專利名稱：一種摩擦系數(shù)測試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公路路面試驗(yàn)技術(shù)，特別涉及一種路面模擬評價試驗(yàn)設(shè)備，可應(yīng)用于模擬低溫情況下鹽化物融雪路面、噴灑抗凝冰涂料路面等各種抑制路面表面產(chǎn)生薄冰效果的試驗(yàn)，可以利用摩擦系數(shù)評價抑制凍結(jié)路面的短期融雪性能。
背景技術(shù)：
冬季路面積雪結(jié)冰一直是困擾道路交通安全的難題，通常需要動用大量的人力物力清除冰雪，由此也開始了主動抑制凍結(jié)路面的研究。主動抑制凍結(jié)技術(shù)是在工程建設(shè)或大修路面中，預(yù)先主動采用相關(guān)技術(shù)或在混合料中添加專用材料使得路面具有了特殊功能達(dá)到融雪除冰的目的功能。主動抑制凍結(jié)技術(shù)中最典型的應(yīng)用之一是鹽化物自融雪路面。 鹽化物自融雪路面指在浙青混合料中添加鹽化物，使路面本身具有融冰化雪功能。鹽化物自融雪路面因其融冰雪效果好、施工工藝簡單易于推廣而被廣泛應(yīng)用。如何評價抑制凍結(jié)路面在低溫情況下，具有抑制路面凍結(jié)而產(chǎn)生減小路面抗滑性降低的效果是研究的重點(diǎn)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種路面模擬低溫水膜結(jié)冰摩擦系數(shù)評價及普通路面摩擦系數(shù)評價的試驗(yàn)設(shè)備，能夠模擬在低溫環(huán)境下路面水膜結(jié)冰產(chǎn)生路面抗滑性下降的情況，為抑制凍結(jié)路面在低溫下抑制路面雪水結(jié)冰，提高低溫情況下路面的抗滑性能的研究， 提供了直觀可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種摩擦系數(shù)測試設(shè)備，它包括摩擦單元和與之相連的數(shù)據(jù)采集單元，摩擦單元包含試件夾具及固定整個裝置的支架，支架上設(shè)置高度起降器，兩支架間設(shè)導(dǎo)軌及導(dǎo)軌上的驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置下部連接摩擦接觸塊。所述的數(shù)據(jù)采集單元包含受力傳導(dǎo)桿，與之相連的受力感應(yīng)器及電子數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)。所述導(dǎo)軌上距兩端一定距離設(shè)有提供往復(fù)運(yùn)動方向轉(zhuǎn)換的方向轉(zhuǎn)換器，在驅(qū)動裝置從正向到逆向運(yùn)行過程中，方向轉(zhuǎn)換器控制起降摩擦塊設(shè)備提供摩擦塊的升起，從而避免摩擦塊在逆向運(yùn)動時與試件接觸而損壞，并設(shè)有控制器以控制試驗(yàn)過程中裝置隨時停動。本發(fā)明將試件用試件夾具固定，使試件和裝置成為一體，通過裝置支架、試驗(yàn)架上的導(dǎo)軌、控制裝置高度的起降器、導(dǎo)軌上直線運(yùn)動的驅(qū)動設(shè)備、驅(qū)動裝置下部連接摩擦接觸塊、提供試驗(yàn)連續(xù)性的方向轉(zhuǎn)換器構(gòu)成摩擦裝置單元，完成具有可施加可變荷載的摩擦塊的摩擦功能。受力傳導(dǎo)裝置、受力感應(yīng)器和數(shù)據(jù)收集分析電子系統(tǒng)構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集裝置將摩擦過程的數(shù)據(jù)收集起來進(jìn)行分析得到試件在這種環(huán)境下的摩擦系數(shù)。整個測試裝置體積較小，可以將其整體放入環(huán)境箱中通過環(huán)境箱的精確控制溫濕度來確定不同情況下的試件摩擦系數(shù)。所述電動驅(qū)動裝置沿導(dǎo)軌的運(yùn)動，會與導(dǎo)軌間產(chǎn)生微小的摩擦。所述摩擦系數(shù)測試設(shè)備，摩擦單元由驅(qū)動裝置牽引，由于空間限制，運(yùn)動速度較慢，不能完全模擬道路上汽車高速行駛時的摩擦狀態(tài)。所述摩擦系數(shù)測試裝置測定試件表面摩擦系數(shù)，固定試件的夾具保證試件處于水平穩(wěn)定狀態(tài)。本發(fā)明將整個裝置放在溫濕度可控的環(huán)境箱中，試件表面會因溫度、濕度不同結(jié)出厚度不同的薄冰；可調(diào)節(jié)摩擦接觸塊的接觸壓力測定不同環(huán)境下的摩擦系數(shù)，為評價抑制凍結(jié)路面短期融雪效果提供真實(shí)可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本發(fā)明技術(shù)突出的優(yōu)點(diǎn)在于摩擦單元包含提供試驗(yàn)連續(xù)性的方向轉(zhuǎn)換器，可以自動連續(xù)測量試件的摩擦系數(shù)，減少了操作的復(fù)雜性、變異性與間斷性。可以將整個裝置放在溫濕度可控的環(huán)境箱中，測定不同環(huán)境條件下試件表面的摩擦系數(shù)，建立摩擦系數(shù)與試件所處環(huán)境溫度、濕度的相關(guān)關(guān)系。上述摩擦單元運(yùn)用導(dǎo)軌上直線運(yùn)動的驅(qū)動設(shè)備牽引，驅(qū)動設(shè)備可為摩擦接觸塊提供不同的運(yùn)動速度，測定不同速度的摩擦系數(shù)，建立摩擦系數(shù)與運(yùn)動速度的相關(guān)關(guān)系。


圖1為本發(fā)明的一種摩擦系數(shù)測試設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參照圖1，數(shù)據(jù)收集裝置包含在受力傳導(dǎo)桿6—端的受力感應(yīng)器3，導(dǎo)線傳導(dǎo)受力感應(yīng)器的數(shù)據(jù)到另一端連接的數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)2。通過把受力狀態(tài)轉(zhuǎn)化成電信號，再將電信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)收集分析電子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和處理。摩擦裝置單元同數(shù)據(jù)收集裝置通過受力傳導(dǎo)桿6上的驅(qū)動裝置5相連接，受力傳導(dǎo)桿6 —端同支架7連接。摩擦裝置單元包含固定整個裝置的支架7，將支架7固定在試件 1上的試件夾具10，兩端固定在支架7上為方向轉(zhuǎn)換器提供平衡作用的導(dǎo)軌4，在導(dǎo)軌4兩端控制裝置高度和接觸塊接觸壓力的起降器8，導(dǎo)軌4上直線運(yùn)動的電驅(qū)動設(shè)備5，電驅(qū)動設(shè)備5下部連接摩擦接觸塊12，在導(dǎo)軌4上距兩端一定距離設(shè)有方向轉(zhuǎn)換器9提供往復(fù)運(yùn)動的方向轉(zhuǎn)換，從正向到逆向過程中，方向轉(zhuǎn)換器9控制起降摩擦塊設(shè)備13提供摩擦塊的升起，以保證摩擦塊在逆向運(yùn)動時不與試件1接觸以免損壞摩擦塊，為保證試驗(yàn)過程的控制性，設(shè)有控制器11以控制裝置隨時停動。實(shí)驗(yàn)時，首先調(diào)節(jié)固定好導(dǎo)軌4兩端控制裝置在支架7上的高度和接觸塊接觸壓力的起降器8，使接觸塊在導(dǎo)軌4兩端都達(dá)到規(guī)定的接觸壓力。第一步，先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置空載運(yùn)行，測定系統(tǒng)摩擦。通過起降摩擦塊裝置13提升摩擦塊的高度，開啟控制器11，讓摩擦塊按試驗(yàn)要求速度勻速運(yùn)動，摩擦裝置單元自動完成一個周期(往復(fù)一次)的運(yùn)行回到初始點(diǎn)，數(shù)據(jù)收集裝置在這一過程中將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)2中，多次測量得到導(dǎo)軌4與電動驅(qū)動設(shè)備5間的摩擦力。第二步，進(jìn)行試件摩擦系數(shù)測測定。通過起降摩擦塊裝置13降低摩擦塊的高度，使接觸塊的接觸壓力達(dá)到試驗(yàn)前預(yù)定的壓力，開啟控制器11，摩擦裝置單元自動完成一個周期的運(yùn)行回到初始點(diǎn)，數(shù)據(jù)收集裝置在這一過程中將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)2中，通過處理得到摩擦系數(shù)，多次測量取平均值并根據(jù)空載數(shù)據(jù)修正后，得到最終摩擦系數(shù)。 將裝置放于環(huán)境箱中，可以通過改變環(huán)境溫度及濕度測量不同的環(huán)境下的摩擦系數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種摩擦系數(shù)測定設(shè)備，它包括摩擦單元和與之相連的數(shù)據(jù)采集單元，其特征在于， 摩擦單元包含試件夾具(10)及固定整個裝置的支架(7)，支架上設(shè)置高度起降器(8)，兩支架間設(shè)導(dǎo)軌(4)及導(dǎo)軌上的驅(qū)動裝置(5)，驅(qū)動裝置下部連接摩擦接觸塊(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦系數(shù)測試設(shè)備，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集單元包含受力傳導(dǎo)桿(6)，與之相連的受力感應(yīng)器C3)及電子數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)O)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦系數(shù)測試設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)軌(4)上距兩端一定距離設(shè)有提供往復(fù)運(yùn)動方向轉(zhuǎn)換的方向轉(zhuǎn)換器(9)，在驅(qū)動裝置( 從正向到逆向運(yùn)行過程中，方向轉(zhuǎn)換器(9)控制起降摩擦塊設(shè)備(1 提供摩擦塊(1 的升起，從而避免摩擦塊(12)在逆向運(yùn)動時與試件(1)接觸而損壞，并設(shè)有控制器(11)以控制試驗(yàn)過程中裝置隨時停動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種摩擦系數(shù)測試設(shè)備，包括摩擦單元和與之相連的數(shù)據(jù)采集單元，摩擦單元包含試件夾具及固定整個裝置的支架，支架上設(shè)置高度起降器及方向轉(zhuǎn)換器，兩支架間設(shè)導(dǎo)軌及導(dǎo)軌上的驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置下部連接摩擦接觸塊，數(shù)據(jù)采集單元包含受力傳導(dǎo)桿、受力感應(yīng)器及電子數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)。本發(fā)明可應(yīng)用于鹽化物自融雪路面的摩擦系數(shù)的測定，主要用于評價在低溫環(huán)境下水薄膜對路面摩擦系數(shù)的影響。
文檔編號G01N19/02GK102539314SQ20111042675
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者孫玉齊, 孟建黨, 彭磊, 李存健, 鄭木蓮 申請人:長安大學(xué)