МАТЕРИАЛ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАЧАЛА ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПО СКОЛЬЗКОЙ СНЕЖНОЙ ИЛИ ЛЕДЯНОЙ ПОВЕРХНОСТИ Российский патент 2008 года по МПК C09K3/14 

Техническое решение относится к области материалов для повышения коэффициента трения между колесами транспортных средств и рабочей поверхностью движения и может найти применение в автомобильной, авиационной, строительной и других отраслях промышленности.

Известна композиция против обледенения и способ ее применения [Патент РФ №2174995, С09К 3/18, С23F 11/08 2001 г.], содержащая вещества, выбранные из группы, состоящей из хлоридов натрия, кальция, калия, магния, ацетата кальция и магния и мочевины, растворенные в пропиточной воде, получаемой в процессе влажного размола кукурузы, причем эти вещества разлагаются биологически. К недостаткам данной композиции можно отнести большой расход солей, вводимых в состав композиции до 80%, что не во всех случаях снижает температуру замерзания воды; нанесение композиции на толстый слой льда приводит к появлению слоя раствора на его поверхности, что практически не уменьшает скольжение по поверхности льда; использование хлоридов вызывает коррозию стальных изделий, а растворы оказывают вредное воздействие на окружающую среду.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является композиция для получения фрикционного материала [Патент РФ №2162474, С08J 5/14, 2001 г.], содержащая стереорегулярный бутадиеновый каучук, вулканизирующие агенты, наполнитель, асбест и доломитовую муку. К недостаткам данного фрикционного материала относятся следующие: вдавливание частиц материала в слой снега или лед и образование ледяного покрытия на поверхности частиц при пробуксовке колеса транспортного средства, что приводит к проскальзыванию колеса относительно льда или уплотненного снега; для обеспечения движения автомобиля требуется толстый слой фрикционного материала и соответственно большое его количество; использование материала приводит к загрязнению транспортных магистралей и окружающей среды и малоэффективно на скользкой поверхности.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить фрикционные свойства между колесом транспортного средства и скользкой поверхностью, исключить проскальзывание и пробуксовку колеса, уменьшить загрязнение окружающей среды используемым фрикционным материалом.

Это достигается тем, что предлагаемый материал содержит древесные опилки в количестве 98...99% (массовых) и от 1% до 2% (массовых) борной кислоты. Размер древесных опилок составляет от 1 мм до 10 мм.

Применение древесных опилок позволяет улучшить условия движения автомобиля или другого транспортного средства на скользкой ледяной поверхности, а наличие в материале борной кислоты - обеспечить длительное хранение неиспользованного материала в таре. Это дает возможность осуществлять перевозку материала непосредственно на транспортном средстве в закрытой таре и использовать по мере надобности. Использованный материал в окружающей среде утилизируется, не вызывая ее загрязнение. Применение опилок на скользкой ледяной поверхности повышает коэффициент трения между колесом транспортного средства, например автомобиля - с 0,02 до 0,25; поезда - с 0,014 до 0,18.

Пример. Материал состоит из древесных опилок и антисептика (борной кислоты) в соотношении соответственно 98...99% (массовых) и от 1% до 2% (массовых) борной кислоты. Размер опилок составляет 3-5 мм. В качестве антисептика используется борная кислота, обеспечивающая длительное хранение приготовленного материала в течение зимнего сезона. При уменьшении доли кислоты менее 1% может произойти гниение опилок в закрытой таре при длительном хранении. Содержание кислоты более 2% увеличивает стоимость материала, срок хранения при этом материала изменяется незначительно. В таблице приведены данные по срокам хранения материала в зависимости от процентного содержания борной кислоты в нем.

ТаблицаВремя хранения материала в закрытой тареСодержание борной кислоты в материале, %00,511,523Срок годности материала, месяц12566,57

Материал приготавливается следующим образом. Берутся сухие опилки и порошок борной кислоты в пропорции 98:2 по весу и смешиваются в смесителе, например барабанном. В случае использования раствора борной кислоты раствор распыляется форсункой на ровный слой опилок, расположенных на плоскости, при этом опилки периодически перемешиваются и распыливание раствора повторяется. По окончании процесса материал высушивается до равновесной влажности при температуре 50...60°С.

Материал применяется следующим образом. В зону пробуксовки колеса или на рабочую поверхность колеса насыпается тонкий слой материала, который препятствует проскальзыванию колеса относительно льда или уплотненного снега, что обеспечивает начало движения автомобиля без рывков и заносов. Для въезда на площадку парковки или в гараж материал насыпается тонким слоем на скользкую поверхность в направлении траектории движения колес транспортного средства. При движении транспортного средства по скользкому участку дороги материал рассыпают порционно через небольшие расстояния в направлении траектории движения автомобиля. Для уточнения высота слоя опилок на поверхности должна составлять не более 5-8 мм. Дальнейшее увеличение количества опилок никакого эффекта не дает, они только отбрасываются колесом в стороны из зоны контакта колеса со льдом, а если их насыпано очень много, то это к тому же еще затрудняет ориентацию при движении транспортного средства, маскирует скользкую поверхность и требует дополнительных экономических затрат на производство композиционного материала.

Размер опилок в зоне контакта колеса с уплотненным снегом или льдом существенно влияет на коэффициент трения и соответственно на силу трения, обеспечивающую движение транспортного средства по скользкой поверхности. Так, опилки небольшого размера, менее 1 мм, налипают на колеса, вызывая проскальзывание колеса относительно поверхности, отбрасываются колесом из зоны контакта с ледяной поверхностью. На опилках большого размера, более 10 мм, колесо скользит по ледяной поверхности, что вызывает пробуксовку колеса, при этом коэффициент трения уменьшается. В таблице приведены экспериментальные данные по определению коэффициента трения при использовании материала, содержащего древесные опилки различного размера.

ТаблицаВлияние размера древесных опилок на коэффициент трения между колесом автомобиля, дисперсным материалом и ледяной поверхностьюВид поверхности контакта с колесомКоэффициент тренияЛед0,02Опилки средним размером ˜ 0,1 мм0,02Опилки средним размером ˜ 0,5 мм0,04Опилки средним размером ˜ 1 мм0,16Опилки средним размером ˜ 5 мм0,25Опилки средним размером ˜ 10 мм0,17Опилки средним размером ˜ 12 мм0,09Опилки средним размером ˜ 15 мм0,05

Из таблицы видно, что с увеличением размера опилок коэффициент трения возрастает, достигает максимума, а затем начинает уменьшаться. Мелкие опилки, пыль размером менее 1 мм практически не влияют на коэффициент трения между колесом и льдом. Крупные опилки размером более 10 мм позволяют повысить коэффициент трения, но недостаточно. Оптимальный диапазон используемых в композиционном материале опилок составляет от 1 мм до 10 мм, поскольку в массе опилок, получаемых при обработке древесины, могут присутствовать опилки различного дисперсного состава.

Использование предлагаемого материала обеспечивает по сравнению с существующими материалами повышение устойчивости транспортного средства, лучшее сцепление ведущих колес со скользкой поверхностью (льдом, уплотненным снегом). Материал применяется для обеспечения начала движения автомобиля или другого транспортного средства, например поезда, самолета, по скользкой снежной или ледяной поверхности, а также при движении транспортного средства на скользких участках дороги.

Изобретение относится к области материалов для повышения коэффициента трения между колесами транспортных средств и рабочей поверхностью. Описан материал для обеспечения начала движения транспортного средства по скользкой снежной или ледяной поверхности, состоящий из композиции дисперсного сыпучего материала в виде древесных опилок с размером от 1 мм до 10 мм и антисептика - борной кислоты, содержащейся в материале в количестве от 1 до 2% мас. Предложенный материал позволяет повысить коэффициент трения между колесом автомобиля и ледяной поверхностью. 2 табл.

Материал для обеспечения начала движения транспортного средства по скользкой снежной или ледяной поверхности, состоящий из композиции дисперсного сыпучего материала в виде древесных опилок и антисептика, отличающийся тем, что композиция содержит от 1 до 2 мас.% борной кислоты, при этом размер древесных опилок составляет от 1 до 10 мм.