呼吸防护面具设计及卡扣的装配力学分析

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1、武汉理工大学硕士学位论文呼吸防护面具设计及卡扣的装配力学分析姓名：刘容申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：余世浩20100501摘要我国对在含粉尘和有害(毒)气体环境下工作人员的健康和安全问题十分重视，但目前粉尘、有害(毒)气体对人体的职业危害依然严重。究其原因，除工作环境恶劣和个人防护意识不强外，呼吸防护用品的质量、性能以及佩戴舒适度都是造成这一问题的重要因素。我国在呼吸防护用品的研究和开发方面相对薄弱，其技术不够成熟，缺乏完善的呼吸防护用品设计体系。因此，研究呼吸防护用品的设计理论、方法和结构，对于提高呼吸防护用品的性能和质量，加强粉尘职业病预防和保护

2、接尘人员的身体健康，具有重要的理论和社会意义。本文以呼吸防护面具中自吸过滤式防护面具为例，研究了自吸过滤式防护面具的设计流程和设计方法，提出了新的设计理念，通过现有各种产品设计方案的分析比较，提出了改进设计方案并设计了相关产品。其主要研究工作内容如下：(1)自吸过滤式防护面具死腔的容积大小一直是一个备受争议的话题，论文根据《呼吸防护用品——自吸过滤式防颗粒物呼吸器》(GB2626．2006)和《呼吸防护——自吸过滤式防毒面具》(GB2890．2009)，通过分析呼吸防护面具的特点和技术要求，提出了呼吸防护面具死腔值的粗略计算方法，可供死腔容积的设计参考。(2)吸气阻

3、力和过滤效率始终是呼吸防护面具一对相互矛盾的技术参数，以增加滤盒厚度来增加滤尘率，必然会提高吸气阻力。论文根据自吸过滤式防护面具的特点和技术要求，比较国内外产品的特点，提出了二次空腔结构的构想和设计方法，并完成了一款自吸过滤式防护面具的设计。该结构在满足人体呼吸习惯的基础上，实现呼和吸的分离，解决了过滤效率和呼气阻力的矛盾，大大降低了同类防护面具的呼气阻力。(3)针对自吸过滤式防护面具的气密性要求，对防护面具主体与滤盒部分的卡扣连接进行了装配力学分析，应用ABAQUS有限元分析软件对卡扣连接进行了有限元数值模拟。根据卡扣连接的许用应力求出许用变形，进而确定最大过允许

4、盈量，从而在保证装卸要求的情况下，最大程度满足了密封性要求。同时，提出了环型卡扣结构和尺寸计算方法。关键词：自吸过滤式防护面具，死腔，二次空腔结构，卡扣，接触分析AbstractStaffhealthandsafetyinthedustandharmful(toxic)gasenvironmenthaveobtainedmoreandmorerecognitioninoBrcountry,butdust，harmful(toxic)gasesonthehumanbodyisstillaseriousoccupationalhazard．Thereasonisnotp

5、oorworkingconditionsandinfirmnesspersonalprotectionawarenessbuttherespiratoryprotectiveequipmentquality,performanceandwearingcomfort．TheresearchanddevelopmentofRespiratoryProtectiveEquipmentinChinaisrelativelyweak,Thereisnotenoughmaturetechnology,andincompletedesignsysteminrespiratoryp

6、rotectiveequipment．Therefore，therewillhaveimportanttheoreticalandsocialsignificanceifthepreventionandprotectionofoccupationaldusthealthpersonnelhavebeenenhancedwithdesigntheory,methodsandstructureofrespiratoryprotectiveequipmentstudying．Inthispaper,aexampleisput，thatistheself-absorptio

7、nfiltermasksofrespiratoryprotectivemask,weputanewdesignconceptthroughstudyit’Sdesignprocessanddesignmethod，andadesignschemeimprovedhaveputthroughtheanalysisandcomparisontotheexistingdesignscheme．Themainworkfollows：Thedeadspacevolumeofself-primingfiltermaskshasbeenacontroversialtopic．