Київський національний університет технологій та дизайну Дослідження захисного

Київський національний університет технологій та дизайну Дослідження захисного одягу бджоляра з метою підвищення його конкурентоспроможності Ст. гр. Мг. Шк – 06 Ружин Людмила Володимирівна Науковий керівник к. т. н. доц. Остапчук Ігор Прохорович Київ 2011

Мета роботи: забезпечення конкурентоспроможності захисного одягу бджоляра з підвищенням захисних властивостей при забезпеченні максимальної комфортності 2 Об’єкт дослідження – процес підвищення конкурентоспроможності захисного одягу бджоляра. Предмет дослідження – удосконалення конструкції та вибір нових матеріалів для захисного одягу бджоляра. Проаналізувати і вивчити умови експлуатації захисного одягу бджоляра Проаналізувати вже існуючі конструкції захисного одягу бджоляра Розробити конструкцію захисного одягу бджоляра ЗАВДАННЯ Провести експериментальні дослідження з визначення залежності величини висмикування низу куртки з брюк від глибини пройми та кута підняття рук з метою визначення місця розташування обмежувальних хлястиків Дослідити захисний одяг бджоляра на його конкурентоспроможність Проаналізувати та провести експериментальні дослідження нових матеріалів, що забезпечать кращі фізикомеханічні властивості (повітропроникність, гігроскопічність, масу) та вимоги до надійності захисного одягу бджоляра

Зображення основних рухів бджоляра Рис. 3. 1 - Основні рухи, що виконує бджоляр під час виконання службових обов’язків 3

Порівняльний аналіз розвитку костюму бджоляра 4 Рис. 4. 1 – Зображення костюму бджоляра в різний період в різних країнах: а) епоха Середньовіччя (XV ст. ); б) головні убори пасічника (США, 1895 р. XIX ст. ); в) спеціальний захисний одяг пасічника (США, 1971 р); г) спеціальний одяг пасічника (США, 1991 р. ); д) захисний одяг пасічника (Патент РФ № 2176897 від 20. 12. 2001 р. ); е) захисний одяг пасічника (патент UA № 52352 від 25. 08. 2010 р. )

Характерні особливості одягу бджоляра Період, країна Характеристика захисного одягу бджоляра 5 Епоха Середньовіччя (XV ст. ) Бджолярі закривали обличчя сіткою і фіксували її в такому положенні за допомогою головного убору Головні убори пасічника (США, 1895 р. XIX ст. ) Удосконалення зазнали головні убори пасічників. Вони складались з капелюха (наголовник з денцем і стояк) та лицьової сітки. Остання покривала плечі і фіксувалася в такому положенні різними способами. При цьому іншим елементам костюма увага практично не приділялася. Спеціальний захисний одяг пасічника (США, 1971 р). Захисний комплект одягу з бавовняної тканини, до складу якого входить комбінезон та головний убір. Комбінезон з центральною бортовою застібкою на тасьму-блискавку, коміром-стояком та манжетами по низу рукавів та низу виробу. Головний убір складається з наголовника як окремої деталі та металевого каркаса з лицьовою сіткою. Щодо нижньої частини, то вона кріпиться до коміра-стояка комбінезону за допомогою текстильних застібок. Спеціальний одяг пасічника (США, 1991 р. ) Складовими одягу бджоляра цього періоду є комбінезон та знімний капюшон. Костюм виготовлено із багатошарового однорідного гнучкого матеріалу, зовнішній та внутрішній шари якого є наполовину натуральними. Середній шар поліуретановий і значно товщий, ніж зовнішній та внутрішній шари. Він має пористу структуру: приблизно 7 -20 пор на 1, 0 см 2. Захисний одяг пасічника (Патент РФ № 2176897 від 20. 12. 2001 р. ) В Росії було розроблено захисний одяг пасічника, який складається з куртки з коміром, штанів та головного убору. На внутрішній поверхні костюму в місцях зіткнення з тілом людини закріплена система пружних елементів у вигляді поздовжніх ребер. Крім того є вентиляційні вставки в області пройми, ліктьового і променево-зап'ясткового суглоба, пояса, колінного суглоба і нижньої частини гомілки, які оснащені клапанами з тканини. При цьому вентиляційні вставки мають гофри, форма яких підтримується відповідними пружними елементами. Захисний одяг пасічника (патент UA № 52352 від 25. 08. 2010 р. ) Захисний одяг містить головний убір, куртку та штани. Головний убір складається з лицьової сітки з куліскою, наголовника з денцем, конусоподібного стояка з системою пружних елементів, поля з вентиляційною вставкою, верхнього та нижнього каркасів. Головний убір додатково оснащений пелериною, з’єднаною з низом головного убору, та куліскою з фіксаторами. Куртка містить спинку з кокеткою, відрізну нижню частину, комір-стояк, оснащений куліскою з фіксаторами, конусоподібні манжети, вентиляційні вставки у вигляді кишень та накладну кишеню. На нижній відрізній частині куртки по бокових швах закріплені “Г”-подібні хлястики-фіксатори. Штани складаються з поясу з куліскою з фіксаторами, конусоподібних манжет та вентиляційних вставок. В середніх швах рукавів, у шві кокетки спинки куртки та бічних швах штанів розташовані вентиляційні отвори, які виконані у вигляді підкладки кишені з сітчастого матеріалу. Вхід в кишені застібається на застібки-блискавки або ґудзики.

Базова конструкція сорочки чоловічої (за Мюллером) а б Рис. 6. 1 Схематичне зображення базової конструкції сорочки чоловічої: а ) конструкція пілочки та спинки сорочки чоловічої; б ) конструкція сорочкового рукава. 6

Методика вибору раціональної прибавки до глибини пройми для визначення величини мінімального висмикування низу куртки з брюк 7 β Таблиця 7. 1 – Залежність висоти оката рукава від поглиблення пройми № Тип пройми Прибавка до глибини пройми, см Вертикальний діаметр пройми, см. Висота оката рукав, см. 1 Сорочкова 0, 0 22, 0 4. 8 2 Сорочкова 1, 5 23, 5 4. 4 3 Сорочкова 3, 0 25, 0 4. 1

8 Визначення ергономічних показників зовнішньої динамічної відповідності Таблиця 8. 1 - Залежність величини висмикування низу виробу від кута підняття руки та поглиблення пройми № 1 Вертикальний діаметр пройми, мм Величина висмикування l, мм 250 98, 2 70 81. 2 93, 2 70 76, 2 90 3 86, 2 90 235 70 90 2 220 Кут підняття рук, град 88, 2 Визначення величини висмикування низу виробу: , де - висота від підлоги до низу виробу у статиці, см; - висота від підлоги до низу виробу з рукавом у динаміці, см; Рис. 8. 2 - Графік залежності величини висмикування - переміщення вгору низу виробу (при підйомі рук через низу виробу від кута підняття руки та поглиблення боки до горизонтального рівня), см. пройми.

Обґрунтування місця розташування хлястиків-фіксаторів на куртці бджоляра Визначення середньої величини висмикування низу куртки з штанів: 9 , де l – величина висмикування низу куртки, n – кількість повторюваних експериментів. Визначення місця пришивання хлястиків-фіксаторів на переді куртки: де (рис. 6. 1 відрізок ВГ)- середня величина висмикування низу куртки з штанів Визначення місця пришивання хлястиків-фіксаторів на спинці куртки: , де ( рис. 6. 1 відрізок Ж 1 Ж) – динамічний приріст до Дтс Визначення довжини виробу спинки та переду: , де а=ДЖ=ДЕ+ЕЖ=3+10=13 =const ,

10 Визначення повітропроникності тканин Таблиця 10. 1 – Залежність повітропроникності тканини від її сировинного складу та переплетення Cиро винн ий склад, % Вид перепле тення Повітропроникність, /( ) 1 1 2 3 100% бавов на полотня не 2 3 4 1375 1402 1375 Загальна характеристика повітропроникності тканини (за Архангельским Н. А. ) 5 1388 Середне значення 1450 1400 Підвищена (1000 -1500) 1375 1350 1383 100% бавовна 1402 1388 Вр, дм/(м с) № зра зка 1278 1300 1291 1263 1278 1291 1250 50% бавов на, 50% льон полотня не 70% бавов на, 30% льон полотня не 1236 1250 1236 1244 Підвищена (1000 -1500) 1250 1236 1200 1236 1250 1150 0 1278 1291 1263 1278 1291 1275 Підвищена (1000 -1500) 1 2 3 4 5 6 50% бавовна, 50% льон 70% бавовна, 30% льон Power(100% бавовна) Power(50% бавовна, 50% льон) № досліду Рис. 10. 1 – Графік залежності повітропроникності тканини від її сировинного складу та переплетення

Визначення поверхневої густини тканини 11 Таблиця 11. 1 Залежність поверхневої густини тканини від її сировинного складу № зразк Сировинний склад Маса точкової Площа проби, г точкової Поверхнева густина, проби, а тканини, % 1 100% бавовна 1, 27 127 2 50 % 1, 51 Поверхнева щільність тканини визначається за формулою: 151 де l – довжина зразка тканини; b – ширина зразка тканини, см. бавовна, 50% льон 3 70 % бавовна, 30% льон 1, 81 181

Визначення гігроскопічності тканини 12 Таблиця 12. 1 - Залежність гігроскопічності тканини від її сировинного складу № Сировинний Середнє значення вимірювань, г Гігроскопічніст зраз склад ка тканини, % ь, % по основі по утоку по Гігроскопічність (Н) у відсотках розраховують за формулою: по утоку основ і 1 100% 2, 0976 2, 4803 2, 1438 2, 6913 18, 2 25, 5 2, 5548 2, 9091 2, 4564 2, 9814 13, 9 21, 4 бавовна 2 50 % бавовна, 50% льон 3 70 % бавовна, 30% льон 2, 5917 3, 0632 2, 6901 3, 0236 18, 2 19, 1 де - маса зволоженої елементарної проби, г; -маса елементарної проби після висушування до постійної маси, г.

Графік конкурентоспроможності костюму бджоляра 18 2. 5 1 2 2 17 13 3 1. 5 16 4 1 0. 5 15 5 відношення першого зразка до другого 0 відношення першого зразка до третього 6 14 13 7 12 8 11 10 9 Рис. 13. 1 - Графічна інтерпретація рівня конкурентоспроможності удосконаленого костюму бджоляра

14 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 1. В результаті огляду літературних джерел для дослідження костюму бджоляра з метою забезпечення його конкурентоспроможності проведено аналіз умов його експлуатації, визначено основні характерні рухи, що виконує бджоляр під час виконання своїх службових обов’язків. Систематизовано перелік небезпечних та шкідливих виробничих факторів, що дало можливість сформулювати вимоги, які висуваються до захисного одягу бджоляра. 2. В результаті аналізу існуючих конструктивно-технологічних рішень захисного одягу бджоляра визначено його переваги та недоліки. Серед недоліків основними є недостатній захист бджоляра від укусів комах; конструкція, не забезпечує зручності в виробі під час експлуатації, одяг має велику об’ємність та масу. При цьому кольори одягу занадто яскраві, що робить бджіл агресивними. 3. Для проведення експериментальних досліджень з визначення залежності величини висмикування низу куртки з брюк від глибини пройми та кута підняття рук з метою визначення місця розташування обмежувальних хлястиків проведено аналіз вузла «пройма-рукав» . На основі якого побудовано конструкції сорочкового рукава з проймою, яка має різні величини поглиблення (0; 1, 5 та 3, 0 см). За розробленими конструкціями виготовлено макети на яких проведено досліди з визначення мінімального висмикування куртки з брюк. В результаті виконання математичного планування експерименту з дослідження величини висмикування низу куртки з брюк від глибини пройми та кута підняття рух, визначено, що таку величину забезпечує пройма з поглибленням на 3, 0 см. Встановлене значення мінімального висмикування, дозволило визначити місце пришивання хлястиків-фіксаторів, що знаходиться на 8, 8 см нижче лінії талії. Визначене місце пришивання хлястиків-фіксаторів дало можливість скоротити довжину куртки. 4. За методикою побудови, яку було обрано як базову, довжина конструкції захисної куртки бджоляра дорівнює 78, 0 см, що на 3, 6 см більше по спинці та на 9, 6 см більше по переду, ніж в удосконаленій конструкції куртки бджоляра. Це показує, що на удосконалену захисну куртку бджоляра затрати матеріалу будуть менші, а отже, зменшується маса та собівартість виробу. 5. В результаті проведених досліджень фізико-механічних властивостей матеріалів виявлений зразок матеріалу (100% бавовна), який має найбільшу повітропроникність, гігроскопічність та найменшу поверхневу щільність. Визначені показники показують, що найбільш комфортні умови забезпечить захисний костюм бджоляра виготовлений саме з такої тканини. 6. На основі відносних показників конкурентоспроможності побудовано графічну інтерпретацію, яка показує, що розроблений виріб по всіх показниках є конкурентоспроможний. Комплексна оцінка конкурентоспроможності удосконаленого костюму бджоляра показала, що костюм в більшій мірі відповідає визначеним вимогам та є більш функціональним в порівнянні з виробами-конкурентами.