|
|
Поиск и анализ инновационных технических решений в области техносферной безопасности. Поиск и анализ инновационных технических решений в области техно. Наименование инновационного технического решения
Практическое задание 11
Поиск и анализ инновационных технических решений в области средств защиты от воздействия острых кромок оборудования и режущего инструмента
Тема 3. Поиск описаний технических решений с использованием автоматизированных информационных систем
Цель: получить практические навыки поиска и анализа инновационных технических решений в области средств защиты от воздействия острых кромок оборудования и режущего инструмента.
Алгоритм выполнения
1. Изучить алгоритм поиска и анализа инновационных технических решений в области охраны труда.
2. Ознакомиться с теоретической частью электронного учебника.
3. Оформить результаты в виде таблицы.
Бланк выполнения задания 11
Форма для выполнения задания
№ п/п
|
Наименование инновационного технического решения
|
Описание документа источника
|
Сведения об авторах и организации
|
Описание сущности инновационного решения
|
Результаты анализа достоинств и недостатков
|
1
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
Образец выполнения задания 11
№ п/п
|
Наименование инновационного технического решения
|
Описание документа источника
|
Сведения об авторах и организации
|
Описание сущности инновационного решения
|
Результаты анализа достоинств и недостатков
|
1
|
Способ притупления острых кромок изделий
|
Патент РФ
№ 2426700
(опубликован
20.08.2011)
|
Авторы:
Кондратенко В.С. (RU), Наумов А.С. (RU)
|
В основу настоящего изобретения положена задача создания нового, более эффективного способа притупления острых кромок изделий из стекла и других хрупких неметаллических материалов с качественным улучшением следующих параметров:
– повышение прочности кромки стекла после снятия фаски;
– повышение повторяемости, надежности и стабильности технологического процесса образования притупляющей фаски;
– управление размерами и формой фаски.
Поставленная задача решается тем, что в способе притупления острых кромок изделий, включающем нагрев обеих поверхностей кромки изделия сфокусированным лазерным пучком эллиптической формы до температуры, не превышающей температуры плавления материала, при относительном перемещении изделия и пучка, согласно изобретению, для повышения прочности кромки нагрев осуществляют при относительном перемещении лазерного пучка и материала со скоростью в диапазоне
V = (0,7–0,95) Vmax,
где V – оптимальная скорость образования фаски при заданной мощности лазерного излучения;
Vmax – максимальная скорость образования фаски при заданной мощности лазерного излучения,
при этом для повышения стабильности процесса после образования фаски осуществляют оплавление или пережигание образующейся стружки материала путем нагрева отделяющейся от кромки стружки материала вторым пучком до температуры, превышающей температуру плавления материала.
Кроме того, для повышения повторяемости, надежности и стабильности технологического процесса образования притупляющей фаски перед началом притупления кромки осуществляется локальное разупрочнение кромки с помощью алмазно-абразивного инструмента.
Целесообразно для управления размерами и формой фаски нагрев кромки изделия осуществлять лазерным пучком с негауссовым распределением излучения, в частности, имеющим в поперечном сечении, проходящем через центр пучка, близкое к равномерному распределению или распределение плотности мощности излучения, убывающей от периферии к центру пучка
|
Традиционный способ притупления острых кромок различных изделий заключается в шлифовании кромок с помощью абразивного или алмазного инструмента (см., например: Зубков В.Г. Технология оптических деталей / под ред. М.Н. Семибратова. – М.: Машиностроение, 1978. – 415 с.). Этот способ используется с древних времен и постоянно усовершенствуется за счет создания нового сложного оборудования. Недостатком данного способа является низкая производительность, низкая культура производства, сложность и высокая цена используемого оборудования, низкое качество получаемых изделий из-за наличия нарушенного трещиноватого слоя после алмазно-абразивной обработки кромок. Поэтому в ряде случаев при изготовлении ответственных изделий с повышенными требованиями к прочностным параметрам прибегают к последующей механической или огневой полировке фасок.
Известен способ притупления острых кромок изделий из стекла путем их оплавления с помощью лазерного излучения, включающий нагрев кромки изделия сфокусированным лазерным пучком и относительного перемещения изделия и пучка (GB 2173186, МКИ СО3В 21/02, приор. Япония, 03.04.1985). Недостатком данного способа, как и способа оплавления кромки стекла пламенем газовых горелок, является необходимость последующего дополнительного температурного отжига для снятия термонапряжений.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ притупления острых кромок изделий, преимущественно из стекла, включающий нагрев кромки изделия сфокусированным лазерным пучком до температуры, не превышающей температуру плавления стекла, и относительного перемещения изделия и пучка (патент РФ № 2163226, МКИ С03В 33/02, приор. 28.06.2000 – прототип).
Способ притупления острых кромок изделий из стекла с помощью лазерного излучения заключается в следующем. При нагреве поверхности стекла вдоль кромки лазерным пучком с длиной волны излучения 10,6 мкм (излучение CO2-лазера), для которого стекло непрозрачно, вся энергия поглощается в тонком поверхностном слое. Дальнейшее распространение энергии лазерного излучения вглубь материала происходит за счет теплопроводности. Следовательно, степень нагрева поверхности стекла или другого материала под действием лазерного излучения зависит от следующих факторов: мощности и плотности мощности лазерного излучения, скорости относительного перемещения лазерного пучка и материала, а также от скорости отвода тепла от поверхности вглубь материала, которая определяется коэффициентом теплопроводности материала. В результате локального нагрева до температуры, не превышающей температуры плавления, в поверхностных слоях стекла возникают высокие напряжения сжатия, которые компенсируются напряжениями растяжения, расположенными в объеме стекла. В случае выполнения определенных условий нагрева, а именно выбора соответствующей плотности мощности излучения, размеров и формы пучка, а также скорости относительного перемещения изделия и лазерного пучка, можно обеспечить условие, когда напряжения растяжения превысят предел прочности стекла. Это приводит, в свою очередь, к отделению от кромки стекла узкой полоски стекла, за счет чего и обеспечивается притупление острой кромки пластины, то есть образование фаски.
Недостатком описанного способа притупления острых кромок изделий является снижение прочности кромки за счет появления зачастую остаточных термических напряжений. Еще одним недостатком указанного способа является то, что в процессе притупления кромки при образовании длинной полоски отделяемого материала в виде стружки нередко происходит обламывание этой стружки и прекращение процесса притупления кромки. Кроме того, описанный способ не позволяет управлять в широком диапазоне размерами и формой фаски
|
2
|
Способ притупления острых кромок стеклоизделий
|
Патент РФ
№ 2543222
(опубликован
27.02.2015)
|
Автор(ы):
Чадин В.С. (RU), Алиев Т.А. (RU)
Патентообладатель:
Общество
с ограниченной ответственностью «ЛАСКОМ» (RU)
|
В основу настоящего изобретения положена задача разработать способ притупления острых кромок стеклоизделий, который позволяет обеспечить наилучшее качество продукции, повысить скорость обработки стеклоизделий, при этом создавая минимально необходимый размер фаски с постоянным размером по всей длине обработки, а также увеличить прочность изделий.
Поставленная задача решается в предложенном способе притупления острых кромок стеклоизделий, который включает обработку кромки стекла сфокусированным лазерным лучом, имеющим в сечении форму кольца, при относительном перемещении стеклоизделия и/или луча, при этом при указанной обработке осуществляют нагрев лазерным лучом кромки стекла до температуры выше температуры стеклования (Т > Tg).
Под лучом, имеющим в сечении форму кольца, в данной заявке понимается луч, получаемый с помощью так называемой коаксиальной линзы, преобразующей луч сплошного сечения в форму кольца. Примером преобразователя пучка является узел, состоящий из двух зеркальных конусов, наружного и внутреннего (так называемый аксикон).
Температура стеклования Tg является одной из основных характеристик полимерных материалов. При температуре ниже температуры стеклования полимерный материал находится в более твердом и хрупком состоянии, при превышении данной температуры он практически скачкообразно переходит в пластичное состояние. Также при этом резко возрастает температурный коэффициент расширения материала. Точное определение температуры стеклования затруднено из-за разброса параметров материалов и применения различных методик. Для большинства промышленных стекол Tg лежит в пределах 400–600 °С.
Кольцевая форма сечения лазерного луча в настоящем изобретении является определяющим фактором при снятии фаски стекла, позволяющим исключить повреждения его поверхности и сколы. Прежде всего это позволяет обеспечить технический результат, состоящий в создании в прикромочной зоне закаленных участков стекла требуемой формы и размеров за счет создания в этих участках термонапряжений, обеспечивающих образование на стекле при хрупком разрушении фаски с закругленными или притупленными торцами.
Способ, согласно изобретению, позволяет создать в прикромочной зоне закаленные участки стекла с термонапряжениями, величина и направление которых обеспечивают образование при хрупком разрушении фаски на стекле с закругленными торцами.
Когда на острой кромке стеклоизделия при нагреве выше температуры стеклования создаются закалочные объемы, стружка подламывается, что ухудшает качество. Поэтому, согласно изобретению, при помощи кольцевого луча закалочные объемы создаются в прикромочной зоне, а верхушка стружки остается более эластичной, следовательно, сохраняется целостность стружки во время всего процесса. Тем самым сохраняется и выдерживается заданная геометрия фаски.
Лазерный луч предпочтительно направляют так, чтобы ось его была расположена под углом 20–70° к плоскости, являющейся продолжением поверхности стекла, обращенной к лазерному лучу. За пределами нижнего диапазона большая часть луча будет отражаться (до 70 %), и не удастся создать условия для возникновения стружки и образования фаски, а при верхнем пределе будет образовываться не фаска, а как бы канавка.
Предпочтительно указанный угол расположен в плоскости, перпендикулярной вектору указанного перемещения стеклоизделия и/или луча.
При этом ось лазерного луча может быть также направлена под углом 0–30° к плоскости, перпендикулярной вектору указанного перемещения стеклоизделия и/или луча.
Предпочтительно обработку осуществляют лазерным лучом, имеющим форму кольца, вытянутого в направлении указанного перемещения стеклоизделия и/или луча с получением пятна нагрева в форме вытянутого кольца. Это позволяет получить дополнительный эффект, состоящий в введении в материал большего количества тепловой энергии (W, Вт) при оптимальной плотности мощности (Р Вт/мм²), повышая тем самым производительность процесса.
При обработке лазерным лучом предпочтительно осуществляют удаление материала стекла в виде стружки с получением фаски в кромке стекла, причем размер фаски задают размером малой оси пятна нагрева, плотностью мощности излучения в пятне нагрева, временем экспозиции (патент № 2543222).
После обработки кромки изделия в зону нагрева может подаваться хладагент
|
Известны механический и химический способы обработки кромки стекла, недостатком которых является то, что они могут привести к микротрещинам в стеклянном листе, особенно на краях стекла, таким образом снижая прочность стекла на порядок величины.
Альтернативный способ обработки представляет собой притупление лазером. Лазер характеризуется монохроматическим светом с большой длиной когерентности. Он используется во многих индустриальных и медицинских применениях. Существенные технические области применения лазеров находятся, например, в спектроскопии, лазерном измерении расстояния, а также они используются для процессов точной резки и сварки металлов, керамики и стекол.
Известен способ притупления кромок стеклянной панели, раскрытый в WO 03015976 A1 и включающий последовательную обработку кромки стекла сначала первым сфокусированным лазерным лучом с низкой интенсивностью тепловой энергии, имеющим пятно нагрева в форме эллипса, расположенного под углом относительно кромки стекла (при этом когда стеклянная подложка перемещается в направлении подачи, часть подложки вблизи кромки после предварительного нагрева расплавляется и превращается в фаску), и затем вторым сфокусированным лазерным лучом, имеющим пятно нагрева в форме эллипса, вытянутого в направлении указанного перемещения стеклянной подложки. Таким образом, смягчаются остаточные напряжения и предотвращается появление мелких трещин. Недостатками этого способа являются трудность практической реализации, а также невозможность осуществить за такое короткое время «отпуск» стеклоизделия – снять возникшие при расплавлении стекла термонапряжения.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ притупления острых кромок изделий, известный из RU 2163226 С1, согласно которому осуществляют нагрев по меньшей мере одной поверхности кромки частью луча или одним из двух отдельных лучей до температуры, не превышающей температуры плавления материала, и нагрев второй поверхности кромки изделия осуществляют другой частью луча или вторым отдельным лучом. При этом лазерный луч, используемый для нагрева, имеет в сечении на поверхности материала эллиптическую форму. Недостатком данного способа является снижение прочности за счет возможного появления остаточных термических напряжений и вероятность обламывания стружки отделяемого материала, а также плохая управляемость процесса из-за различия в распределении плотности мощности в каждом из обрабатывающих пятен, где равномерность распределения может быть только теоретическая
|
3
|
Способ изготовления перчаток для защиты от режущего воздействия
|
Патент РФ
№ 2043046
(опубликован
10.09.1995)
|
Авторы:
Швайков Д.К., Ивлиев Ю.Г., Федосеева Г.Г., Рототаев Д.А., Коварский А.В., Рощина О.Н., Пальников И.А.
Патентообладатель:
Акционерное общество открытого типа «Научно-исследовательский институт стали»
|
Поставленная задача достигается за счет изготовления наружного и внутреннего слоев кистезапястной части и пальцевых элементов из единых трикотажных рукавов, армированных на половину их длины. На армированной стороне кистезапястной части закладывают по форме руки Y-образную складку, которая проходит от нижнего среза перчатки до пястно-запястного сустава и выше, раздваиваясь с двух сторон пястной кости. Выворачивают заготовки внутрь неармированной частью, заделывают концы пальцевых элементов и обрабатывают нижний край кистезапястной части, соединяют в блок пальцевые элементы мизинца, безымянного, среднего и указательного пальцев на участках кромок между смежными пальцами; соединяют по кромкам с кистезапястной частью пальцевый элемент большого пальца и указанный блок пальцев, а также кромки тыльной и ладонной сторон кистезапястной части между ними. Для улучшения эксплуатационных характеристик перчаток заделка пальцевых элементов производится швами с наружной или внутренней стороны, при этом внешний и внутренний слои заделываются по отдельности или общими швами; соединение пальцевого элемента большого пальца и блока пальцев с кистезапястной частью производится по кромкам встык или внахлест, а сами соединительные кромки и нижний срез перчатки выполняются из материала внутреннего слоя, при этом нижний край перчаток обрабатывается швом вподгибку с закрытым срезом.
Перчатка, изготовленная по предлагаемому способу, отличается следующими особенностями:
– благодаря отсутствию клеевой пропитки перчатка эластична, легко растягивается в пределах 3–4 размеров руки, хорошо облегает руку, создает комфортные условия;
– взаимное соединение внешнего и внутреннего слоев перчатки исключает их взаимное смещение, образование складок, сбивание материала подкладки или образование пустот в концах пальцевых элементов и т. д.
– способ соединения пальцевых элементов, наличие неармированных мягких кромок исключает давление на пальцы в этой зоне;
– наличие боковой Y-образной складки обеспечивает удобную и надежную фиксацию перчатки на руке;
– отсутствие открытых резаных кромок и раскроя по армированной зоне исключает распускание петель и образование колющих проволочных концов;
– исключение клеевой пропитки улучшает гигиенические характеристики перчаток, обеспечивая воздухо- и влагопроницаемость, лучше предохраняет руку от переохлаждения, одновременно повышается тактильная чувствительность пальцев, обеспечивается возможность проведения легкой стирки, при этом непрерывное использование перчаток не ограничено по времени. Испытания перчаток показали их удобство, пригодность для выполнения различных работ и профессиональных действий, в том числе связанных с использованием табельного оружия
|
Известен способ изготовления перчаток для защиты от режущего воздействия, заключающийся в изготовлении внешнего защитного слоя, армированного проволокой и внутреннего подкладочного, склеенных между собой.
Наличие армирующей проволоки обеспечивает защиту от режущих воздействий, подкладочный слой служит для предохранения руки от царапин и потертостей, производимых внешним, довольно грубым слоем.
Соединение внешнего и внутреннего слоев предотвращает их смещение относительно друг друга и образование складок, сбившихся комков материала подкладки в концах пальцев и наоборот, образование избыточной длины пальцев внешней оболочки и т. п.
Ряд существенных недостатков таких перчаток связан со способом соединения ее внешнего и внутреннего слоев, в том числе:
– большая жесткость, ограничение подвижности, снижение эластичности, связанная с этим необходимость выполнения перчатки несколько большего размера, обеспечивающего прохождение руки в узких местах и ее сгибание в различных положениях, что дополнительно снижает ее удобство и затрудняет работу в них;
– резко падает тактильная чувствительность пальцев при работе в перчатках;
– ухудшаются медико-гигиенические характеристики и ограничивается время непрерывной работы в перчатках, так как она становится воздухо- и влагонепроницаемой в результате клеевой пропитки.
Наиболее удобными и получившими реальное распространение являются вязаные перчатки.
Однако в связи с особенностями вывязывания зоны сопряжения смежных пальцевых элементов там образуются сборки и складки, которые образуют избыточную толщину. Кроме того, слои материалов, особенно армированные и тем более пропитанные клеющим составом и склеенные между собой, обладают определенной упругостью. С учетом этого материалы в области соединения смежных пальцевых элементов стремятся разогнуть имеющуюся там складку и тем самым создают дополнительное давление на пальцы в этой зоне, указанное неудобство усугубляется недостаточной эластичностью и жесткостью материалов.
Одним из недостатков таких перчаток является их изготовление равномерной ширины без учета сужения руки в области запястья. Отсутствие сужения определяется низкой эластичностью материалов, так как рука в узком месте не проходит.
В результате перчатка плохо облегает руку, не фиксируется на руке и неудобна в эксплуатации.
Из-за большой жесткости не дает хороших результатов и установка стягивающего упругого элемента (например, эластичной резиновой ленты) в области запястья, который фиксировал бы перчатку на руке, при этом слабый элемент не обеспечивает стягивания перчатки по ширине запястья, а сильный создает повышенное давление на руку, локализующееся по образующимся жестким складкам
|
|
|
|
Скачать 280 Kb.