Меры безопасности при проведении лабораторной работы по теме «Ударная вязкость материалов»

№96-1,

технические науки

В данной статье рассматриваются вопросы мер безопасности при использовании испытательного оборудования маятникового копра КМ-5 при проведении лабораторной работы на тему "Ударная вязкость материалов".

Похожие материалы

При изучении механических свойств различных материалов в рамках проведения лабораторных работ с обучающимися по дисциплине «Материаловедение и технология материалов», «Сопротивление материалов», наряду с такими видами испытаний, как определение твердости материалов, испытания материалов на растяжение, сжатие и кручение особое место занимает такой метод контроля, как ударная вязкость материалов. Для проведения лабораторной работы, целью которой является исследование ударной вязкости различных металлов и сплавов понадобится специальное испытательное оборудование. В учебных заведениях для этих целей может быть использован настольный маятниковый копер типа КМ-5 (рис. 1).

Схема устройства маятникового копра КМ-5: 1 — основание; 2 — гайка; 3 — образец; 4 — маятник; 5 — стрелка; 6 — поводок; 7 — гайка; 8 — ручка; 9 — предохранитель; 10 — стойка; 11 — стойка; 12 — угольник; 13 — опора; 14 — винт; 15 — шкала; 16 — крючок; 17 — колесо спусковое; 18 — гайка специальная; 19 — прокладка; 20 — молот
Рисунок 1. Схема устройства маятникового копра КМ-5: 1 — основание; 2 — гайка; 3 — образец; 4 — маятник; 5 — стрелка; 6 — поводок; 7 — гайка; 8 — ручка; 9 — предохранитель; 10 — стойка; 11 — стойка; 12 — угольник; 13 — опора; 14 — винт; 15 — шкала; 16 — крючок; 17 — колесо спусковое; 18 — гайка специальная; 19 — прокладка; 20 — молот

Маятниковый копер КМ-5 имеет тяжёлый молот 20 массой 5кг, который свободно качается вокруг оси. При помощи специальной защёлки маятник может быть установлен на разной высоте. Если защёлку освободить, то маятник упадёт и взлетит по инерции на такую же высоту, на которую он был поднят. Если на пути падения маятника встретится препятствие в виде образца, то часть энергии падения будет затрачена на преодоление этого препятствия, и маятник взлетит уже на меньшую высоту.

Метод испытания материалов на ударную вязкость основан на разрушении одним ударом маятникового копра стандартных образцов с надрезом определённой формы и размеров. При испытаниях образец устанавливают на пути падения маятника на две опоры станины копра надрезом в сторону, противоположную удару ножа молота.

Использование на занятиях, испытательного оборудования всегда представляет потенциальную опасность для здоровья обучающихся. Поэтому на каждой лабораторной работе преподавателем должен быть проведен инструктаж о мерах безопасности при работе на оборудовании, доведены правила пожарной безопасности и правила поведения в лаборатории.

Так как определение ударной вязкости материалов относится к разрушающему методу контроля механических свойств материалов, то в ходе проведения эксперимента могут образоваться поражающие элементы (осколки) при разрушении образцов из хрупких материалов (например: чугун, силумин). Поэтому преподавателю или учебному мастеру проводящему занятие следует более ответственно подойти к ознакомлению обучающихся с требованиями инструкции по обеспечению безопасных условий труда при работе на копре маятниковом КМ-5. Инструктаж должен быть проведен под роспись в журнале инструктажа в начале занятия. Студенты и курсанты должны изучить устройство и принцип работы прибора и только после этого их необходимо допускать до проведения экспериментальной части лабораторной работы.

Непосредственно при работе на маятниковом копре КМ-5 на здоровье преподавателя и обучающихся могут оказывать воздействовать следующие опасные производственные факторы:

  • ранение конечностей при захвате или ударе подвижными частями копра КМ-5 при отсутствии ограждений;
  • ранение органов зрения осколками, образующихся при разрушении испытываемых образцов при отсутствии ограждений.

Чтобы исключить травматизм участников экспериментальных исследований при выполнении лабораторной работы должны быть выполнены следующие требования инструкции перед началом работы:

  1. Манжеты рукавов должны быть застегнуты на пуговицы или рукава одежды должны быть закатаны по локоть для исключения захвата выступающими частями падающего маятника конечности человека.
  2. Проверить исправность спускового колеса (рис.1, поз.17) и надежности крепления молота (рис.1, поз.20).
  3. Проверить наличие и исправность ограждений копра КМ-5.
  4. Проверить исправность спускового устройства (рис.1, поз.8 и 9).

При работе на маятниковом копре КМ-5 следует соблюдать следующие требования:

  1. Все ремонтные и монтажные работы производить только при опущенном молоте копра КМ-5.
  2. Запереть рычаг сбрасывания молота специальным фиксатором при укладке образца на призму.
  3. Следует укладывать испытуемый образец на призму специальными клещами.
  4. Следует использовать испытуемые образцы квадратного или прямоугольного сечения установленных размеров и с концентратором напряжений.

При работе на копре КМ-5 студентам и курсантам запрещается:

  1. Самостоятельно взводить маятник копра КМ-5 в рабочее состояние и самостоятельно опускать его;
  2. Прикасаться к движущимся частям копра КМ-5.
  3. Производить укладку образцов на призму руками.
  4. Производить обслуживание копра КМ-5 при взведенном молоте маятника.
  5. При работе на копре КМ-5 снимать защитные ограждения.
  6. Ловить маятник на один из зубцов спускового колеса во время качания или спуска маятника.
  7. Работать на копре маятниковом КМ-5 лицам, незнакомым с инструкцией по эксплуатации и принципу работы прибора.
  8. Оставлять копер маятниковый КМ-5 с взведенным маятником без присмотра, а также поручать работу на нем другим лицам.
  9. При разрушении образца обучающиеся должны находиться на безопасном расстоянии от копра. Запрещается стоять и наблюдать за процессом разрушения образца со стороны вылета молота, не смотря на то, что защитные устройства копра исправны. Предсказать траекторию полета разрушенного или с деформированного образца невозможно. Особенно опасно стоять рядом с копром при определении ударной вязкости материалов при отрицательных температурах (после охлаждения образцов в жидком азоте). При таких испытаниях даже вязкие материалы разрушаются как хрупкие.

После окончания экспериментальной части лабораторной работы по определению ударной вязкости материалов, необходимо выполнить следующие работы:

  1. Опустить маятник копра КМ-5.
  2. Извлечь специальными клещами с призмы и основания копра, разрушенные образцы.
  3. Вымыть руки с мылом.

Список литературы

  1. Гуляев А.П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1986. — 542 с.: ил.
  2. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов: Учебник для вузов. — М.: Металлургия. 1979. — 495 с.
  3. Конструкционные материалы / Б.Н. Арзамасов, В.А. Брострем, Н.А. Буше и др.; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. — М.: Машиностроение, 1990. — 687 с.
  4. Пучков П.В. Причины вязкого и хрупкого разрушения металлов и сплавов. Научно – популярный журнал NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) – 2018 г. – № 92; C. 17-21.