Systems. Methods. Technologies 2 (42) 2019

Systems Methods Technologies. S.A. Zenkov et al. Improving the efficiency … 2019 № 2 (42) p. 49-54 50 Keywords: adhesion; coefficient of proportionality; “Max Flight 04”; regression equation. Введение Во время работы землеройных машин с влажным связным грунтом в диапазоне температур +5…–12 ºС происходит активное налипание грунта на стенки ковшовых и отвальных рабочих органов, а при отрицательной температуре от –10 ºС и ниже такженаблюдается смерзание грунта и металлической поверхности рабочего органа. В летний и осенний сезоны уже спустя 40 мин работы технологических машин с грунтовым массивом полезный объем ковшовых и отвальных органов уменьшается за счет налипания на 12–18%. При работе в зимний и весенний сезоны налипание и примерзание грунта к поверхностям рабочих органов наиболее активно. Это зависит от многих факторов, такихкак температура окружающей среды, влажность грунта, давление прижатия грунта к металлической поверхности. Зимой полезный объем ковшовых и отвальных рабочих органов может сократиться на 30– 45 %,при этом толщина налипшего грунтового массива достигает 21–36 см. Налипание или примерзание грунта наиболее свойственно для ковшовых рабочих органов закрытого типа. Такое явление, как адгезия грунта, ухудшает условия наполнения рабочих органов, усиливает сопротивление копанию и нарезке земляного полотна, увеличивает время на разгрузку ковшовых и отвальных рабочих органов, уменьшает их полезный объем. Все это приводят к уменьшению производи-тельности технологических машин. Данная проблема актуальна не только для землеройных механизмов, но и для автомобилей, выполняющих транспортировку грунта. За счет вибрации и уплотнения грунта в кузовах машин при транспортировке, а также при длительном контакте грунтового массива с бортовой частью кузовов налипание и намерзание грунта происходит более интенсивно. В основу исследования положен один из актуаль- ных на сегодняшний день и перспективных методов снижения налипания и примерзания грунтового масси- ва к контактирующим поверхностям — профилактиче- ский метод [1–20]. Данный метод базируется на обра- зовании жидкого промежуточного слоя в зоне границы между металлической поверхностью рабочего органа технологической машины и контактирующего с ней грунтового массива. Промежуточный (профилактиче- ский) слой выполняет защитную роль при взаимодей- ствии межмолекулярных сил. В свою очередь, данная защитная (экранирующая) особенность обеспечивает свободное перемещение фазовых поверхностей. Про- межуточный слой может представлять собой жидкий, твердый и газообразный слой, также возможно их ком- бинирование. В качестве жидкого промежуточного слоя для проведения исследований было использовано профилактическое средство — противообледени- тельная жидкость (ПОЖ) «MaxFlight 04». Эксперимент. «MaxFlight 04» является противо- обледенительным средством на основе пропиленгликоля и имеет очень хорошую противообледенительную характеристику— при использовании в нагретом до +70 ºС состоянии не имеет ограничений в выполнении данной операции. Обладает наименьшим пределом вязкости из всех аналогов жидкостей SAE, относящихся к типу IV, в определенных ситуациях более низким, чем у жидкостей SAE, относящихся к типу II [3]. В экспериментальных исследованиях был исполь-зован грунт IV категории,суглинок, как наиболее распростра- ненный на территории северных районов Иркутской об- ласти. Влажность грунта составляла 7.5, 12.5 и 17.5%, время контакта грунта с металлической поверхностью — 3; 5 и 7 мин,что соответствует параметрам работы техно- логических машин. План и результаты эксперимента при- ведены в табл.1. Таблица 1 План и результаты эксперимента Температура окружающей среды T ср , °С Влажность грунта W, % Время контакта t, мин Напряжение сдвига τ бв без воздействия, H Напряжение сдвига τ с использованием «MaxFlight 04», H –35 7,5 3 92,73 30,4 7,5 7 174,2 62,74 12,5 5 186,54 78,91 17,5 3 218,54 134,2 17,5 7 400 159,89 –15 7,5 5 63,74 38,25 12,5 3 78,45 50,01 12,5 5 144,2 56,88 12,5 7 240,3 58,84 17,5 5 228,5 94,14 5 7,5 3 11,6 4,2 7,5 7 15,2 5,1 12,5 5 17,9 8,3 17,5 3 24,3 14,8 17,5 7 31,7 17,4