автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологии наружной очистки сельскохозяйственной техники с обоснованием параметров и режимов работы установки водо-воздушной мойки

Рязанская государственная сельскохозяйственная академии имени профессора П.А. Костычева

РГБ ОД

2 1 М ^^ ^ На правах рукописи

УДК 631.3.03.32

МАЛЮГИН Сергей Герасимович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ НАРУЖНОЙ ОЧИСТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ С ОБОСНОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ УСТАНОВКИ ВОДО-ВОЗДУШНОЙ МОЙКИ

Специальность 05.20.01 -механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Рязань - 1998 г.

aöoia выполнена u l'niaiicictx'i государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П.А. Костычева.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

М.Б. Латышенок

Официальные оппоненты - заслуженный деятель науки Российской

Федерации, доктор технических наук, профессор А.И. Рязанцев; кандидат технических наук, доцент E.H. Рудошш

Ведущее предприятие - Центрально-опытное проектно-конструкторское и технологическое бюро ГОСНИТИ

Защита состоится "2S"' ^е^схо^А 1998 г. в часов на засе-

дании диссертационного совета Д. 120.09.01 Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. П.А. Костычева по адресу: 390044, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рязанской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан ЯО 1998 г.

Ученый секретарь

диссертационного советаД 120.09.01, доктор технических наук, профессор

Ц/уу1/V

М.Б. Угланов

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Очистка машин и их деталей - важный технологический процесс, оказывающий большое влияние на культуру производства, производительность, качество ремонта и обслуживания машин.

Обеспечение качественной очистки сельскохозяйственных объектов достигается комплексным физико-химическим и механическим воздействием моющей струи на загрязнение.

Первое обеспечивается использованием нагретых моющих растворов, второе - использованием механической энергии струи, моющей жидкости.

Применение теплых моющих растворов связано со значительными затратами на приобретение моющих веществ и их нагрев, в то же время они оказывают активное влияние на окружающую среду, загрязняя ее, поэтому повышение эффективности моющих установок перспективно достигать за счет повышения механического воздействия струи на загрязнение. В последнее время широкое применение находят моющие установки высокого давления, которые обеспечивают хорошее качество мойки и высокую производительность, но их работа связана со значительны,\ш энергетическими затратами, так как процесс очистки загрязненной поверхности представляет собой разрыв загрязняющего материала под действием статической нагрузки, создаваемой непрерывной струей моющей жидкости.

С другой стороны общеизвестно, что разрушение материала происходит под'действием колебательных (пульсирующих) нагрузок при меньших усилиях.

Рациональная организация мойки сельскохозяйственной техники должна предусматривать максимальную механизацию процесса при экономном расходе воды н энергетических ресурсов. Все это непосредственно связано с решением важной государственном задачи - бережного отношения к природным ресурсам, охране окружающей среды.

А

Целью работы является улучшение качественных и технико-экономических показателей процесса очистки сельскохозяйственных машин путем создания установки водо-воздушной мойки, позволяющей производить,пульсирующее воздействие струи, очищающейзагрязненную поверхность.

Объекты нсследования.Водо-воздушная моечная установка, картофелеуборочный комбайн ККУ-2А, тракторы МТЗ-80 и ДТ-75.

Научная новнзна и основные результаты, представляемые на защиту. Аналитические зависимости параметров водо-воздушной струи на качественные показатели очистки поверхности сельскохозяйственных машин.

Теоретически обоснованная и экспериментально установленная зависимость параметров разработанной конструкции моечной установки, ее режимов и их влияние на качественные показатели очистки поверхностей сельскохозяйственной техники.

Практическая значимость и реализация результатов исследования заключается в разработке и внедрении в производство недорогой и доступной к широкому использованию конструкции водо-воздушного сопла с плавно регулируемыми параметрами и подбором соответствующих режимов для моечной установки высокого давления по качественному удалению загрязнений с наружных поверхностей сельскохозяйственной техники. Проведение периодической очистки машин перед их техническим обслуживанием, в процессе эксплуатации и подготовки к хранению по разработанной технологии с использованием разработанной карты наружной мойки.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. П.А. Костычева (1996.. 1998 г.г.), Санкт-Петербургского государственного агроуниверситета (1997 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах и свидетельстве на полезную модель Комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам № 6542.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, рекомендаций, списка использованной литературы (139 наименований) и приложения. Работа изложена на 123 страницах основного машинописного текста, содержит 34 рисунка, 23 таблицы, 24 стр. приложений.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели работы, ее задачи и положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основе обзора и анализа научных трудов Н.Ф. Тельнова, Д.Г. Пажи, К.А. Ачкасова, И.П. Верещагина, Г.П. Дегтерева, А.П. Садовского, С. Спринга и других, посвященных вопросам исследования влияния загрязнений на надежность, долговечность и экономичность машин, создание новых промышленных образцов моечно-очистного оборудования, отражен важный технологический процесс, определяемый комплексом мероприятий по очистке мобильных машин и их узлов.

Исходя из этого, очистка сельскохозяйственной техники и максимальное удаление разновидности загрязнений с ее поверхности, определяется с учетом способов их разрушения и смыва с объекта. Пути осуществления каждого способа очистки могут быть весьма различные с использованием самых разнообразных приспособлений.

Гидродинамическое воздействие струй на загрязнение нашло применение в наружной мойке сельскохозяйственных и других мобильных машин. Для механического удаления загрязнений используют энергию свободных и затопленных струй моющего раствора, колебание промываемого объекта или очищаемой среды.

Ii работах IO.C. Козлова, M M. Агалова, A.A. Куликова, E.A. Сегачева, О.П. Космачева и др. отмечалось, что наиболее эффективными при этом являются вибрация и пульсация. В этой связи представляется целесообразным не увеличивать энергонасыщенность моечных машин, создающих высокий напор жидкости в струйных установках, а применить для интенсификации процесса пульсирующие (импульсные) струи, к которым можно отнести водо-воздушные струи.

Поэтому в качестве основных задач исследования были определены:

- усовершенствовать технологию очистки сельскохозяйственной техники с применением водо-воздушной мойки наружных поверхностей и разработать конструктивно-технологическую схему установки для ее осуществления;

- разработать теоретические основы воздействия водо-воздушной струи на загрязненную поверхность;

- исследовать процесс мойки наружных поверхностей сельскохозяйственной техники водо-воздушной струей, исходящей из сопла под высоким давлением с учетом конфигурации очищаемой поверхности;

- разработать конструкцию и обосновать параметры и режимы работы сопла для водо-воздушной очистки машин;

- определить эффективность применения предложенной технологии и средств механизации для мойки машин.

Во второй главе дана конструктивно-технологическая схема водо-воздушной установки и рассмотрены теоретические основы динамики разрушения загрязнения и смыва ее от импульсного воздействия водо-воздушной струи моющей жидкости с наружных поверхностей, имеющих различную геометрическую форму.

При теоретическом анализе способов очистки сельскохозяйственной техники и интенсификации процесса наружной мойки применимо пульсирующее воздействие водо-воздушных струй моющей жидкости на частицы загрязнения, находящихся на поверхности объекта.

В основу подхода к решению принимаем, что работа по удалению загрязнений с поверхности складывается из механической работы, совершаемой струей воды или другими механическими приспособлениями и химической работы но ослаблению адгезионных связей между частицами загрязнений и поверхностью очищаемых объектов

Л - А М[.х +• Л XI м

Для увеличения химической работы моющей жидкости в ее состав входят синтетические моющие средства, которые в большинстве случаев являются экологически опасными и дорогостоящими, поэтому в последнее время увеличивают производительность моющих установок, особенно за счет повышения усилия, создаваемого струей моющей жидкости. Широкое распространение в нашей стране и за рубежом находят моющие установки, создающие рабочее давление струи свыше 15 МПа, недостатком которых является их большая энергоемкость.

Общеизвестно, что при колебании разрушение материала происходит при нагрузках, значительно ниже статических.

В соответствии с этим была поставлена задача по созданшо конструкций моющей установки с пульсирующей струей моющей жидкости. Эффект пульсации может быть достигнут при наполнении водяной струи воздухом.

При рассмотрении разрушения частиц загрязнений на поверхности машин и их удалении, происходит изменение скоростей двух масс под действием взаимного импульса за определенный промежуток времени

F А /

РАе = т ■ V => V = - , (1 )

т

где F-сила, действующая за промежуток времени импульса Ль на частицы загрязнений, Н; т - масса капель моющей жидкости за промежуток времени, кг; V - скорость капель моющей жидкости, м/с.

Условия прочности загрязнений при импульсе удара, выражаются зависимостью:

а

У > ---( 2 )

где а - предельное напряжение разрушения частиц загрязнения, Н/м2; Е - модуль упругости частиц загрязнения, Н/м 2; /; - плотность частиц загрязнения, кг/м 3. На основе теории гидродинамики силу, с которой струя воздействует на загрязненную поверхность, можно выразить формулой

л йн2

г = - /Т^н , (3)

2

где <р - коэффициент скорости, учитывающий форму струи и тип сопла; р 1 - плотность моющей жидкости, кг/м с1 и - диаметр выходного отверстия сопла, м; g ~ ускорение свободного падения,

м/с 2; Н- напор струи, м. С другой стороны, рассмотрев свободное колебание элементарной массы частиц загрязнения от действия силы импульса струи воды, насыщенной воздухом, тогда

М

Г = У ]с1М , (4)

О

где у - ускорение частиц загрязнения при колебании; с/М - элементарная масса частиц загрязнения.

Подставляя полученные выше значения и преобразовав данное выражение, получаем конечное выражение

ГТ"7

3 ■ <р7 р! лйн2 (Y2g-/ А1 Кг т

У

К =--(5)

IV а-

8 Р2 с3 [I + ¡О4 (-)2]3

где 3/8 <р7 = <р I - скоростной коэффициент струи;

р ¡1 р 2 = К - коэффициент соотношения плотности водо-воздушной

сгруи к водяной струе; IVк - объемный расход воды; IV» - объемный расход воздуха; IV к/IV н = Кн - коэффициент степени насыщения воды воздухом; К / - температурный коэффициент, зависящий от температуры моющей жидкости; С - коэффициент пропорциональности.

Исходя из уравнений (2,5) установлена аналитическая зависимость основных факторов, влияющих на разрушение частиц загрязнения, находящихся на обмываемой поверхности, от воздействия водо-воздушной струи моющей жидкости.

• Г^

к ¿н2 (1 - )7 Кг ТА1

у а

<р, ■ К--> --(6)

с3 [1 + 104 ■ Кв2]3 /¥¡7

Постоянные значения коэффициента ср /, определяющего форму струи, возможны при работе моечной установки в режимах: "веерообразном" формировании струи и "кинжальном". Исходя из данной зависимости, рациональные режимы работы водо-воздушной установки возможно получить за счет изменения рабочего давления, диаметра выходного отверстия сопла, степени насыщения воды воздухом и температуры моющей жидкости.

Конструктивные особенности деталей сельскохозяйственных машин, их различные геометрические формы и конфигурации поверхностей, требуют различных режимов работы моечной установки. Сечение геометрических форм поверхностей, элементов сельскохозяйственных машин представлены на рис. 1.

Учитывая площадь обмываемой поверхности и площадь факела, образующая сечением выходного отверстия сопла при постоянном значении скорости потока струи, можно определить зависимость этих значений и эффективность воздействия потока моющей жидкости на загрязнение и ее удаление с поверхности.

В связи с этим взято отношение площади сечения выходного отверстия, образующего пятно факела и площадь загрязненной поверхности (площадь активного воздействия потока струи), выраженной зависимостью

Рис. 1 Сечение геометрических форм поверхностей

а) сечение плоских поверхностей под углом друг к другу;

б) сечение сопряженных поверхностей в виде выпуклых форм;

в) сечение поверхностей в виде впадин с соответствующими радиусами и их глубиной

Б 31 - зона загрязненной поверхности активного действия струй

где 5 с - площадь выходного отверстия сопла; 5 3 - площадь загрязненной поверхности активного воздействия потока струй; К - коэффициент пропорциональности.

С учетом угла, образующего между сечением двух поверхностей, радиусом кривизны и других параметров, предлагается коэффициент, учитывающий их геометрическую форму.

У г

К

(7)

Рис. 2 Схема сечения сопряженных выпуклы форм загрязненных поверхностей

5 и - зона активного воздействия струй моющей жидкости

Для плоских поверхностей, направленных друг к другу под углом, данный коэффициент (Кг) будет равен

Кг = К( 1 - cos а) , (8)

Учитывая угол между точками сопряжения выпуклых поверхностей и их радиусами, возможно определить коэффициент геометрической формы поверхностей для данных поверхностей, тогда площадь (рис. 2) загрязненной поверхности активного воздействия струи, принимая, что длина данного участка равна дайне пятна факела, примет выражение

па 71 а

Sз =[R,--- + R3--- ] dCP, (9)

180 2 180 2

где dcp - диаметр пятна факела струи моющей жидкости. С другой стороны длина факела зависит от диаметра выходного отверстия сопла, схематически изображенных на рис. 3.

Рис. 3 Схема геометрической зависимости диаметра выходного отверстия сопла и диаметра образованного факела струи моющей жидкости du - диаметр выходного отверстия сопла; dcp - диаметр факела моющей жидкости

Рассмотрев рис. 3, можно вывести зависимость

ß

der = dH + 2 Н ig--(10)

2

Преобразовав выражение 3 и подставляя соответствующие значения, получим равенство

а Р

Б, =(Я, + Я7) Лгс--[ <1„ + 2 Н /£-] (11)

2 2

а

где (Я I + Я 2) А гс--длина дуги сечения сопряженных выпуклых

2 поверхностей;

а

А ^ - - радианное измерение дуги.

2

На основании экспериментальных исследований Куликова А.А., Садовского А.П. и других оптимальное расстояние от выходного отверстия сопла до обмываемой загрязненной поверхности объекта примерно равно 100-200 диаметрам выходного отверстия сопла На основании этого примем Н = 100 ¿1 н. Пятно образованного факела можно принять как площадь окружности. С учетом этого коэффициент геометрической формы загрязненной поверхности примет окончательное значение:

Л ■ (¡и

Кг = --(12)

« Р

(Я, + Я2) Агс--(1 + 200 tg-;

2 2

Для другой формы поверхности, имеющей вогнутость, данный коэффициент примет выражение:

71 ■ йН

Кг = --(13)

а 0

Я • А к--(1 + 200 £-)

2 2

Сила удара на загрязнение зависит от скорости истечения струи жидкости из сопла В связи с этим скорость истечения, как переменную величину, можно выразить:

100е1 и / 2ЧР у, = -= 9 / --(14)

*п 7

где 1ц- малый промежуток времени; у - удельный вес моющей жидкости.

Скорость растекания по загрязненной поверхности в активной зоне воздействия струи моющей жидкости, имеет другие значения с учетом зависимости геометрической формы загрязненной поверхности объекта и примет выражение с учетом коэффициентов геометрической формы поверхностей (8, 12, 13).

¡00 ёи

V2 = VI К,- = Кг --(15)

Следовательно, распределение энергии потока струи моющей жидкости в данной зоне загрязненной поверхности, влияющей на разрушение и смыв загрязнения, происходит и с учетом геометрических форм объекта.

В третьей главе изложены задачи и методики экспериментальных исследований, в т.ч. описаны экспериментальная моечная установка с дополнительным оборудованием и приборами для проведения лабораторных, полевых и хозяйственных испытаний, а также представлена методика обработки опытных данных.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований, а также расчет экономической эффективности от внедрения результатов работы.

При проведении лабораторных испытаний с целью изучения режимов работы моечной установки посредством конструктивной особенности сопла с образованием водо-воздушной моющей жидкости и определения их оптимальных параметров был проведен многофакторный эксперимент по рототабельному плану Бокса-Бенкина, второго порядка, на основании чего были получены уравнения множественной регрессии, устанавливающие связь между качеством удаления загрязнения с очищаемой поверхности для "веерообразной" формы водо-воздушной струи У1 и "кинжальной" У 2 за счет действия величин: диаметра выходного отверстия сопла - X /, степени насыщения воды воздухом - X 2, давления моющей жидкости - X 3, температуры моющей жидкости - X 4.

У, = 0,0573 + 0,0162X/ + 0,0115Х2 - 0,0ПХ3 + 0,0014Х, +

+ 0,0093Х,Х2 + 0,0018X, Х3 + 0,000001 X, X4 +

+ 0,0044 Х2Х3 + 0,0006 Х4 + 0,00005Х3 Х4 +

+ 0,01965 XI2 + 0,0121 ХИ - 0,024 Х3г + 0,000018 X 4'

У 2 = 0,0485 + 0,00694 X, - 0,00143*2 - 0,00739 Х3 + 0,00000) Х4 + + 0,0085 X, Х2 - 0,00738 X! Х3 + 0,000001 X, Х4 + + 0,00385*2 Х} + 0,000001 Х2 Х4 + 0,000001 ^з Х4 + + 0,0191 X,2 +■ 0,0Ы4Х22 - 0,0301 ¿У -к 0,00008X/ Для нахождения оптимальных значений параметров оптимизации использовался метод двумерных сечений.

В результате комплексного решения проблемы оптимизации и выбирая оптимальные значения факторов при моделировании воздействия "веерообразной" и "кинжальной" формы струи на удаляемое загрязнение с поверхности образца было установлено, что диаметр выходного отверстия водо-воздушного сопла соответственно для двух режимов, названных выше, будет равен: йц I = 2,5 мм и с!Ц2 - 2,1 мм, степень насыщения воды воздухом Кв 1 = 6,5 и К /12 = 8,1, давление моющей жидкости для двух режимов Р = 8,5 МПа.

Значение критерия оптимизации температурного режима отсутствует, так как центром может быть любая точка на оси, соответствующая нулевому значению коэффициента регрессии канонической формы. Вследствие этого можно принять любые величины температурного режима моющей жидкости в исследуемых пределах от 20 до 80 °С, которые незначительно влияют на изменение величины удаляемого загрязнения.

Следовательно, применение конструкции сопла и в целом моечной установки с регулируемыми параметрами позволит изменить режимы работы и форму струи, влияющих на максимальное удаление разновидности по своему составу загрязнений с очищаемой поверхности образца. С учетом полученных оптимальных параметров конструкции моечного устройства была разработана регулируемая конструкция сопла и в целом моечная установка.

Воздействие моечной установки посредством водо-воздушной струи, имеющей оптимальные параметры для режимов ее работы были исследованы в ходе полевых испытаний, которые проводились в хозяйствах Рязанской области.

В исследовании анализировались зависимость степени очистки машин от времени смыва загрязнений, степени насыщения воды воздухом и времени воздействия водо-воздушной струи на загрязнение, угла наклона подаваемой струи, конфигурации очищаемой поверхности и на их основе разработан технологический процесс удаления загрязнений.

Как показали результаты исследований, при угле между струей (рис. 1) и отмываемой поверхностью меньше 5°, часть струи проскакивает вдоль плоскости и не размывает загрязнение, т.е. закономерность процесса разрушения и смыва загрязнения нарушается. С изменением угла подачи струи форма размытого пятна загрязнения изменяется от круга при 90° до вытянутого эллипса при угле 8°. Максимальное удаление загрязнения в области воздействия струи достигается при угле в пределах 45°. На рисунке 6 показана зависимость времени мойки наружных поверхностей участков объекта от степени насыщения воды воздухом моющей струи и ее воздействия на эту поверхность, имеющую разные виды загрязнений. Как видно из этого, наружную мойку поверхностей, имеющих загрязнения в виде растительных остатков, целесообразно проводить "веерообразной" формой струи при степени насыщения воды воздухом в пределах К в ¡ = 6,5, а удаление маслянисто-грязевых загрязнешгй "кинжальной" формой струи при степени насыщения воды воздухом в пределах К в 2 — 8,1.

Рис. 4 Изменение чистоты

2 О.. МГУ е

поверхности единицы площади от угла наклона потока струй моющей жидкости к поверхности при Р = 8,5 МПа, с1ц I - 2,5 мм, с1 н 2 = 2,1 мм 1 - "веерообразной"

формы струи; 2 - "кинжальной"

ю го 39 1е 60 ло го во до

формы струи; 3 - "комбинированной"

формы струи

Угол наклона потока струй

о

X

X

о.

и ■

о

о

с

3 н о ь и к г А

ж и с и ь

и

ы

400 30

80 »0

€О 60 4о

30

& t,c

Время смыва загрязнения

« ; £

О !

а И I

ч\

Л

Ч ч. Л х. У

\ х-

N

¿У

£

Рис. 5 Изменение чистоты поверхности смыва загрязнения с плоского эталонного участка поверхности при режимах (Р = 8,5 МПа, ¿н 1 = 2,5 мм, с/я 2 ~ 2,1 мм)

1 -"веерообразной"

формы струи;

2 - "кинжальной"

формы струи

Рис. 6 Изменение времени мойки с

\<1--

"Степень насыщения воды воздухом

- Мк */ь

X ь о о X

ё. и со о с

е

и X з-л ж и

с р

и

100 %0 80 ?а 60 /о «о 10 го 40

] 1 1 >—1 ^—Т 1 ^ 1 1

1 / 'г\ у 1 1

/| / /1 ! 1

/ 1

/ 1

•

Рис.

г.*

эталонных участков площадью 0,04 м 2 от степени насыщения воды воздухом при режимах (Р = 8,5 МПа, 2,5 мм, ¿Н2 — 2,1мм)

1,2- соответственно струи "веерообразной" и "кинжальной" формы при воздействии на загрязнения, имеющие растительные остатки; 3, 4 - соответственно струи "веерообразной" и "кинжальной" формы при воздействии на маслянисто-грязевые загрязнения

7 Изменение чистоты поверхности смыва загрязнения с эталонных участков поверхности, расположенных под углом друг к другу при режимах (Р = 8,5 МПа,<1ц¡— 2,5 мм, </Н2 = 2,1мм, а = 10°... 60°)

1 -"веерообразной" и

2 - "кинжальной" формы струи

Время смыва загрязнения

а

* №

£

£ 90

X

X

и. ч Г60

ш о е ' ТО

3 и 60

р,

а ; £о

а

3" л ! А 0

ГЙ

<и с ; зо

у

и '¿О

а У' -с 1 г-1-

'Ч.с

Рис. 8 Изменение чистоты поверхности с эталонных участков поверхностей при режимах (Р = 8,5 МПа, ¿н ,= 2,5 мм, (1Н2~ 2,1мм, Л1 = 10...60 мм; Л 2 = 10...60 мм ) 1,3,5-"веерообразной" и 2,4,6 - "кинжальной" формы струи

у ~ - участки овальной

сопряженной геометрической формы;

- - участки вогнутой формы;

' - участки овальной формы

Время смыва загрязнения

Как было отмечено ранее, причиной увеличения остаточного загрязнения и расхода моющей жидкости является различная геометрическая форма поверхности машин, с которых удаляется загрязнение. В связи с этим были проведены исследования влияния основных режимов моечной установки по удалению загрязнений с наружных поверхностей. На рис. 5 видно, что наиболее качественная мойка поверхностей и при меньших затратах времени происходит на плоской поверхности при режиме мойки "веерообразной" формой струи. При рассмотрении графиков на рис. 7, 8 эффективность очистки с наименьшей затратой времени достигается при режиме моечной установки с "кинжальной" формой струи по удалению загрязнений с поверхностей, расположенных под углом друг к другу, имеющих овальные и вогнутые формы поверхностей. На основании проведенных исследований целесообразно применять мойку наружных поверхностей, используя "веерообразную" и "кинжальную" форму струй моющей жидкости, регулируя в ходе проведения данной операции параметры сопла под соответствующий вид струи. На основе проведенных исследований была разработана технологическая карта наружной мойки сельскохозяйственной техники для МТЗ-80, ДТ-75 и ККУ-2А.

Хозяйственные исследования проводились для изучения влияния способов и средств механизации на показатели качества мойки наружных поверхностей, расхода моющей жидкости, материальных и энергетических затрат для каждой из выбранных марок сельскохозяйственной техники.

На основе статистических данных испытаний и их обработки определены сравнительные показатели технологического цикла наружной мойки по выбранным сельскохозяйственным объектам. На рис. 9 отражена зависимость расхода моющей жидкости от давления, развиваемого действующими и экспериментальной моющими установками. Как видно из графика, моечные установки высокого давления дают меньший расход воды при мойке загрязненных поверхностей. Наименьший расход воды при оптимальной работе экспериментальной установки (Р = 8,5 МПа, с1н> =2,5 мм и йц2 =2,1 мм, = 5 и КВ2 = 8,1) соответственно при режимах "веерообразной" и "кинжальной" формы струи достигает значений в пределах 7,8 и 7 л/мин. Моечная установка высокого давления "КНпей" 243-К при том же давлении 8,5 МПа дает расход моющего раствора 8,6 л/мин, что на 0,8 л/мин больше расхода воды, дающей экспериментальной установкой при режиме работы с "веерообразной" формой струи.

* б & /о а

Расход моющей жидкости

Рис.9 Зависимость расхода воды от давления моечных установок

1 - моечная установка низкого давления (ОМ-ЗЗбО А);

2 - моечная установка высокого давления (К1тей-243 К);

3,4 - экспериментальная моечная установка высокого давления соответственно при режимах, работы "веерообразной" и "кинжальной" формы струи ( Р = 8,5 МПа, с/я 7 = 2,5 мм, с1н 7 = 2,1 мм, К в! = 6,5 и К В2 - 8,1 )

На примере исследования наружной мойки (рис. 10) сельскохозяйственной техники марки МТЗ-80 проанализируем степень очистки обмываемых поверхностей и время мойки моечными установками низкого давления и высокого давления, а также экспериментальной моечной установкой.

Степень очистки загрязненных поверхностей моечными установками высокого давления повышается на 4-5%, а время очистки сокращается на 48% от всего затраченного времени моечными установками низкого давления.

Для опенки работы водо-воздушной экспериментальной моечной установки проводились а одинаковых условиях испытания и моечной установки высокого давления с непрерывной струей марки "Юше«" 243-К. На основе данных испытания и работы этих установок проведены расчеты удельного расхода электроэнергии и удельного расхода моющей жидкости по трем выбранным объектам наружной мойки.

Как видно, на рис. 11 значения удельного расхода электроэнергии экспериментальной моечной установки при наружной мойке сельскохозяйственной техники уменьшаются: МТЗ-80 на 0,0063 КВт-ч/м2 или на 66,7%, ДТ-75 на 0,00642 КВт-ч/м2 или на 68,9%, ККУ-2А на 0,00653 КВт-ч/м2 или на 70%. За счет исключения подогрева и перемешивания моющих средств.

Время наружной мойки

Рис. 10 Изменение степени очистки поверхности сельскохозяйственных машин марки МТЗ-80

1 - мойка струями низкого давления моечной установкой марки М-1110 (/'=1,1 М Па, Т = 18° С);

2 - мойка струями низкого давления с подогревом моющей жидкости и применением моющих средств моечной установкой марки ОМ-ЗЗбО А (Рь 2 М Па, Г= 80 0 С, м.с. - ЕС-промоль-супер);

3 - мойка струями высокого давления с подогревом моющей жидкости и применением моющих

_ средств моечной установкой марки

^^ЩСИпеП" 243-К (Р= 15МПа,

Т= 850 С, м.с, - ЕС-промоль-супер);

4 - мойка водо-воздушными струями высокого давления экспериментальной моечной

установкой (Р= 8,5 М Па, Т= 180 С)

Э кйтр

§К 0,012

Рис. 11 Изменение удельных затрат электроэнергии на наружную мойку сельскохозяйственных машин 1,2, 3 - моечная установка ; "К-ИпеИ" 243-К соответственно , МТЗ-80, ДТ-75, ККУ-2Л; | 4,5,6 - экспериментальная моечная I установка, соответственно 1 МТЗ-80, ДТ-75, ККУ-2А

а <а ^¡ 1<г /г го ^ниг1

Время мойки сельскохозяйственных машин нъ-

Рис. 12 Изменение удельного расхода моющей жидкости на наружную мойку сельскохозяйственных машин марки МТЗ-80, ДТ-75, ККУ-2А 1,2,3 - моечная установка "КНпеИ" 243-К, соответственно МТЗ-80, ДТ-75, ККУ-2А; 4, 5,6 -экспериментальная моечная

~Л к «о ^¿ановка' соответственно

Время моики сельскохозяйственных машин МТЗ-80, ДТ-75, ККУ-2А

Удельный расход жидкости (рис. 12 ) экспериментальной установки в сравнении с моечной установкой "КПпей" 243-К при мойке техники снижается в пределах 0,0081 - 0,0009 м3/м2.

В соответствии с хозяйственными испытаниями и полученными показателями можно сделать вывод, что при наружной мойке разномарочной сельскохозяйственной техники экспериментальной моечной установкой при сочетании режимов работы "веерообразной" и "кинжальной" формы струи с учетом вида удаляемого загрязнения и геометрической формы загрязненных поверхностей уменьшается расход электроэнергии на 0,264-0,56 КВт-ч, расход моющей жидкости снижается на 0,045-0,09 м3, исключаются из технологического цикла моющие средства. Все это приводит к сокращению энергетических и материальных затрат, уменьшает трудоемкость моечных работ.

Разработанные мероприятия и внедрение результатов настоящих исследований позволили более рационально проводить наружную мойку сельскохозяйственной техники, улучшить условия работы обслуживающего персонала, уменьшить удельные затраты на единицу техники в пределах 0,019-0,023 рублей

на 1 м2 обмываемых поверхностей в сравнении с моечными установками, образующими непрерывные струи высокого давления.

Годовой экономический эффект от внедрения экспериментальной моечной установки составил в расчете на один комбайн ККУ-2А 1643 рубля, тракторов МТЗ-80 - 2126 рублей и ДТ-75 - 1964 рубля.

Общие выводы

1. Конструктивно-технологическая схема моечной установки высокого давления должна содержать емкость для моющей жидкости, насос высокого давления, подводящие трубопроводы, водо-воздушное сопло, позволяющее в процессе работы насыщать воду воздухом. Рабочий процесс ее должен быть организован следующим образом. При подаче воды насосом, создающим давление в сопле, обеспечивается подсасывание воздуха и насыщение им воды, что обеспечивает прерывистость струи с последующим выбросом ее го выходных отверстий и воздействием на загрязненную поверхность. Воздействием водо-воздушной струи создается колебание связанных между собой частиц загрязнений, разрушение их и смыв с поверхностей объекта.

2. Конструкция водо-воздушного сопла (свидетельство на полезную модель № 6542) должна иметь регулируемые параметры, что обеспечивает насыщение воды воздухом, изменение скорости истечения моющей жидкости из выходных каналов, имеющих в сечении отверстия, образующие "веерообразную" и "кинжальную" форму струи. Сопло содержит корпус со сквозным каналом, заканчивающимся конусной полостью, обращенной внутрь.

На корпусе установлен перемещающийся ползун с закрепленным конусом, в котором имеется сквозной канал с расположешшм в нем дополнительным конусом и регулировочным вшггом. В регулировочном винте размещены два сквозных отверстия дугообразной формы, а на перемещающемся конусе круглой формы. В корпусе сопла выполнены два канала с жиклерами.

Водо-воздупшая смесь, образованная в конусной полости сопла за счет разряжения в нем и насыщения воздухом через каналы, в которых установлены жиклеры с калиброванным отверстием, выбрасывается с большой скоростью

через дугообразные отверстия, образуя струю "кинжальной" формы или через круглые отверстия, образующие "веерообразную" форму струп, на обмываемую поверхность, разрушая загрязнения и смывая их. Скорость истечения подаваемой водо-воздушной смеси в каждом из указанных режимов регулируется.

3. Установлено, что применение сопла, позволяющего насыщать воду воздухом, обеспечивает максимальное разрушение и удаление загрязнений при следующих значениях для "веерообразной" и "кинжальной" формы струи соответственно: диаметра выходного отверстия сопла с1ц; = 2,5 мм, ¿¿И2-2,1 мм; степени насыщения воды воздухом Кн, - 6,5, К ¡,2 =8,1; давления моющей жидкости для двух режимов Р = 8,5 МПа.

4. Установлено, что экспериментальная моечная установка при подборе необходимых режимов ее работы в соответствии с геометрической формой поверхности сельскохозяйственной техники уменьшает количество остаточного загрязнения на их поверхности, а также расход моющей жидкости. Наиболее качественная очистка плоской поверхности достигается мойкой струей "веерообразной" формы. При этом количество остаточных загрязнений не превышает 0,0337 мг/см2 и уменьшает расход моющего раствора в 1,1 раза по сравнению с мойкой струей "кинжальной" формы.

Более эффективно удаляются загрязнения с поверхностей, расположенных под углом друг к другу, а также имеющих овальные и вогнутые геометрические формы участков сельскохозяйственной техники при применении струи "кинжальной" формы. В этом случае уменьшается расход воды в 1,2 раза и остаточное загрязнение в 4 раза по сравнению с режимом мойки струей "веерообразной" формы. При чередовании выше названных конфигураций поверхностей рекомендуется применять и "комбинированный" режим мойки поверхностей, имеющих небольшие участки. Наилучшие показатели чистоты обмываемой поверхности сельскохозяйственной техники достигаются при сочетании различных режимов работы моечной установки и угле подачи струй к поверхности объекта, близком к 45

5. Исследования показали, что применение экспериментальной моечной установки с предложенной конструкцией сопла, обеспечивающей плавное регулирование параметров и режимов работы, улучшая ее эксплуатационные пока-

затели при наружной мойке сельскохозяйственной техники и позволяя исключить из технологического цикла применение моющих средств и подогрев моющего раствора, вследствие чего энергозатраты уменьшаются более, чем в 8 раз, расход воды - в 2 раза, а общие материальные затраты более чем в 5 раз.

6. Применение рациональных режимов работы предложенной установки с конструкцией сопла, образующего водо-воздушный поток струй моющей жидкости под высоким давлением, в сравнении с традиционными способами мойки непрерывными струями низкого давления позволяет снизить трудоемкость наружной мойки комбайна ККУ-2А на 0,46 чел/часа или на 65%, трактора ДТ-75 на 0,22 чел/часа или на 63%, трактора МТЗ-80 на 0,2 чел/часа или на 62%.

7. Внедрение предложенной моющей установки позволило более рационально проводить наружную мойку сельскохозяйственной техники, улучшить условия работы обслуживающего персопата, уменьшить удельные затраты на мойку 1 м2 обмываемой поверхности комбайна ККУ-2А с 0,028 до 0,019 рублей, МТЗ-80 с 0,033 до 0,023 рублей, ДТ-75 с 0,031 до 0,022 рублей в сравнении с моечными установками, образующими непрерывные струи высокого давления.

Фактический годовой экономический эффект от внедрения результатов исследования составил для одного картофелеуборочного комбайна ККУ-2А 1643, трактора МТЗ-80 - 2126 и трактора ДТ-75 - 1964 рублей при сравнении с мойкой, подогретой водой и использованием мычоющих средств струями низкого давления.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах автора:

1. Принципиальная схема установки для очистки и вторичного использования сточных вод при мойке машин. Сборник научных трудов РГСХА, г. Рязань, 1997 г. (Соавторы Латышснок М.Б., Десятов Ю.В.).

2. К вопросу экологии мойки мобильных машин. Сборник научных трудов СПГАУ, г. Санкт-Петербург, 1997 г. (Соавторы Улитовский Б.А., Латышенок М.Б.).

3. Безопасность труда при техническом обслуживании зерноуборочных комбайнов. Сборник научных трудов РГСХА, г. Рязань, 1997 г. (Соавторы Бель А.И., Калинин В.И., ГТлаксин В.Н.).

4. К вопросу очистки и осветления сточных вод. Сборник научных трудов РГСХА, г. Рязань, 1997 г. (Соавторы Латышенок М.Б., Десятое Ю.В.).

5. Сопло для установок водо-воздушной очистки машин. Сборник научных трудов РГСХА, 1997 г. (Соавторы Латышенок М.Б., Десятое Ю.В.).

6. Безопасность работ по наружной очистке сельскохозяйственной техники. Сборник научных трудов РГСХА, г. Рязань, 1998 г. (Соавторы Латышенок М.Б., Ретюнских В.Н.).

7. Теоретические основы водо-воздушной очистки сельскохозяйственных машин. Сборник научных трудов РГСХА, г. Рязань, 1998 г. (Соавтор Латышенок М.Б.).

8. Свидетельство на полезную модель № 6542 Комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам, г. Москва, 1998 г. (Соавторы Латышенок М.Б., Десятов Ю.В.).

Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П.А. Костычева

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ НАРУЖНОЙ ОЧИСТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ С ОБОСНОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ УСТАНОВКИ ВОДО-ВОЗДУШНОЙ

МОЙКИ

На правах рукописи

МАЛЮГИН Сергей Герасимович

УДК 631.3.0X32

Специальность 05.20.01 -механизация сельскохозяйственного производства

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель - кандидат технических нцук,

доцент М.Б. Латышенок

Рязань -1998 г.

* СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................4

Глава I. Состояние вопроса и задачи исследования................................................6

1.1. Общие сведения...............................................................................................6

1.2. Характеристика загрязнений сельскохозяйственной техники и их оценочные показатели.....................................................................................7

1.3. Физико-химические основы моющего действия..........................................10

1.4. Анализ способов и методов мойки................................................................22

* 1.5. Анализ применяемых конструкций моечных машин...................................25

1.6. Анализ применяемых конструкций насадок.................................................34

1.7. Анализ распределения энергии струйной мойки и ее интенсивного влияния с учетом формы поверхности загрязнения...................................................38

1.8. Постановка проблемы и задачи исследования.............................................42

Глава II. Теоретические предпосылки исследования...........................................45

2.1. Конструктивно-технологическая схема для водо-воздушной мойки наружных поверхностей................................................................................45

2.2. Теоретические основы водо-воздушной мойки загрязненных

I поверхностей..................................................................................................47

2.3. Обоснование режимов наружной мойки сельскохозяйственной техники в зависимости от геометрических форм и конфигураций загрязненных поверхностей..................................................................................................54

2.4. Выводы...........................................................................................................60

Глава Ш. Методика экспериментальных исследований......................................62

3.1. Программа исследований..............................................................................62

3.2. Обоснование объекта исследований и применявшееся оборудование и приборы..........................................................................................................64

3.3. Методика лабораторных исследований........................................................69

? 3.4. Методика полевых исследований................................................................75

3.5. Методика хозяйственных исследований.....................................................81

Глава IV. Результаты исследований....................................................................86

4.1. Результаты лабораторных исследований.................................................... 86

4.2. Результаты полевых исследований............................................................ 101

4.3. Результаты хозяйственных исследований................................................. 105

4.4. Внедрение разработок и экономическая эффективность.......................... 115

4.5. Выводы .........................................................................................................117

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.......................................................121

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................................124

ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................................................................133

»

♦

ВВЕДЕНИЕ

Очистка машин и их деталей - важный технический процесс, оказывающий большею влияние на культуру производства, производительность, качество ремонта и обслуживания машин.

На поверхность машин, работающих в сложных условиях сельскохозяйственного производства, в процессе эксплуатации попадают пыль и дорожная грязь, растительные остатки и ядохимикаты, образующиеся продукты коррозии, остатки топлива и масла, а также продукты их кислотно-термического разложения.

Обеспечение качественной очистки сельскохозяйственных объектов достигается комплексным физико-химическим и механическим воздействием моющей струи на загрязнение.

Первое обеспечивается использованием нагретых моющих растворов, второе - использованием механической энергии струи моющей жидкости.

Применение теплых моющих растворов связано со значительными затратами на приобретение моющих веществ и их нагрев, в то же время они оказывают активное влияние на окружающую среду, загрязняя ее, поэтому повышение эффективности моющих установок достигается за счет повышения механического воздействия струи на загрязнение. В последнее время широкое применение находят моющие установки высокого давления, которые обеспечивают хорошее качество мойки и высокую производительность, но их работа связана со значительными энергетическими затратами, так как процесс очистки загрязненной поверхности представляет собой разрыв загрязняющего материала под действием статической нагрузки, создаваемой непрерывной струей моющей жидкости.

С другой стороны общеизвестно, что разрушение материала происходит под действием колебательных (пульсирующих) нагрузок при меньших усилиях.

Разнообразие загрязнений поверхностей машин, свойств материалов очищаемых деталей и геометрическая конфигурация поверхностей приводит к необходимости усовершенствования технологии и оборудования для очистки сельскохозяйственных объектов.

Разномарочность машинно-тракторного парка в сельскохозяйственном производстве, существенные различия в габаритах машин создают объективные трудности в механизации их очистки, в первую очередь наружной мойки.

В этих целях важное значение имеет разработка параметрического ряда моечно-очистного оборудования и его эффективного применения.

Рациональная организация мойки сельскохозяйственных машин должна предусматривать максимальную механизацию процесса при экономном расходе воды и энергетических ресурсов. Все это непосредственно связано с решением важной государственной задачи - бережного отношения к природным ресурсам, охране окружающей среды.

Таким образом, целью настоящей работы является улучшение качественных и технико-экономических показателей процесса очистки сельскохозяйственных машин путем создания установки водно-воздушной мойки, позволяющей производить пульсирующее воздействие струи, очищающей загрязненную поверхность.

В настоящей работе предложена конструктивно-технологическая схема моющей установки высокого давления, даны теоретические основы воздействия водо-воздушной струи на загрязненную поверхность, представлена разработанная конструкция водо-воздушного сопла, выявлены экспериментально конструктивные параметры и режимы работы водо-воздушной моющей установки.

На защиту выносятся:

1. Усовершенствованная технология очистки сельскохозяйственной техники с применением водо-воздушной мойки ее наружных поверхностей.

2. Конструктивно-технологическая схема сопла для водо-воздушной мойки, параметры и режимы ее работы (свидетельство на полезную модель Комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам № 6542).

3. Аналитические зависимости расчета параметров водо-воздушной установки и их влияние на качественные показатели очистки поверхностей сельскохозяйственной техники.

4. Результаты исследований и испытаний при проведении экспериментов водо-воздушной моечной установки высокого давления в лабораторных, полевых и хозяйственных условиях.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Общие сведения

В процессе эксплуатации сельскохозяйственные машины подвергаются загрязнению. В техническом обслуживании и ремонте этих машин технологический процесс по удалению загрязнений занимает более 15% времени [ 32 ].

Загрязнение техники условно разделяют на следующие виды: отложени* нежирового происхождения, ядохимикатов и маслянисто-грязевые; остатки смазочных материалов; углеродистые отложения; накипь; коррозия; остатки лакокрасочных покрытий; технологические загрязнения.

Отложения нежирового происхождения, ядохимикатов и маслянисто-грязевые образуются как правило, на наружной поверхности машин и их агрегатов.

Пыль, грязь, растительные остатки и ядохимикаты в процессе эксплуатации машин попадают на сухие и маслянистые поверхности. Такие загрязнения сравнительно легко удалить, остатки ядохимикатов следует не только удалять с поверхности, но и обеззараживать.

Остатки смазочных материалов содержатся на всех деталях машин, кото-»

рые работают в механизмах, связанных со смазкой. Это наиболее распространенные загрязнения, для удаления которых уже требуются специальные препарата и условия очистки. Под действием окружающей среды остатки смазочных материалов окисляются и разлагаются, в результате чего сцепление их с поверхностями деталей возрастает.

Коррозия - химическое и электрохимическое разрушение металлов. Коррозии подвергаются все металлические поверхности, которые не имеют защитного слоя.

Коррозия - это тоже один из видов загрязнений, которые скапливаются на поверхности сельскохозяйственных машин и особенно в местах, где их трудно удалить (щелях, отверстиях). Ежегодные потери чугуна и стали от коррозии могут достигать 3% от общего количества находящихся в обращении черных металлов [ 127 ]. Электрохимическая коррозия причиняет наибольший ущерб.

Разновидностью электрохимической коррозии является почвенная коррозия металлов. Интенсивность ее зависит от состава, влажности, воздушного режима почвы. Быстрее разрушаются металлы от воздействия на их поверхность загрязнений, имеющих в своем составе кислые, болотные, засоленные почвы.

Качественное проведение операций по наружной очистке сельскохозяйственных машин определяет качество проведений их дальнейших технических обслуживании и ремонт в конечном результате влияет на надежность работы этой техники.

1.2. Характеристика загрязнений сельскохозяйственной техники

и их оценочные показатели

В работах Тельнова Н.Ф. загрязнения наружных поверхностей обобщены в виде следующей классификации (рис. 1). В ее основе положены механизм образования загрязнений и специфика их удалений при очистке машин, агрегатов, сборочных единиц и деталей [ 119, 123 ].

А

Рис, 1 Классификация загрязнения машин

Отнесение тех или иных загрязнений к соответствующим поверхностям следует считать условным, но оно помогает более обоснованно подходить к выбору средств очистки и технологических режимов.

Ниже приводится краткая характеристика загрязнений.

Растительные остатки. При работе сельскохозяйственных и других машин в полевых условиях на их поверхностях, в бункерах и других местах скапливаются растительные остатки (солома, полова и да.) в смеси с пылью и частицами почвы. Присутствие влаги и растительных соков содействует прочному закреплению почвенных загрязнений и растительных остатков. Рассматриваемая разновидность загрязнений относится к группе слабосвязанных, имеющих плотность 40- 100 кг./м2 [99]. Удаление этих загрязнений осуществляется гидродинамическим потоком струи.

Маслянисто-грязевые отложения образуются при попадании дорожной пыли и грязи на замасленные поверхности машин. Возможно и обратное явление, когда на покрытые дорожной грязью поверхности попадает масло и, пропитывая грязь, как бы склеивает ее частицы. Основную массу таких загрязнений

о

относят к еильносвязанным, имеющим плотность 900 - 2000 кг/м [49]. Для их смыва применяют органические растворители и раствор моющих средств.

Старые лакокрасочные покрытия отнесем к группе наружных загрязнений только потому, что при ремонте и подготовке к хранению их приходится удалять с применением соответствующег о очистного оборудования. Старые лакокрасочные покрытия удаляются с металлической поверхности при наличии в слое сетки трещин или возникновении отслаиваний, а также при капитальном ремонте машин. Их относят к среднесвязанным, имеющим плотность 220 - 920 кг/м3 [49].

В последнем случае их удаляют для того, чтобы лучше видеть дефекты, заделанные шпаклевкой и различными лакокрасочными материалами. Кроме того, ремонт машин без снятия лакокрасочного покрытия ведет к загрязнению рабочих мест, а при сварке отдельных элементов машин сгорающая краска отравляет воздух производственных помещений.

Для удаления лакокрасочных покрытий применяют концентрировашше ~ щелочные растворы и специальные смывки [ 114,119,123 ].

Технологические загрязнения образуются на поверхности деталей машин в процессе их ремонта. К ним относится металлическая стружка, остатки притирочных паст, продукты износа, покрытия для длительного хранения и другие. Технологические загрязнения содержат в своем составе и твердые абразивные зерна, которые накапливаются обычно в глухих ответвлениях внутренних поверхностей, откуда их очень трудно удалить. Эти загрязнения относят к средне-связанным, имеющим плотность 790 - 1200 кг/м3 [ 49 ]. Между тем при работе машин и агрегатов эти загрязнения со временем вымываются, попадают в рабочий поток и приводят к интенсивному износу трущихся сопряжений деталей машин. Этот вид загрязнений удаляют растворами моющих средств, органическими растворителями.

Остатки ядохимикатов представляют собой минерало-органический комплекс, состоящий из различных загрязнений (дорожная грязь, масло и др.) в смеси с ядохимикатами, используемыми при внесении удобрений и борьбе с вредителям полей и их относят к сильносвязанным, имеющим плотность 960 -1600 кг/м3 [49].

В связи с этим очистка машин от остатков ядохимикатов сводится к удалению всей массы загрязнений с последующим разложением пестицидов в моюще-дегазирующих растворах.

Продукты коррозии образуются в результате химического или электрохимического разрушения металлов и появляется пленка красновато-бурого цвета - гидрат окиси железа. Продукты коррозии алюминиевых деталей имеют вид серовато-белого налета - гидрат окиси алюминия. Эти загрязнения относят

о

к сильносвязанным с плотностью 1800 - 2200 кг/м [ 49 ]. Для удаления продуктов коррозии чаще всего применяют ингибированные растворы кислот.

Особенностью загрязнения машин является то, что к загрязнениям, полученным в результате эксплуатации в различных условиях, добавляются загрязнения, возникающие при заправке и техническом обслуживании машин. Частицы грязи и пыли как бы склеиваются между собой с помощью маслянистых веществ, которые попадают также и из многочисленных сочленений деталей, узлов и агрегатов машин, причем в местах сочленений слой масла, смешиваясь с пылью, образует массу, способную при высыхании создавать пленку. Такой ха-

рактер загрязнений является серьезным препятствием для смывания их с поверхности машин.

Рассмотренные выше виды загрязнений на поверхности сельскохозяйственных машин могут быть частицами как минерального, так и органического происхождения, а в совокупности сложные загрязнения, состоящие из жидкой и твердой фаз. Отдельные компоненты жидкой фазы загрязнений адсорбируются в загрязнения твердой фазы. Сочетание таких загрязнений обычно имеет различную дисперсность, что влияет на адгезионную силу сцепления частиц загрязнения с отмываемой поверхностью.

Состав загрязнений обусловливает разнообразие их механических свойств, различие в силе сцепления с поверхностью машин и, следовательно, в скорости разрушения моющим раствором и неодинаковое влияние на эти свойства химического, механического и физического воздействия.

Следовательно, виды загрязнений, образующихся на наружных поверхностях сельскохозяйственных машин, агрегатов, узлов и деталей, с точки зрения трудности их удаления, можно выделить в шесть групп: растительные остатки, маслянисто-грязевые, старые лакокрасочные покрытия, остатки ядохимикатов, продукты коррозии, технологические загрязнения. Вид загрязнения является определяющим при выборе рационального способа и метода очистки при его удалении с поверхности машин. Разрушение частиц загрязнения и его полного удаления возможно моющими растворами с помощью химического, механического и физического воздействия.

13. Физико-химические основы моющего действия

Важным условием высококачественной очистки загрязненных поверхног стей является комплексное воздействие на удаляемые загрязнения физико-химических и механических факторов, оказываемых моющими растворами.

Физико-химический фактор обеспечивается применением соответствуют щих реагентов.

Для очистки загрязненных поверхностей сельскохозяйственной техники применяют реагенты трех основных типов: органические растворители и рас-

творяюще-эмульгирующие средства; кислотные растворы и синтетические моющие средства.

С помощью моющих растворов обеспечивают активное и полное протекание следующих процессов: смачивание подвергающихся мойке поверхностей, диспергирование загрязнений, стабилизация отделившихся от поверхности загрязнений в моющем растворе.

Смачивание отмываемых поверхностей зависит от поверхностно