大学农业工程基础实验教学中心安全操作手册

编号：沈阳农业大学农业工程基础实验教学中心安全操作手册实 验 教 室 ：机械零件实验室实验教室安全负责人：佟玲实验教学中心（室）主任：高连兴填 写 说 明1.根据危险化学品安全管理条例（中华人民共和国国务院令第344号）、实验动物管理条例（1988年10月31日国家科委2号令）、放射性同位素与射线装置安全和防护条例（中华人民共和国国务院令第449号）及我校关于实验室安全的有关文件精神，填写此操作手册。2.每个实验教室根据自身情况制定详细的安全操作规程，制成手册，手册内容上网，以便于学生上课前预习使用。3.手册内容主要包括：实验项目的操作步骤及安全注意事项、主要仪器设备的操作规程及安全注意事项、有毒有害物品操作规范及应急处理方法、实验教室应急处理预案等，各实验教室亦可根据自身情况，酌情修改具体的内容。4.填写要求：（1）本手册中的实验项目名称、内容和要求与教学大纲一致；（2）不需要写操作规程和安全注意事项的实验项目，仅在1.1中罗列即可。（3）文内标题：要简洁、明确，层次序号为：一、（一）1.（1）。目录第一部分实验项目1.1本实验教室共承担的实验项目情况31.2带传动弹性滑动实验41.3液体动压滑动轴承实验7第二部分主要仪器设备的操作规程2.1 DCS带传动试验台122.2 HSA型液体动压轴承实验台13第三部分实验教室应急处理预案3.1 工程学院实验室应急处理预案153.2 实验教室突发事件应急处理预案172第一部分实验项目1.1本实验教室共承担的实验项目如下：序号实验项目名称学时实验类别每组学生数1带传动弹性滑动实验2综合性32液体动压滑动轴承实验2综合性3“实验类型”指演示性、验证性、综合性和设计性实验的类别划分。91.2带传动弹性滑动实验一、实验目的1了解带传动弹性滑动特性及其对带传动的影响；2掌握带传动实验原理及操作规程。二、实验内容1测主动轮、从动轮转速n1、n2 ；2测主动轮、从动轮转矩T1、T2；3绘制滑动曲线T2，传动效率曲线T2。= P2/ P1= T2 n2/ T1 n1；4对实验结果进行简要分析。三、实验仪器1带传动实验台2内卡尺、外卡尺、直尺3转速表4砝码、秤四、实验装置及工作原理带传动实验台主要由机械部分、电子系统、操作部分组成。1实验台机械结构实验台机械部分，主要由两台直流电机组成，如图21所示。其中一台作为原动机，另一台则作为负载的发电机。对原动机，由可控硅整流装置供给电动机电枢以不同的端电压，实现无级调速。对发电机，每按一下“加载”按键，即并上一个负载电阻，使发电机负载逐渐增加，电枢电流增大，随之电磁转矩也增大，即发电机的负载转矩增大，实现了负载的改变。2电子系统实验台内附设单片机，主要承担检测、数据处理、信息记忆、自动显示等功能。3操作部分操作部分主要集中在机台正面的面板，面板的布置如图22所示。1从动直流电机 2从动带轮 3传动带 4主动带轮 5主动直流电机 6牵引绳 7滑轮 8砝码 9拉簧 10浮动支座 11拉力传感器12固定支座 13底座 图21 实验台的机械结构简图载荷指示1 2 3 4 5 6 7 8主动轮转速主动轮转矩查矩送数保持清零加载转速转矩转速转矩被动轮转速被动轮转矩图22 面板布置图 五、 实验规程及要求1测定实验台参数：带轮直径D1、D2，带传动中心距a，带的横截面面积A，大滑轮直径D，小滑轮直径d。砝码称重，计算带的预紧力F0 式中：G砝码重量，（N）2接通电源在接通电源前首先将电机调速旋钮逆时针转到底使开关“断开”，再打开电源开关，按一下“清零”键此时主被动电机转速显示“0”，力矩显示“.”，实验系统处于“自动校零”状态。校零结束后，力矩显示为“0”。再将调速旋钮顺时针向高速方向旋转，电机由启动，逐渐增速，同时观察实验台面板上主动轮转速显示屏上的转速数，其上的数字即为当时的电机转速。当主电机转速达到预定转速（建议预定转速为12001300r/min左右）时，停止转速调节。此时，从动电机转速也显示在显示屏上。3加载（1） 在空载时，记录主、从动轮的转速、转矩。按“加载”键一次，第一个加载指示灯亮，调整主动电机转速，使其仍保持在预定工作转速内，待显示基本稳定后，记录主、被动轮的转速、转矩值。（2） 再按“加载”键一次，第二个加载指示灯亮，再调整主动轮转速，仍保持预定转速，待显示稳定后再次记录主、被动轮的转矩及转速值。（3） 重复上述操作，直至7个加载指示灯亮，记录下8组数据，根据这八组数据便可作出带传动滑动曲线T2及效率曲线T2。4关机将调速旋钮逆时针转至“关断”，并按“清零”，使实验机处于关断状态，待下次实验。注意：每次加载数据基本稳定后，按“保持”键即可使转矩、转速稳定在当时的显示值不变。按任意键可脱离“保持”状态。5填写实验报告。六、实验要求1注意观察分析机构；2注意不要损坏仪器及设备；3注意安全；4填好实验报告。七、思考题1何谓弹性滑动？弹性滑动的性质如何？2弹性滑动对带传动有何影响，弹性滑动与打滑有何区别？3影响带传动能力的主要因素有哪些？1.3液体动压滑动轴承实验一、实验目的 1 观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象；2 测定和绘制径向滑动轴承径向油膜压力曲线，求轴承的承载能力；3 观察载荷和转速改变时油膜压力的变化情况；4 观察径向滑动轴承油膜的轴向压力分布情况；5了解径向滑动轴承的摩擦系数的测量方法和摩擦特性曲线的绘制方法。二、实验台的构造与工作原理1实验台的传动装置由直流电动机1通过V带传动2驱动轴沿顺时针（面对实验台面板）方向转动，由无级调速器实现轴4的无级调速。本实验台轴的转速范围3500r/min，轴的转速由数码管直接读出。2轴与轴瓦间的油膜压力测量装置轴的材料为45号钢，经表面淬火、磨光，由滚动轴承支承在箱体3上，轴的下半部浸泡在润滑油中，本实验采用的润滑油的牌号为N68（即旧牌号的40号机械油）该油在20时的动力粘度为0.34Pas。轴瓦的材料为铸锡铅青铜，牌号为ZCuSn5Pb5Zn5（即旧牌号和ZQSn6-6-3）。在轴瓦的一个径向平面内沿圆周钻有7个小孔，每个小孔沿圆周相隔20，每个小孔连接一个压力表，用来测量该径向平面内相应点的油膜压力，由此可绘制出径向油膜压力分布曲线。沿轴瓦的一个轴向剖面装有两个压力表，用来观察有限长滑动轴承沿轴向的油膜压力情况。3加载装置油膜的径向压力分布曲线是在一定的载荷和一定的转速下绘制的。当载荷改变或轴的转速改变时所测出的压力值是不同的，所绘出的压力分布曲线的形状也是不同的。转速的改变方法于前所述。本实验台采用螺旋加载，转动螺旋即可改变载荷的大小，所加载荷之值通过传感器数字显示，直接在实验的操纵板上读出（取中间值）。这种加载方式的主要优点是结构简单、可靠、使用方便，载荷的大小可任意调节。4摩擦系数测量装置径向滑动轴承的摩擦系数随轴承的特性系数 值的改变而改变（为润滑油的动力粘度；n为轴的转速；p为压力，；W为轴上载荷；B为轴瓦的宽度；d为轴承直径，本实验台B=125mm ，d=70mm）如图32所示。在边界摩擦时，随n/p的增大而变化很小（由于n值很小，建议用手慢慢转动轴），进入混合摩擦后，n/p的改变引起的急剧变化，在刚形成液体摩擦时达到最小值，此后，随n/p的增大油膜厚度亦随之增大，因而亦有所增大。摩擦系数之值可通过测量轴承的摩擦力矩而得到。轴转动时，轴对轴瓦产生周向摩擦力F，其摩擦力矩为Fd/2，它使轴瓦5翻转，其翻转力矩通过固定在弹簧片上的百分表9测出弹簧片的变形量并经过以下计算就可得到摩擦系数的值。根据力矩平衡条件得：式中：L测力杆的长度，mm（本实验台L=120mm）；Q作用在A处的反力，N。设作用在轴上的外载荷为W，则式中：Q=K，K测力计的刚度系数，N/格；百分表的读数（格数）；故 5 摩擦状态指示装置指示装置的原理如图33所示。当轴不转动时，可看到灯泡很亮；当轴在很低的转速下转动时，轴将润滑油带入轴和轴瓦之间收敛性间隙内，但由于此时的油膜厚度很薄，轴与轴瓦之间部分微观不平度的凸峰高峰处仍在接触，故灯忽亮忽暗；当轴的转速达到一定值时，轴与轴瓦之间形成的压力油膜厚度完全遮盖两表面之间微观不平度的凸峰高度，油膜完全将轴与轴瓦隔开，灯泡就不亮了。三、实验方法和步骤1准备工作在弹簧片8的端部安装百分表（测力计），使其触头具有一定的压力值。2绘制径向油膜压力分布曲线与承载曲线（1）起动电机，将轴的转速调整到一定值（可取200 r/min左右），注意观察从轴开始运转至200 r/min时灯泡亮度的变化情况，待灯泡完全熄灭，此时已处于完全液体润滑状态；（2）用加载装置加载（约400N）；（3）待各压力表的压力值稳定后，由左至右依次记录各压力表的压力值；（4）卸载、关机；图34 油压分布与承载曲线（5）根据测出的各压力表的压力值按一定比例绘制出油压分布曲线与承载曲线，如图4所示。此图的具体画法是：沿着圆周表面从左到右画出角度分别为30、50、70、90、110、130、150、等分别得出油孔点1、2、3、4、5、6、7的位置。通过这些点与圆心O连线，在各连线的延长线上，将压力表测出的压力值按比例（0.1MPa=5mm）画出压力线1-1、2-2、3-3 7-7。将1、2 7各点连成光滑曲线，此曲线就是所测轴承的一个径向截面的油膜径向压力分布曲线。为了确定轴承的承载量，用pisini，(i=1,2, 7)，求得向量1-1、2-2、 7-7在载荷方向（即y轴）的投影值。角度i与sini的数值见下表：30507090110130150sini0.5000.76600.93971.000.93970.76600.5000然后将pisini这些平行于y轴的向量移到直径0-8上。为清楚起见，将直径08平移到图34的下部，在直径08上先画出轴承表面上油孔位置的投影点1、2、 8，然后通过这些点画出上述相应的各点压力在载荷方向的分量，即1、2、7 等点，将各点平滑连接起来，所形成的曲线即为在载荷方向的压力分布。采用方格纸，用数格法计算出压力分布曲线所围成的面积。在直径08上做一个矩形，使其面积与曲线所包围的面积相等，那么矩形的高pm极为轴瓦在径向截面处的y向平均压力。将pm乘以轴承直径和宽度，即可得到不考虑端泄的有限宽轴承的油膜承载能力。但是，由于端泄的影响，再轴承两端处压力为零，油膜压力沿轴向呈抛物线分布。则油膜承载能力为 式中：端泄对承载能力影响系数，一般取0.7；pm径向平均压力，MPa；d轴承直径，mm；B轴瓦宽度，mm.。第二部分主要仪器设备的操作规程102.1 DCS带传动试验台操作规程1测定实验台参数：带轮直径D1、D2，带传动中心距a，带的横截面面积A，大滑轮直径D，小滑轮直径d。2砝码称重，计算带的预紧力F0 式中：G砝码重量，（N）3接通电源在接通电源前首先将电机调速旋钮逆时针转到底使开关“断开”，再打开电源开关，按一下“清零”键此时主被动电机转速显示“0”，力矩显示“.”，实验系统处于“自动校零”状态。校零结束后，力矩显示为“0”。再将调速旋钮顺时针向高速方向旋转，电机由启动，逐渐增速，同时观察实验台面板上主动轮转速显示屏上的转速数，其上的数字即为当时的电机转速。当主电机转速达到预定转速（建议预定转速为12001300r/min左右）时，停止转速调节。此时，从动电机转速也显示在显示屏上。4加载在空载时，记录主、从动轮的转速、转矩。按“加载”键一次，第一个加载指示灯亮，调整主动电机转速，使其仍保持在预定工作转速内，待显示基本稳定后，记录主、被动轮的转速、转矩值。再按“加载”键一次，第二个加载指示灯亮，再调整主动轮转速，仍保持预定转速，待显示稳定后再次记录主、被动轮的转矩及转速值。重复上述操作，直至7个加载指示灯亮，记录下8组数据，根据这八组数据便可作出带传动滑动曲线T2及效率曲线T2。5关机将调速旋钮逆时针转至“关断”，并按“清零”，使实验机处于关断状态，待下次实验。注意：每次加载数据基本稳定后，按“保持”键即可使转矩、转速稳定在当时的显示值不变。按任意键可脱离“保持”状态。2.2 HSA型液体动压轴承实验台操作规程1准备工作在弹簧片8的端部安装百分表（测力计），使其触头具有一定的压力值。开机打开电源，起动电机。顺时针旋转转速按钮，同时观察转速显示屏，转速由小变大，轴的转速调整到一定值（可取200 r/min左右），注意观察：当电机从开始运转至到转速为200 r/min时灯泡亮度的变化情况，待灯泡完全熄灭，此时已处于完全液体润滑状态。加载本实验台采用螺旋加载，转动螺旋即可改变载荷的大小，所加载荷大小，通过传感器可在显示屏上直接显示。顺时针旋转加载手柄增加载荷，加载时观察加载显示屏，当载荷读数约为40公斤时（约400N）停止加载。记录待各压力表的压力值稳定后，由左至右依次记录各压力表的压力值。卸载逆时针旋转载荷手柄，直到加载显示屏的读数为“0”、停止卸载。关机逆时针旋转转速按钮，同时观察油膜显示灯，转速屏显示转速由大变小，轴的转速调整到“0”时，油膜显示灯亮，此时已处于无液体润滑状态。关闭电源。12第三部分实验教室应急处理预案133.1工程学院实验室应急处理预案防火工作是直接关系到广大师生生命财产的安全和社会的稳定，为了提升学院的处置能力，根据中华人民共和国消防法，特制定本预案。一、实验室防火预案（一）可能引起学校火灾事故的原因电线老化、乱拉、接临时线，违章用电炉和其它电器设备，实验操作不当、易燃易燥物品使用、保管不当，违章动用明火、乱扔烟蒂等。（二）预防措施1.落实责任人：学院院长是学院消防安全第一责任人，对本院的消防安全工作全面负责；实验室管理人员为本实验室防火负责人。2.对师生员工进行消防安全教育，普及基本消防知识，学会正确使用灭火器材，掌握逃生方法。3.经常检查电路电线、电器设备等，发现问题及时改正。4.实验室、实验楼道内、楼门等处严禁堆放杂物，保持畅通。5.配齐合格的消防器材，保证随时使用。（三）火险处理预案1.获得火灾消息的任何人员，应及时使用消防器材、消火栓等进行灭火自救，并及时关闭电源及其他用电设备，在第一时间拨打“119”报警，向学院领导报告。2.接到火灾报警之后，学院应及时组织人员自救，并安排人员在路口接应消防车。3.教职员工在火灾发生时，有责任保护学生安全，组织学生有序地疏散转移火灾现场，并清点人数，寻找滞留在现场的人员。不得组织学生参加灭火。4.等待消防车到来期间，学院火灾领导小组应组织教师员工在保证安全的前提下灭火，保护学校财产安全，包括疏散可能扩大火灾和有爆炸危险的物资，如起火点附近的油桶、液化气罐、化学实验室易爆和有毒物品，以及堵塞通道使灭火行动受阻的物资；疏散性质重要、价值昂贵的物资。例如机密文件、档案资历料、高级仪器以及价值贵重的物资。5.火灾发生时，学院防火领导小组成员要立即在火灾现场设置安全警戒线，维护现场秩序，引导外部救援人员进入现场，保护学校财产安全6.在事故原因未查明之前，任何人不得私自对外发布信息。二、带电操作安全应急预案（一）实验仪器使用前应检查电源是否与仪器相符，仪器是否安全接地。操作时不能用湿手接触电器，也不可把电器弄湿，若不小心弄湿了，应等干燥后再用。（二）若出现触电事故，应先切断电源或拔下电源插头，也可用绝缘物挑开电线，在未切断电源之前，切不可用手去拉触电者，也不可用金属或潮湿的东西挑电线。分析漏电的程度，如果较为严重，在切断电源后，马上通知学校电工处置，并指挥学生离开现场。（三）遇到人员触电，应及时实施救护，若触电者出现休克现象，要立即进行人工呼吸，并请医生治疗，同时报告学校安全领导小组。3.2实验教室突发事件应急处理预案一、实验室安全责任人：实验室日常安全负责人：佟玲实验室授课过程中安全负责人：王君玲、张祖立二、实验室安全责任人职责：1负责现场急救的指挥工作；2及时、准确报告安全事故。三、实验室突发事故应急处理预案：（一）实验室火灾应急处理预案：1.发现火情，现场工作人员立即采取措施处理，防止火势蔓延并迅速报告；2.确定火灾发生的位置，判断出火灾发生的原因，如易燃液体、易燃物品等；3.明确火灾周围环境，判断出是否有重大危险源分布及是否会带来次生灾难发生；4.明确救灾的基本方法，并采取相应措施，按照应急处置程序采用适当的消防器材进行扑救：（1）木材、布料、纸