ОТВ

1.Подготовка к выполнению лабораторной работы.

Лабораторный практикум предназначен для практического закрепления теоретического курса по дисциплине «Материаловедение обувного производства» на основе углубленного изучения ассортимента материалов, освоения современной испытательной техники и методов проведения контрольных и исследовательских испытаний, получения практических навыков в определении и интерпретации основных показателей качества с применением статистической обработки экспериментальных данных и методов планирования эксперимента, с учетом современного состояния стандартизации, метрологии и квалиметрии в обувном производстве.

2.Целями лабораторных работ являются изучение специальных понятий и терминов в области материаловедения, ассортимента кож, текстильных и искусственных материалов для обуви, устройства и принципа действия испытательных приборов; требований стандартов к показателям качества материалов; освоение стандартных методик определения основных параметров и показателей качества материалов, расчетных формул и методов обработки результатов, а также методов неразрушающих испытаний, применение ЭВМ в области испытаний, при оценке и выборе материалов на изделие.

3.Приступая к лабораторным занятиям, студент должен изучить методические указания к лабораторной работе.

4.Каждая лабораторная работа содержит основные сведения и задание студенту для самостоятельной подготовки.

5.В основных сведениях даны определения специальных понятий, описание приборов и методов испытаний, методические рекомендации по выполнению работы в лаборатории, порядок расчета показателей и их значение при оценке качества материалов.

6.В задании для самостоятельной подготовки перечислены вопросы, с помощью которых можно проконтролировать усвоение основных сведений, лекционного материала и дополнительной литературы, необходимой для успешного выполнения работы.

7.Готовясь к выполнению работы, студент в лабораторной тетради или в специальном журнале должен сформулировать цель работы и ее основные задачи, предварительно оформить отчет.

8.Готовность студента к выполнению работы проверяется в собеседовании с преподавателем, с помощью технических средств контроля или ЭВМ после представления предварительно оформленной лабораторной тетради (журнала). Студенты, допущенные к лабораторным занятиям, получают задание на выполнение лабораторной работы.

9.На лабораторных занятиях в соответствии с заданием и дополнительными указаниями, полученными от преподавателя, студент производит различные экспериментальные определения. Результаты этих определений студент заносит в лабораторную тетрадь, используя в отчете усредненные показатели. После обсуждения полученных результатов с преподавателем студент окончательно оформляет отчет. Оформленный отчет представляется преподавателю для проверки и повторного собеседования для получения зачета по выполненной работе.

10.На первом лабораторном занятии студентов инструктируют о правилах техники безопасности и противопожарной техники, о чем делается запись в соответствующем журнале.

11.Оформление отчета по лабораторной работе. Отчет о лабораторной работе содержит пять разделов.

11.1.Цель работы формулируется студентом исходя из темы лабораторной работы, данных, приводимых в лабораторном практикуме или методических указаниях. Цель работы должна быть изложена кратко и отражать существо рассматриваемого вопроса.

11.2.Основные сведения - приводятся основные понятия из области строения, методов испытания, физико-механических свойств материалов, которые необходимы в данной лабораторной работе.

11.3.Методика проведения испытаний - в тетради или журнале выполняются схемы приборов и установок для определения соответствующих показателей свойств или параметров материалов с полной спецификацией деталей и узлов. Приводятся описание приборов или установок и кратко принцип их работы, а также методика отбора и подготовки образцов испытуемых материалов с обязательной ссылкой на соответствующие государственные стандарты. Затем приводятся методики испытаний и расчета показателей с указанием размерности в СИ.

11.4.Экспериментальная часть - после испытаний студент заносит в тетрадь (журнал) первичные результаты (например, нагрузку при разрыве образца, абсолютное удлинение при разрыве, массу до и после намокания образца). Имея первичные результаты, студент по формулам (необходимо давать подстановки в расчетные формулы) рассчитывает соответствующие показатели, заносит результаты в сводную таблицу, проводит статистическую обработку экспериментальных данных, вычисляя среднеарифметическое значение, среднеквадратичное отклонение, коэффициент вариации, абсолютную и относительную ошибки опыта.

11.5. Выводы - по результатам лабораторной работы студент обязан сделать выводы, которые основываются на сравнении показателей использованных материалов, оценке тенденций изменений показателей свойств под действием различных факторов, а также на соответствии полученных результатов требованиям государственных стандартов или другой научно-технической документации.

12. Первые три раздела отчета оформляются студентом в процессе подготовки к лабораторной работе, 4 и 5 разделы - на лабораторных занятиях.

Лабораторная работа 1

Изучение приборов для определения атмосферных условий, массы и толщины материалов

Цель работы. Изучение методик определения и регистрации параметров климатических условий при испытании материалов. Изучение методов кондиционирования материалов перед испытаниями. Изучение методик определения массы материалов. Изучение методик определения толщины материалов.

Приборы и материалы: простой и аспирационный психрометры, гигрограф, термограф; штангенциркуль, толщиномер, микрометр; технические, торсионные, квадрантные и аналитические весы; образцы различных материалов.

Задания:

1.Изучить принцип работы простого и аспирационного психрометров, гигрографа и термографа.

2.Определить относительную влажность и температуру воздуха аспирационным психрометром.

3.Ознакомиться со способами кондиционирования проб материалов перед испытаниями.

4.Ознакомиться с устройством и принципом работы механических, торсионных, квадрантных и аналитических весов.

5.Определить массу различных материалов на весах различного вида, сравнить точность взвешивания.

6.Ознакомиться с устройством и принципом работы штангенциркуля, толщиномера и микрометра.

7.Определить толщину материалов различными приборами и сравнить точность измерения.

Общие сведения

Обувные материалы (кожи, картоны, ткани и др.) способны поглощать влагу из воздуха. Изменение их влагосодержания вызывает изменение многих показателей физико-механических свойств (прочности, деформационной способности, массы и т.д.). Для получения достоверных и сопоставимых результатов в лабораториях необходимо создавать и поддерживать постоянные условия испытаний. Такие условия называют нормальными и регламентируют стандартом. Согласно ГОСТ 10681-75 нормальными считаются относительная влажность воздуха 65±2% и температура 20±2° С.

Материалы перед испытанием должны определенное время выдерживаться в нормальных климатических условиях. Выдерживание проб материала в течение определенного времени в нормальных климатических условиях называют кондиционированием, или

приведением к воздушно-сухому состоянию. В результате кондиционирования влажность материала достигает некоторого постоянного значения (равновесной влажности). Влажность, приобретаемая материалами при длительном выдерживании при нормальных климатических условиях, называется нормальной. Соблюдение нормальных условий обязательно при стандартных испытаниях.

Содержание паров влаги в атмосфере характеризуется абсолютной и относительной влажностью воздуха. Абсолютная влажность воздуха характеризуется массой водяных паров в единице объема, W, г/м3 , или давлением водяных паров, находящихся в воздухе р, Па. Максимальная абсолютная влажность воздуха, соответствующая состоянию насыщенного пара при данной температуре, называется

влагоемкостью (Wн,, рн )

Относительная влажность воздуха определяется отношением его абсолютной влажности к влагоемкости и выражается в процентах:

Относительная влажность воздуха характеризуется степенью его насыщения парами влаги при данной температуре и атмосферном давлении.

Относительную влажность воздуха на практике находят с помощью специальных приборов ( психрометров, гигрометров).

Определение относительной влажности воздуха психрометрическим методом. Существуют психрометры различной конструкции: простой, аспирационный механический, аспирационный электрический.

Простой психрометр состоит из двух одинаковых термометров 1 и 2 (рис.1). Термометр 1 (сухой) служит для измерения температуры

Рис. 1 Простой психрометр

воздуха в помещении. Резервуар термометра 2 (влажного) обернут тонкой хлопчатобумажной тканью (отбеленным неаппретированным

стрелкой, которая видна в окно при прохождении ее мимо риски 10. Время полного оборота пружинного барабана в секундах указывается в паспорте прибора.

Аспирационный психрометр с помощью шарика 7 подвешивают на металлический штырь-кронштейн и располагают с учетом рекомендаций для размещения простых психрометров.

Перед началом работы, а также перед каждым последующим наблюдением, ткань, в которую обернут ртутный шарик термометра, смачивают из пипетки дистиллированной водой. После смачивания пружину аспиратора заводят до отказа. Показания сухого и влажного термометра записывают по истечении 4-5 мин после пуска вентилятора. Относительную влажность воздуха определяют по номограмме или таблице (таб. 1). Точность психрометрического метода определяется, главным образом, погрешностью измерения температур сухого и влажного термометров.

Электрический аспирационный психрометр имеет электрический привод.

Гигрометрический метод определения относительной влажность воздуха. Определение влажности воздуха данным методом базируется на способности гигроскопических материалов, поглощая пары влаги из воздуха, обратимо изменять свои линейные размеры или другие параметры.

Наиболее распространены волосяные гигрометры и гигрографы. У волосяного гигрографа (рис.3) пучок обезжиренных волос 2 фиксируется в зажимах 3 и петлей охватывает крючок 1 стержня 4, закрепленного на оси 5. К этой оси прикреплена большая дуга 6 с противовесом 12. Масса дуги и противовеса постоянно нагружает и натягивает пучок волос. Большая дуга 6 опирается на малую дугу 7, связанную с осью 8 и стрелкой 9.

При увеличении относительной влажности воздуха длина пучка волос увеличивается, большая дуга 6 опускается и, увлекая за собой малую дугу 7, перемещает стрелку 9 вверх. При уменьшении влажности воздуха длина пучка волос сокращается, вызывая обратное перемещение рычагов механизма. Для непрерывной записи изменений влажности воздуха прибор снабжен механизмом передвижения диаграммной ленты в виде барабана 11 со встроенным часовым механизмом. На конце стрелки укреплено перо 10. Часовые механизмы для привода имеют две разновидности: для недельной и суточной непрерывной регистрации.

Кроме волосяных преобразователей в гигрографах применяют мембранные чувствительные элементы, выполненные из

Таблица 1 Таблица для определения относительной влажности

воздуха по аспирационному психрометру

Продолжение табл. 1

*Измерено при температуре 0°С

Если необходимо довести влажность материала до определенного значения (например, нормируемого стандартом Wн, %), образцы взвешивают и устанавливают фактическое влагосодержание материала Wф, % по существующей методике. Массу образцов, имеющих стандартную влажность, называют кондиционной и рассчитывают по формуле

где m н и m ф - соответственно кондиционная и фактическая масса материала, г.

Для получения необходимой влажности материала образцы увлажняют и доводят их массу до кондиционной mн. Увлажнение материала с доведением его массы до кондиционной можно производить в эксикаторе над водой или использовать для этих целей кондиционные камеры.

Определение геометрических показателей и массы материалов.

Геометрические размеры и масса материалов в результате физикомеханических воздействий при изготовлении и эксплуатации обуви могут меняться, что, в свою очередь, отражается на качестве изделия. Помимо этого, изменение линейных размеров и массы материалов связано с происходящими в материале физико-механическими и химическими процессами, и, следовательно, изменение данных параметров может служить косвенным показателем физико-