостью общности элементов и их признаков, которая обеспечивает возможность их взаимодействия. Дерево решений имеет одну корневую вершину, расположенную на самом высоком иерархическом уровне. Эта вершина обозначает всю общность заключенных в дереве решений. Для построения общего дерева используется три метода: 1- вначале по одной модели строится дерево, а затем оно достраивается по другим моделям;

2 строятся деревья по всем моделям, а затем они объединяются;

3- множество решений разбивается на подмножество, внутри каждого из них строится дерево, а затем они объединяются [73,102]. Варьируя на этом дереве - конструктивными элементами и признаками можно получить как известные, так и не известные (новые) конструктивные решения. ЭВМ выбирает по заданному списку требования, подходящие конструктивные решения, и формирует их иерархическое описание. Для автоматизированного синтеза рациональных и новых конструктивных решений необходимо представить по интересующему классу предлагаемой модели все наиболее интересные и существенно отличающиеся конструктивные решения в виде дерева конструктивных решений [41,83]. Исходное множество решений ограничивается перспективными и оригинальными элементами,. обладающими наиболее высокими показателями [84]. В дальнейшем расширение множества может осуществляться не только по рещениям, относящимся к модели в целом, но и по отдельным ее функциональным элементам, с использованием информации из различных источников.

Вешний Иншиий Хлястик Липучка Ркшака Подгибка Хлистнк Ляпучка Гпинка Подгибка Резнака К\лнса Фвггпаый C Прямой инж-ср.

По.в шве с клаи Пр.в1пвеслнсг.

Накладпой Выутр-наклалн.

Повс Резнвка Откидная летал.

Молнва. кшопки Киооки Молиия Пгговииа 1 1 1 I Ии в «а \ 1 1 1 i I I I I I I I I I Рисунок 20 - И/ИЛИ дерево вариантов модели защитной одежды:

— расширение и/или дерева по сочетанию элементов или их признакам.

2.4 Разработка программы автоматизированного конструнрования модели сиециальной защитной одежды Многообразие альтернатив вариантов технологических элементов конструкции требует от разработчиков определенных знаний и навыков, которые необходимо использовать в работе. Существуют базы данных по выпускаемым материалам, фурнитуре, скрепляющим материалам, последовательностям технологической обработки различных узлов и деталей. Предприятия, работающие по этим направлениям, могут предоставить информацию о своей продукции в виде файлов или баз данных, В целях эффективного автоматизированного поиска необходимой конструкции модели защитной одежды, разработана рабочая программа, позволяющая составить из множества вариантов конструктивных элементов модель конструкции в целом (Приложение А), В идеальном случае подход к разработке программы делится на три части: вначале необходимо получить ясное понимание задачи, потом выделить ключевые идеи, входящие в ее решение, и, наконец выразить решение в виде программы. Однако подробности задачи и идеи решения часто становятся ясны только в результате нопытки выразить их в виде программы - именно в этом случае имеет значение выбор языка программирования [13,96,115], Для выполнения рабочей программы выбрана среда программирования Delphi 7,0, Процесс разработки в Delphi предельно упрощен, В первую очередь это относится к созданию интерфейса, на который уходит 80% времени разработки программы. Достаточно просто переместить нужные компоненты на поверхность Windows-окна и настроить их свойства с помощью специального инструмента Object Inspector, С его помощью можно связать события этих компонентов с кодом его обработки — и процесс создания приложения готов. Причем в распоряжении разработчика имеются мощные средства отладки, удобная контекстная справочная система^ средства коллективной работы над проектом, и др [115].

В Delphi используется язык Object Pascal, Язык в полной мере поддерживает все требования, предъявляемые к объектно-ориентированному языку программирования. Как и положено строго типизированному языку, классы поддерживают только простое наследование, но зато интерфейсы могут иметь сразу несколько предков. К числу особенностей языка следует отнести поддержку обработки исключительных ситуаций, а также перегрузку методов и подпрограмм. К числу удачных относится также поддержка длинных строк в формате WideChar и AnsiChar. Имеются открытые массивы, варианты и вариантные массивы, позволяющие размещать данные в памяти и смешивать типы данных. Delphi используется для создания как самых простых приложений, на разработку которых требуется 2-3 часа, так и серьезных корпоративных проектов, предназначенных для работы десятков и сотен пользователей [2, 115].

Для удобства пользования представлен укрупненный алгоритм рабочей программы, реализующей анализ, сравнение и выбор необходимых параметров и технологических рекомендаций для создания новой модели (рисунок 21). Выбираем графический (блок-схема) способ задания алгоритма.

Этапы выполнения алгоритма рабочей программы следующие: 1.Ввод исходных данных;

2. Формирование stroka при помощи case-структур;

3.

Вывод сконфигурированной характеристики элемента. Ввод исходных данных предполагает выбор конфигурации одного элемента из составляющих комбинезона. Формирование строки вывода происходит во вложенных case-структурах, алгоритм работы которых представлен следующим образом: case переменная of 0: действие 1: действие 2: действие end;

0 0 Stroka Stroka Stroka 1 Stroka Stroka Stroka 3 Stroka Stroka 4 Stroka Stroka f Конец J Рисунок 21 — Алгоритм программы Case-структура работает следующим образом: проверяется совпадение переменной с определенным значением (О, 1, 2,...), и в зависимости от этого совпадения, проводится определенное действие, соответствующее каждому значению (действие 1, действие 2, действие 3,...). В нашем случае, значения О, 1,2,... представляют номер пункта в списке выборки.

Вывод данных производится в отведенное для этих целей окно (части программного пространства) для последующей передачи в Word, печати и сохранения в виде текстового документа (рисунок 22).

Разработанная программа автоматизированного конструирования модели защитной одежды может быть использована в производственных, учебных целях, а также для рекламы каталогов продукции производителей одежды специального назначения.

Синтез моделей защитной одежды Комбинезоны Полочка и спинка Капюшон Ворстник Рукав ;

С 1 шовный С' Центральная 1 : f ' Отложный f Полочка ! Г Накладка *" Правая ! Г Стойка •' Спинка j Г Г.у.р.

" Застежка •" Г Левая _J •"• Г.у.с. : Г" 2 ШОВНЫЙ \ '• Карман ''' Накладки Кулиска '"Губ Полочка и спинка: Карман • Накладной ^ Цветовое решение Мешковина • Цветовое решение • синий ^ Вариант кроя BHIJTP. наклшн. ^ (~' Вариант ткани.,..„_,... „, • Накладной '' Листочкз i ^ '' Пр. в шве с лист. синий. ^•* Мешковина •'• Пр. вшвесклап.

^•" Молния ^ Очистить в Word Рисунок 22 - Интерфейс компьютерной профаммы 2.5 Представление герметизирующих коиетруктивиых элементов иылезащитиой одежды и последовательность их обработки Проведенный синтез структуры моделей защитной одежды разработан комбинезон мужской пылезащитный с принципиально новыми конструктивными элементами, ограничивающими попадание пыли в пододежное пространство работника.

2.5.1 Оиисание виешнего вида комбинезона мужского пылезащитного Комбинезон мужской пылезащитный с пристегивающимся капющоном для защиты от пыли, полуприлегающего силуэта из ткани с латексным покрытием (рисунок 23). Комбинезон цельнокроеный спереди с центральной бортовой потайной текстильной застежкой «молния», дополнительно застегивающаяся планкой на три металлические кнопки.

Полочка с кокетками в области плеча. На левой полочке расположен прорезной карман, застегивающийся на текстильную застежку «молния».

Карман закрывается клапаном, выходящим из щва притачивания кокетки и застегивающимся на две металлические кнопки.

На коленях усилительные накладки.

Спинка, переходящая в кокетки полочки, со средним щвом. Рукава втачные, двухщовные, по локтевому щву заложены две вытачки, застроченные двумя параллельными строчками. По низу рукавов и щтанин дан припуск. По сгибу припуск присборен эластичной тесьмой, а остальная часть припуска подогнута внутрь рукавов и штанин с настроченными на них хлястиком, застегивающимся на застежку «Велькро» для регулирования степени прилегания. По линии талии комбинезон присборен кулисой с эластичной лентой. Воротник-стойка с острыми концами. С внещней стороны по горловине втачана текстильная застежка «молния» для пристегивания капюшона. Капюшон-анорак, пристегивающийся текстильной застежкой «молния» с клапаном, закрывающим застежку и по центру спинки застегивающийся на одну кнопку. По лицевому контуру капюшон стягивается шнуром. По кокеткам, локтевым швам, по контуру наколенников, швам соединения боковых и средней частей капюшона проложен кант и отделочная строчка шириной 0,5-0,7см. от края.

Рекомендуемые роста 152-194;

размеры 88-120;

полнотная группа П.

Таким образом предложенная модель пылезащитного комбинезона характеризуется: выполнением объемной формы;

прилегающим силуэтом по линии талии;

конструкцией из передней и задней деталей, втачных рукавов;


конструкцией задней детали цельнокроеной;

выполнением передней детали с кокетками;

выполнением на передней детали в области колен усилительных накладок.

Комбинезон отличается следующими характеристиками: конструкцией передней детали цельнокроеной;

выполнением центральной застежки на кнопки;

конструкцией задней детали со средним швом;

наличием в шве передней детали и кокетки клапана на двух кнопках;

выполнением с капюшоном;

конструкцией капюшона из центральной и боковых деталей, наличием сборки по лицевому контуру капюшона;

выполнением капюшона с лицевым запахом на одну кнопку;

выполнением по низу рукавов и штанин с внутренней стороны сборки на эластичную тесьму «Велькро» и хлястика;

выполнением резинки по линии талии, низу рукавов и низу передних и задних деталей;

выполнением по кокетке, центральной детали капюшона, усилительным накладкам, среднему шву задней детали, локтевому шву рукава и клапану двойной отделочной строчки (патент №59442) [81].

Рисунок 23 - Внешний вид модели 2.5.2 Технология обработки герметизирующих элементов При проектировании комбинезона мужского пылезащитного для повышения комфортности и создания условий, способствующих движению воздуха на участках наиболее интенсивным потоотделением (область груди и спины), были рассчитаны увеличенные конструктивные прибавки. Для обеспечения защиты работающего от вредных производственных факторов производственной среды, в частности, от проникновения пыли в пододежное пространство и на кожу работающего разработаны принципиально новые герметизирующие конструктивные элементы. Герметизация участков комбинезона была определена с учетом системных требований, предъявляемых к защитной одежде в целом, и разрабатывалась с использованием методологической базы, описываемой в работе. Выбор участков для защиты от вредных производственных факторов был обусловлен анализом условий труда работников агропромышленного комплекса.

С нашей точки зрения особого внимания заслуживают следующие участки: вход в карман, соединение горловины с капюшоном, край борта, запястья рук и ног, обработка лицевого и нижнего срезов капюшона.

Герметизация достигнута за счет:

- усиления фиксации запястий рук и ног регуляторов хлястиком с застежкой «Velcro» для исключения самопроизвольного расстегивания при выполнении характерных рабочих движений и для удобства использования обуви в зависимости от времени года и климатических условий;

введения двойных застежек в виде «молния» и кнопок, расположенных на входе в карман, по краю борта, нижнему срезу съемного капюшона;

- дополнительных деталей в виде клапанов по горловине, горловине, бортовому срезу, входу в карман;

- отсутствие плечевых швов, с целью уменьшения скопления пыли.

Сборочные схемы герметизирующих элементов представлены на рисунках 24- 28. Технология обработки приведена в приложении 2.

77777777777777Z/A Рисунок 24 - Обработка верхнего прорезного кармана с клапаном I Рисунок 25 - Обработка лицевого и нижнего срезов съемного капюшона Рисунок 26 - Обработка низа рукавов и брюк Рисунок 27 - Обработка горловины Рисунок 28 - Обработка центральной застежки гульфиком на тесьму «молния»

Выводы по главе 1. Установлено, что снецодежда по своим функциональным, производственным, социальным показателям должна отвечать реальным условиям эксплуатации, которые обеспечивают защиту кожных покровов работников.

В комплекс требований, предъявляемых к процессу конструирования защитной одежды, входят: защита кожных покровов от проникновения аэрозолей;

снижение попадания пыли в пододежное пространство;

эффективное периодическое обеспыливание одежды;

обеспечение естественной терморегуляции организма работающего.

2. Функционально - структурный анализ разрабатываемых моделей защитной одежды показывает резкое уменьшение основных элементов в конструкции но сравнению с традиционными решениями и выход на первый план тех элементов, которые максимально соответствуют предъявляемым требованиям.

3. Множество конструктивных решений в предлагаемой системе проектирования защитной одежды разработано в виде графа И/ИЛИ, в котором альтернативные элементы могут быть представлены свойствами и признаками.

4. Синтез структуры моделей защитной одежды осуществлен на основании разработанного графа И/ИЛИ решений функционально необходимых и альтернативных элементов. Процесс синтеза осуществляется автоматически с помощью оригинальной программы.

5. На основании синтеза структуры моделей защитной одежды разработан оригинальный пылезащитный комбинезон, который защищен патентом РФ № 59442.

6. Разработана технология обработки всех герметизирующих элементов, позволяющая выпуск конкретной модели в условиях промышленного производства.

Глава 3 Разработка методик экспериментальных нсслсдований защитных свойств материалов снециальной одежды 3.1 Разработка методики исследования воздухонроницаемости материалов Свойство материалов одежды пропускать через себя воздух называется воздухопроницаемостью. Воздухопроницаемость материалов обеспечивает в условиях носки естественную вентиляцию одежды пододежного пространства, что является положительным качеством, имеющим важное гигиеническое значение. Она является обязательной характеристикой хлопчатобумажных и шерстяных тканей, а для импергированных тканей этот показатель введен в технические условия. Воздухопроницаемость косвенно характеризует пыле - и ветрозащитные свойства тканей. Она является важным для парашютных тканей и тканевых фильтров [1,54].

Несмотря на столь большое значение воздухопроницаемости, это свойство тканей до сих пор изучено недостаточно, общепринятая методика ее определения трудоемка, не достаточно изучены зависимости воздухопроницаемости от структуры, влажности материалов и условий окружающей среды.

В научной литературе [1,53,54,94] воздухопроницаемость определяется как объемный расход воздуха, проходящий через 1 см ткани при заданном давлении Р. Техническим коэффициентом воздухопроницаемости В называют количество миллилитров воздуха, проходящего за 1 секунду через ткань площадью в 1см^ при давлении в 1 мм вод. ст. Эта величина, очевидно, не что иное, как V/P, определенная экспериментально или полученная расчетом, если установлена функция V = f(P).

Исследование различных пористых материалов показали, что характеристики их проницаемости строго индивидуальны и попытки получить универсальные зависимости, связывающие толщину, пористость материалов, размеры пор и расходные характеристики не дают. удовлетворительных результатов [88,95]. В то же время свойства воздухопроницаемости целиком описываются двумя коэффициентами степенной функции, которые определяются экспериментально [9,44]. Задача, таким образом, состоит в том, чтобы иметь возможность достаточно быстро и надежно определять эти характеристики. Существующие методы определения воздухопроницаемости дают дискретные значения расхода воздуха через пористый материал для определенных значений перепада давления. В связи с этим требуется проведение большого количества экспериментов для получения зависимости AV = F (А Р). Для определения. воздухопроницаемости используется большое количество приборов:

стандартный прибор для испытания воздухопроницаемости шерстяных тканей, прибор Венгерского текстильного института, прибор системы Н.А.

Архангельского, прибор Шоппера, применяющийся для испытания воздухопроницаемости парашютных тканей. Они различаются между собой размерами и способами закрепления образца, системами откачивания или подачи воздуха, скоростью воздушного потока и некоторыми другими особенностями. Общий принцип их работы сводится к созданию по обе стороны испытуемого образца разных давлений Р] и ?2,, в результате чего. воздух проникает через ткань. Разряжение под испытуемым образцом. обычно создается всасывающим насосом, вентилятором или водой, вытекающей из резервуара, покрытого образцом. Всем им присущи недостатки традиционных измерительных приборов [53].

В настоящее время, использование современных компьютерных систем непрерывного измерения и обработки данных позволяет получить обобщенную зависимость AV = f(A Р) в течение одного эксперимента [10,16,104]. В этих целях в Орловском государственном техническом университете была создана экспериментальная установка для динамического. определения воздухопроницаемости тканей. Схема этой установки приведена на рисунке 29.

ч.

Рисунок 29 - Принципиальная схема установки Установка состоит из герметичной емкости (1) объемом 280 л, непосредственно на верхнем фланце которой, установлен узел крепления (2) исследуемого образца ткани с откидной клапанной заглушкой. Она включает в себя воздушный компрессор для создания в емкости избыточного давления воздуха до 0.5 кПа (50мм.вод.ст.), аллонжа для закрепления фрагмента изучаемого однородного или многослойного материала, коллектора, запорных вентилей и отсечного клапана. Емкость через специальный трубопровод с запорным вентилем (3) соединена с компрессором (4). Для компенсации температурных погрешностей, которые могут возникать за счет быстрого неизотермического сжатия и расширения воздуха, внутри емкости был установлен регенеративный теплообменник в виде концентричных цилиндрических оболочек, высота которых соответствует высоте емкости. В качестве измерительных устройств использовались электрические датчики давления (5) и температуры (6). Для измерения перепада давления на испытываемом образце ткани использовались дифференциальные датчики давления Motorola МРХ5010СР чувствительностью 450 мВ/кПа и диапазоном измерения от -10 до +10 кПа (±100 мм. вод.ст.), которые используют в качестве барометров, индикаторов утечки и т.п. В качестве датчиков температуры применялись высокочувствительные герметизированные терморезисторы ТРА-2 с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (температурный коэффициент сопротивления этих датчиков при 25*^С равен 0,023 1/К), Датчики изготавливаются из полупроводниковых монокристаллов синтетического алмаза, что обеспечивает стабильность их основных параметров в течение длительного срока эксплуатации. Кроме того, датчики обладают малой тепловой инерционностью, что связано с их малыми габаритами (диаметр 1,2мм, длина 4,0 мм). Датчики подключаются к цифровому измерительному комплексу на базе компьютера Pentiuni - 3 с аналого- цифровыми устройствами входа и выхода сигналов ЕХ- компании National Instruments (7). С электрических датчиков на аналого цифровой преобразователь (8) подаются сигналы и в цифровом виде вводятся в компьютер, отфильтровываются от случайных помех и обрабатываются в реальном режиме времени по заданному алгоритму. На экране монитора строится зависимость объемного расхода воздуха от перепада давления на ткани и автоматически рассчитываются коэффициенты уравнения степенной функции.


Центральным звеном, позволяющим осуществить запланированные испытания, являлась многоканальная компьютерная информационно измерительная система, осуществляющая автоматический сбор, обработку и представление данных лабораторного эксперимента с демонстрацией изучаемых параметров на мнемосхеме установки. Система работает в среде графического проектирования LabVIEW компании National Instruments (США). Она совместима с Windows, Exel, СС^^ и представляет самостоятельный интерес с точки зрения реализации современных принципов разработки и осуществления программно управляемого динамического эксперимента с необходимыми метрологическими характеристиками [6,10,16,20,106].

В разработанной системе измерений использованы уникальные компоненты и компьютерные технологии для преобразования входных сигналов, подавления помех, компенсации нуля, самокалибровки датчиков и прецизионного усиления. Технически все это реализовано на базе обычного персонального компьютера и устройств сбора и преобразования аналоговых сигналов. Использованный аналого-цифровой преобразователь обеспечивал выход сигналов датчиков с погрещностью не более чем 0,5 % от задаваемого диапазона измерений. Блок-схема сконфигурированной измерительной системы, представлена на рисунке 30. Она включает в себя измерительный цикл W h i l e, пошагово выполняющий программу измерений вплоть до реализации заданного условия отключения. Эти условия формируются заданием, сравнимого с величиной помех, нижнего порога измерения перепада давления 0,1- 0,3 мм. водного столба. Используемый цикл эквивалентен текстовому оператору for от i = О до наступления логического варианта ИСТИНА (TRUE), где i - текущее значение числа выполненных итераций [6,10,99,106].

Система работает следующим образом. Цифровые сигналы с DAQ устройства, соответствующими выходными значениями напряжения датчиков, поступают на блок масщтабирования, преобразующий напряжения в физические величины перепадов давления в мм вод.ст. и температуры в С.

Далее их величины поступают в коллектор, составляющий ограниченные до 100-200 значений выборки получаемых данных, которые направляются в блок статистической обработки, работающий здесь как цифровой фильтр случайных помех. Этот блок производит расчет среднего значения выборки и дисперсии по формулам:

n- APj, (3.1) AP = j= Последнее значение используется в качестве оценки интенсивности помех и обычно не превышает заданный нижний порог измерений. Здесь п число измерений в ограниченной выборке.

Осредненный на малом интервале времени 0,5 с сигнал одновременно подается на 3 разноцелевых устройства - осциллограф, регистрирующий текущее значение перепада давления;

блок сравнения, отключающий работу цикла, и терминал вывода массива экспериментальных данных за пределы цикла для последующей обработки воздухопроницаемости материалов.

tt Гаэопроницоемость^У! Block DJagram * File Edit Operate Tools Biowcf Window Help '•:..-: ^1 I'^M ^-,;

".^../ : I3pt AppicalionFont Рисунок 30 -Блок-схема автоматизированной системы измерения В ходе исследований были выбраны 3 вида аппроксимации итоговых зависимостей - полиномиальной кривой, экспонентой, степенной функцией. Из них первый в наибольшей степени соответствует физическим явлениям, сопровождаюш,им проникание воздуха, второй дает линейную зависимость и позволяет соотносить полученные данные с другими источниками, третий - дает удобную формулу для расчета удельного расхода воздуха и физического толкования влияния сил вязкости и инерции проникающей среды.

Методика проведения испытаний состоит в следующем (отбор проб, заполнение емкости, запуск системы, пачало истечения, запуск программы обработки, типовой график временной зависимости с указанием точки отсчета, корректировка массивов для ликвидации выбросов точек, автоматический останов, моментальный пересчет(рисунок 31).

Испытания воздухопроницаемости тканей Контроль и настройка параметров Р -) 5,5260 У 10,000 0, Т rjPflOO 0, 'jSfm G ОД) fsToil ^ ' " '', 15 Напряжение, В « Р [Л/ 100,0-?

5 6 7 8 Р 10 II 12 13 14 15 16 17 18 IP Объемный расход, мл/с Рисунок 31 - Лицевая панель компьютерной системы измерения Продолжительность эксперимента на разработанной установке составляет несколько минут и необходимое количество повторностей для проведения статистической обработки и получения надежных регрессионных зависимостей может быть получена за достаточно короткое время. Установка может быть использована в учебных целях для демонстрации и изучения процессов массопереноса в пористых материалах и средах.

Разработанный способ определения воздухопроницаемости тканей, основан на том, что количество воздуха, проходящее через испытываемый образец, определяется по изменению давления в контрольном объеме с избыточным или пониженным начальным давлением по отношению к атмосферному воздуху[16]. Определение проницаемости производится по изменению темпа снижения давления воздуха в контрольной емкости с избыточным давлением. При этом сравнивают текущее значение давления в емкости с его значением на предыдущем временном шаге и рассчитывают количество проникающего через образец воздуха. По результатам экспериментов строят зависимости АР = а • V'' и определяют коэффициенты а и b степенной функции [85].

3.2 Разработка методики исследования пылепроницаемости материалов Для оценки пылепроницаемости тканей и материалов, предназначенных для защиты от нетоксичной пыли, была использована существующая стандартная методика по ГОСТ 17804-72. Эта методика распространяется на хлопчатобумажные, льняные и смешанные ткани, а также на ткани из химических волокон [28].

Показатель пылепроницаемости ткани (Пп) вычисляется по формуле:

где mi - масса элементарной пробы ткани до испытания, г;

шг - масса элементарной пробы ткани после испытания, г;

Si - площадь элементарной пробы ткани, м^.

Пылепроницаемость тканей и материалов определялась на установке роторного типа марки ППТ, с использованием лабораторных весов первого класса, а в качестве эталона пыли был выбран кварц молотый пылевидный.

Схема установки приведена на рисунке 32.

Рисунок 32 - Схема установки для определения пылепроницаемости материалов Установка состоит из: корпуса-1;

крыльчатки-2;

упора-3;

тумбочки-4;

пылесоса-5;

мешочков-6;

счетчика СК-] -7;

кронштейна-8;

перегородки-9;

электродвигателя-10. Частота оборотов крыльчатки 180±1 об/мин. Через каждые 150 ударов определяемые счетчиком, элементарные пробы снимали и каждую взвешивали с погрешностью до 0,01 г.

Тем не менее, необходимо отметить, что реализуемый в стандартном методе механизм определения пылепроницаемости тканей и материалов, основанный на выбивании пыли из мешочков не отражает реальные процессы при запылении и инфильтрации пыли в текстильных полотнах ' различного назначения, В связи с этим остаются актуальными вопросы по разработке различных методик, связанных с определением пылепроницаемости и пылеемкости текстильных полотен различного назначения, что связано со сложностью поведения аэродисперсных систем в замкнутых объемах и сложных теоретических исследованиях.

Необходимо отметить, что основные сведения о механизмах и методах определения пылепроницаемости на сегодня могут быть получены экспериментальным путем на специальных установках, которые позволяют • моделировать условия применения и эксплуатации защитных средств. Такие установки должны позволять проводить исследования дисперсного состава и физико- химических свойств различных нылей, изучать динамику запыленных потоков, определения пылепроницаемости текстильных полотен.

Время испытаний определяется необходимым периодом получения статистически достоверных проб концентрации пыли подаваемом и отфильтрованном воздухе (до 0,15мг/м^), Так, например, лабораторные испытания воздушных фильтров для • очистки атмосферного и рециркуляционного воздуха в разных странах проводятся с использованием каменноугольной золы с добавлением волокнистой пыли, дорожной пыли, сажи, кварцевой муки, аэрозолеметиленовой синьки и т,п, В России используется естественный атмосферный воздух, содержание пыли в котором увеличивается за счет добавления к нему мелкодисперсной кварцевой пыли КП-3 [82], Важным моментом разработки лабораторного оборудования является выбор метода измерения концентрации пыли в отбираемых пробах воздуха.

Как уже указывалось выше, время испытаний определяется необходимым периодом получения статистически достоверных значений концентрации пыли в очищенном воздухе. При скорости отбора проб 20 л/мин, необходимое количество пыли для определения ее концентрации весовым способом может быть собрано на фильтре за 30-40 минут. При этом увеличение его массы за счет поглощения влаги может быть намного больше, в связи с чем, требуется дополнительная операция по осушению фильтров, • которая может быть не всегда удачной, т.к фильтр может быть насыщен влагой при предварительном взвешивании [19].

Анализ методов определения микроколичеств пыли показал, что по таким показателям как чувствительность, время отбора проб, стоимость приборного оборудования и возможность визуализации потоков и картины течения пылегазовых смесей, наилучшим является метод, основанный на использовании люминесцирующих веществ [97].

Схема экспериментальной установки для испытания представлена на рисунке 33. Образец 1 размещался в аэрозольной камере, концентрация • аэрозоля в которой задавалась с помощью пылеподатчика 3, эжектора 4 и воздуходувки 5. Обьемная концентрация аэрозоля, подаваемая в камеру, задается величиной массового расхода аэрозоля вибрационным пылеподатчиком и объемным расходом воздуха воздуходувки 5.

Определение коэффициента пылепроницаемости осуществлялось с помощью фотометра фотоэлектрического для аэрозолей ФАН 6.

Для обдувки струи аэрозоля в фотометре применялся в соответствии с инструкцией по эксплуатации оптически чистый воздух, который получался путем пропускания воздуха через последовательно включенные коробки 7, 8.

Расход обдувочного потока воздуха устанавливался с помощью ротаметра 9 и воздуходувки 10 таким, чтобы струи аэрозоля не «разливались» и камера фотометра не заполнилась аэрозолем. При расходе аэрозольного потока расход обдувочного потока 0,167'10"^MVC устанавливался 0,334-10'^ MVC. Аэрозольные потоки из заборника аэрозоля И и после фильтрующего элемента 1 переключались с помощью трехходового крана 12. Расход аэрозольных потоков задавался общим отбором воздуха из фотометра ФАН в объеме 0,5-10"'^ MVC С ПОМОЩЬЮ воздуходувки 13 и ротаметра 14. С целью исключения попаданий аэрозоля в окружающий воздух применялся фильтр 15. Расход воздуха через фильтрующий элемент устанавливался с помощью ротаметра 16 и воздуходувки 17 в объеме Фильтр 18 исключал попадание аэрозоля на 1,667-10'^MVC (ЮЛ/МИН).

ротаметр 16 и воздуходувку 17.

Рисунок 33 - Схема экспериментальной установки для испытания пылепроницаемости тканей 1 - испытуемый образец ткани;

2 - аэрозольная камера;

3 пылеподатчик;

4 - эжектор;

5,10, 13,17,23,24 - воздуходувки;

6 -фотометр ФАН;

7,8 - противогазовые коробки;

9,14, 16,21,22 - ротаметры;

11 заборник аэрозоля;

12,25 - трехходовой кран;

15,18 - воздушные фильтры;

19,20 - фильтры АФА;

26 - микроманометр.

Использование фотометра ФАН позволяет определить коэффициент пылепроницаемости в любой момент времени запыления образца, в то время как применение весового метода позволяет определить за какой либо длительный промежуток времени.

Камера обеспечивает:

-определение копцентрации пыли на входе и выходе испытываемых устройств с точностью до 0,05 мг/м^;

-измерение полей скоростей в потоках запыленного воздуха и визуализацию картины течения;

-определение сопротивления фильтров, пылепроницаемости тканей и фильтрующих материалов при перепадах давления 100 до 3000 Па, Коэффициент проницаемости (мг/м -с) рассчитывается как отношение количества пыли, осевшей на единице площади фильтра в единицу времени.

При испытаниях выбранных образцов текстильных полотен, был использовался микропорошок М-5, близкий по дисперсному составу к агрохимикатам, доломитовая мука и почвенная сельскохозяйственная пыль, скорость фильтрации составляла 0,125м/с. Расход воздуха варьировался от 10,0 до 1,0 л/мин с интервалом в 1,0 л/мин.

3.2.1. Особенности проникновения мелкодисиерсных частиц При проектировании пылезащитной одежды необходимо прогнозировать количество вредных и токсичных веществ, проникающих в защищаемое пространство. Способность материалов пропускать в пододежный слой или удерживать в своей структуре частицы пыли определяется пылепроницаемостью и пылеемкостью текстильных материалов, которые зависят от факторов, рассматриваемых ниже.

Сам процесс проникания состоит из нескольких этапов, проходящих последовательно или одновременно: попадание пыли на поверхность волокна, ее закрепления и проникание под одежду. В зависимости от условий эксплуатации текстильных материалов доминируют те или иные пути проникновения пыли [14,18,47]:

перенос частиц в пододежное пространство с потоком инфильтрирующегося воздуха;

- оседание или диффузия мелкодисперсионных аэрозолей из воздуха на текстильный материал;

- контактное загрязнение материала, заключающееся в переносе пыли с пыленосителя на текстильный материал;

- притяжение аэрозольных частиц ныли из воздуха текстильным материалом по мере накопления им статического электричества;

- отрыв мелкодисперсных частиц адгезионного слоя и проникание их внутрь одежды;

- ресорбция твердых загрязнителей в процессе стирки текстильного материала.

Теоретическое описание процесса проникания частиц через ткань чрезвычайно сложно. На проникание частиц пыли в материал большое значение оказывает размер частиц и соизмеримость их с диаметром пор, скорость и путь движения частиц пыли в воздушном потоке и каналах пор, характер обтекания одежды запыленным потоком воздуха или его инфильтрацией через неплотности одежды при выполнении характерных рабочих движений, площадь и время контакта с заныленной поверхностью [112], Вместе с воздухом мелкодисперсные частицы проникают в пододежное пространство через сквозные поры. Удержание частиц в структуре самого материала может происходить вследствие меньшего, чем размер частиц диаметра пор материала, механического их сцепления с неровностями поверхности волокон, нескрученных микроволокон, электрических зарядов, возникающих при трении, В то время как крупнодисперсные частицы, как нравило, сразу же оседают на поверхности текстильных полотен или достаточно устойчиво удерживаются во внутренней структуре материала. Таким образом, текстильные материалы играют роль фильтра и препятствуют большинству механизмов проникания частиц, А главным из них остается инфильтрация аэродисперсных потоков, В масштабе изучаемого объекта фильтрационное движение воздуха и по переносимой им пыли происходит лишь по части порового пространства и весьма специфическими путями [47,63,88,95], Формирование путей движения связано с пространственной неоднородностью характеристик одежды, как в поперечном, так и в продольном направлениях по отношению к пакету одежды. Сами по себе пористые структуры могут быть достаточно однородными. Однако сложные конструкции деталей и узлов на разных участках имеют различную проницаемость. Эта неоднородность усиливается при рассмотрении динамических зазоров и припусков, обеспечиваюш,их свободное перемещение воздуха в пододежном пространстве. Таким образом, одежда должна быть описана сложным набором неоднородных полей таких характеристик как пористость, воздухопроницаемость, упругие свойства пакета одежды и т.п., зависящих от пространственных координат и времени. Деформация этих полей неизбежно связана с изменениями формы одежды в целом и ее отдельных элементов. Зависимость этих параметров от времени является существенной, особенно в динамических условиях, когда движения работающих и возникающие при этом перепады давления воздуха в пододежном пространстве могут вносить основной вклад в миграцию пыли [16,17,18,60].

Мелкодисперсные частицы пыли могут перемещаться в поровом пространстве, до тех пор, пока диаметр этих частиц меньше диаметра пор.

Тогда они легко проникают через толщу материала.

Мелкодисперсные частицы не имеют зарядов, но при трении друг о друга или о ткань, могут приобретать заряд на некоторое время. Чем выше электризуемость материала, тем выше способность притягивать и удерживать частицы пыли.

Интенсивность проникновения мелкодисперсных частиц в текстильный материал зависит от волокнистого состава, структуры нити, переплетения полотна, перепада температуры, влажности пододежного пространства и окружающей среды [47,88,95].

Ill Передвижение запыленного воздуха по толщине материала одежды подчиняется основному закону переноса массы или энергии, согласно которому плотность потока любой субстанции q, переносимой через единицу площади поперечного сечения А в единицу времени t, пропорциональна градиенту движущих сил [94]:

V (З.З) =q=-K-grad0, At где К - коэффициент пропорциональности, зависящий как от свойств проводящей среды, так и проводимой субстанции - коэффициент фильтрации или воздухопроницаемость;



Pages:     | 1 || 3 | 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.