CN103983567B - 一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪，包括工作台、配重块、测试试件、用于固定测试试件的试模、磨光试件、固定模块和紧固模块，还包括电动升降模块，所述电动升降模块包括升降台、与升降台上部固定连接的配重块以及与升降台下部固定连接的上滑台，所述上滑台下部依次连接有刚性板、弹性元件和固定模块；所述紧固模块的周侧上方设置有多个可喷水的喷头，所述紧固模块的下方设置有加热系统和制冷系统，所述紧固模块通过电机驱动且可相对固定模块进行直线往复运动。本发明可准确模拟并检测出车辆在高低温、不同湿滑程度、不同速度以及不同负荷情况下道路的磨损情况。

Description

一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪

技术领域

本发明涉及一种材料测试装置，具体涉及一种路面材料加速磨光磨耗仪。

背景技术

在车辆-道路系统中，摩擦力起到了非常重要的作用。无论是在行驶或是在制动过程中，车辆都无一不受到路面与车轮之间产生的摩擦力的作用。因此，保证路面能提供给车辆安全行驶的摩擦力，即保证路面的抗滑性能，一直是路面设计施工中的重要目标。在沥青道路逐渐普及，而公路交通运输日益呈现高车速、大流量、重荷载的今天，对车辆作用导致的沥青路面抗滑性能的变化规律的研究显得尤为重要。然而，若在实际使用的沥青路面上进行抗滑性能随车辆作用而变化的试验研究，不仅会消耗大量的人力、物力、财力，而且要花费很长的时间进行重复试验、材料搜集和数据整理工作。因此，为了能够在短时间、低成本的情况下了解车辆作用几年甚至十几年时间沥青路面抗滑性能的变化规律，在室内模拟实际沥青路面的磨光磨耗过程、进行沥青路面的磨光磨耗试验就显得十分重要。

近年来，一些研究机构自行研制了能够模拟沥青路面磨光磨耗情况的试验装置。然而，目前的加速磨光试验装置一般通过测试试件在磨光试件表面滚动进而模拟汽车轮胎在滚动作用下路面表面的磨光磨耗效果，但这种检测效果不显著，用时较长、测试试件和磨光试件磨光磨耗范围也小且无法模拟出汽车在刹车、启动时与路面材料的磨光磨耗效果。又由于车辆的行驶速度的不同，会对路面表面造成不同程度的影响，而且这种差异性是不可忽视的，但现有技术中，路面材料加速磨光试验装置无法检测出测试时测试试件与磨光试件的相对速度，只能通过测试试件和磨光试件测试出大概的数值，所以通过现有技术无法得出可靠的测试结果，进而会对车辆行驶安全产生很大的负面影响。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种可准确模拟并检测出车辆在高低温、不同湿滑程度、不同速度以及不同负荷情况下道路的磨损情况的用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪，包括工作台、位于工作台上方的电动升降模块、配重块、测试试件、用于固定测试试件的试模、磨光试件、固定模块和紧固模块。紧固模块与工作台固定连接，试模与固定模块下部固定连接，磨光试件与紧固模块上部固定连接。电动升降模块包括升降台、与升降台上部固定连接的配重块以及与升降台下部固定连接的上滑台；上滑台下部依次连接有刚性板、弹性元件和固定模块。紧固模块的周侧上方设置有多个可喷水的喷头，紧固模块的下方设置有加热系统和制冷系统，所述紧固模块通过电机驱动且可相对固定模块进行直线往复运动。

采用上述结构的一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪，由于电动升降系统、升降台以及固定模块依次连接，使用时电动升降系统可将升降台调节至适当位置使测试试件试模与磨光试件试模相抵。由于上滑台下部依次连接有刚性板、弹性元件和固定模块，上滑台可用以确保测试试件以及试模跟随固定模块在水平方向上自由移动；弹性元件用以改善测试试件表面不平整以及测试试件成型时的高度误差对配重块传递给摩擦接触面正压力的不均匀性；且测试试件和磨光试件表面并非绝对水平，当磨光试件相对测试试件进行往复运动时，弹性元件根据测试试件的高度自动找平，以确保磨光试件表面与测试试件表面在作用面内完全、紧密接触以及确保磨光试件作用面内承受相对均匀分布的力，从而保证作用面内磨光磨耗效果的均匀性。由于紧固模块的周侧上方设置有多个可喷水的喷头，喷头可以直接将水喷到磨光试件表面，通过磨光试件在测试试件表面的往返运动，带动水分均匀涂抹在测试试件表面，形成一层均匀水膜，水膜厚度由喷水流量控制，从而用以模拟不同潮湿状态下路面材料抗滑性能变化规律。由于紧固模块的下方设置有加热系统和制冷系统，可以使测试试件和磨光试件在不同的温度下进行磨光测试，从而使该磨光测试不必局限在当时的气温，用以模拟寒冷地区冻融循环对路面材料抗滑性能的影响规律，进而保证在某些突发的极限气候下，依然可以保证道路表面抗滑、耐磨能力。由于磨光试件紧固模块系统通过电机驱动，电机的运行速度可以进行准确的人为调节，更容易达到磨光试件紧固模块相对测试试件固定模块的匀速运动要求以及保证作用面内磨光磨耗效果的均匀性，从而减小构造深度、摩擦系数等数据的测试误差；根据电机启动、运行、反向运行，可将磨光试件单次单向运动分为启动加速段、匀速运行段、转向减速段组成，可分别模拟汽车启动、匀速行驶、减速转向时与路面的摩擦；通过调节电机运行速度，还可以使磨光试件及其固定系统等运动部件在不大于1cm的行程内达到直线匀速运动，解决了曲柄连杆中间速度快、端部速度慢对磨光磨耗效果均匀性产生的影响，可以模拟出汽车启动与制动时与路面间的相对滑动，磨光磨耗效果显著，用时少，节能经济。

作为本发明上述一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪的改进：所述固定模块为下部设置有卡槽的固定模块，试模可沿卡槽滑动，该试模沿卡槽滑动的方向与紧固模块的运动方向垂直。试模通过紧固元件与卡槽固定连接。

采用这样的结构后，由于试模可沿卡槽滑动且通过紧固元件与卡槽固定连接，当试模需要更换时，拆下紧固元件后，将试模从卡槽中抽取出来后，更换上带有未使用的测试试件的试模即可，不仅便于更换测试试件试模，也减少了更换测试试件试模的使用时间，同时减轻了工作人员的工作量。

作为对一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪优选方案的进一步改进，所述固定模块通过连接杆与升降台连接，固定模块与连接杆之间设置有拉压式测力传感器；所述紧固模块与电机之间也设置有拉压式测力传感器；所述紧固模块一侧的下方还设置有温度传感器和蓄水装置；所述喷头一端连接有可吸取蓄水装置内水的自吸泵。

采用这样的结构后，由于固定模块通过连接杆与升降台连接且固定模块与连接杆之间设置有拉压式测力传感器，通过拉压式测力传感器即可准确测量出测试试件和磨光试件之间作用力的大小，从而测试出测试试件与磨光试件相对运动时产生的摩擦力；由于紧固模块与电机之间也设置有拉压式测力传感器，从而可以测试电机匀速运动时所施加的拉力；由于紧固模块一侧的下方还设置有温度传感器，从而可以准确的测出测试时的温度。

作为对一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪优选方案的再一步改进，还包括过滤器和红外计数器，所述紧固模块的周侧设置有与蓄水装置连通的循环水槽，所述过滤器位于循环水槽与蓄水装置之间；所述红外计数器固定连接在紧固模块的一侧。

采用这样的结构后，由于紧固模块的一侧固定连接有红外计数器，可以快速计算出磨光试件往复运动的次数，从而减少工作人员工作量并提高效率。由于紧固模块的周侧设置有与蓄水装置连通的循环水槽，循环水槽与蓄水装置之间设置有过滤器，可以防止摩擦产生的颗粒堵塞喷头。

作为对一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪优选方案的再一步改进，还包括双层保温护罩，所述双层保温护罩可将配重块、测试试件、试模、磨光试件、紧固模块、加热系统、制冷系统以及温度传感器罩在其中。

采用这样的结构后，由于双层保温护罩可将配重块、测试试件、试模、磨光试件、紧固模块、加热系统、制冷系统以及温度传感器罩在其中，可以保证在进行磨光测试的过程中配重块、测试试件试模、磨光试件试模、加热系统、制冷系统以及温度传感器均处于某一特定的温度下，从而使测试结果更精确。

附图说明

图1是本发明一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪一种实施例的示意图；

图2是图1的左视图。

图中，1为电动升降系统，2为配重块，3为上滑台，4为弹簧，5为拉压式测力传感器，6为测试试件，7为试模，8为磨光试件，9为磨光试件固定台，10为卡槽,11为电机，12为喷头，13为温度传感器，14为下滑台，15为加热系统，16为自吸泵，17为蓄水装置，18为过滤器，19为数据采集器，20为制冷系统，21为双层保温护罩，22为红外计数器，23为立柱，25为电脑。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步详细的说明：

如图1、图2所示，本发明一种实施方案的一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪，包括工作台、双层保温护罩21、配重块2、测试试件6、试模7、磨光试件8、用于固定试模7的卡槽10和位于试模7下方的用于固定磨光试件8的磨光试件固定台9，该磨光试件固定台9通过电机11驱动且可相对测试试件6进行往复运动。还包括依次连接的电动升降系统1、升降台以及固定模块，工作台上螺栓连接有立柱23，升降台可沿立柱23上下滑动，升降台下部中心通过连接杆螺栓连接有与试模7相适应的卡槽10，升降台与卡槽10之间卡接有弹簧4，配重块2与升降台上部螺栓连接。

卡槽10与连接杆之间设置有拉压式测力传感器5，试模7与卡槽10滑动连接。磨光试件固定台9与电机11之间设置有拉压式测力传感器5，磨光试件固定台9的下方螺栓连接有加热系统15、制冷系统20、温度传感器13和蓄水装置17。磨光试件固定台9的一侧螺钉连接有红外计数器22，磨光试件固定台9的周侧设置有与蓄水装置17连通的循环水槽。磨光试件固定台9的周侧上方设置有多个可喷水的喷头12，喷头12一端连接有可吸取蓄水装置17内水的自吸泵16，循环水槽与蓄水装置17之间连接有过滤器18。

双层保温护罩21可将配重块2、测试试件6、试模7、磨光试件试模8、加热系统15、制冷系统20、红外计数器22以及温度传感器13罩在其中。

加热系统15、制冷系统20、红外计数器22以及温度传感器13均与电脑25连接操控。

通过调整电机11的行程，磨光试件固定台9在电机的带动下，使固定在磨光试件固定台9上的磨光试件9单次单向运行位移300mm左右，且可实现直线往返运动。根据电机11启动、运行、反向运行，可将磨光试件9单次单向运动分为启动加速段、匀速运行段、转向减速段组成，可分别模拟汽车启动、匀速行驶、减速转向时与路面的摩擦。在电机11驱动下，匀速运行段运行时间不小于1s、水平位移不小于200mm，可以保证测试试件6的磨光磨耗效果均匀性。测试出的数据可通过电脑25显示。

以上结合附图对所述的仅是本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出各种变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪，包括工作台、配重块、测试试件、用于固定测试试件的试模、磨光试件、固定模块和紧固模块，所述紧固模块与工作台固定连接，所述试模与固定模块下部固定连接，所述磨光试件与紧固模块上部固定连接，其特征在于：还包括位于工作台上方的电动升降模块，所述电动升降模块包括升降台、与升降台上部固定连接的配重块以及与升降台下部固定连接的上滑台，所述上滑台下部依次连接有刚性板、弹性元件和固定模块；所述紧固模块的周侧上方设置有多个可喷水的喷头，所述紧固模块的下方设置有加热系统和制冷系统，所述紧固模块通过电机驱动且可相对固定模块进行直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪，其特征在于:所述固定模块的下部设置有卡槽，所述试模可沿卡槽滑动，试模通过紧固元件与卡槽固定连接；所述试模沿卡槽滑动的方向与紧固模块的运动方向垂直。

3.根据权利要求2所述的一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪，其特征在于:所述固定模块通过连接杆与升降台连接，固定模块与连接杆之间设置有拉压式测力传感器；所述紧固模块与电机之间也设置有拉压式测力传感器；所述紧固模块一侧的下方还设置有温度传感器和蓄水装置；所述喷头一端连接有可吸取蓄水装置内水的自吸泵。

4.根据权利要求3所述的一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪，其特征在于:还包括过滤器和红外计数器，所述紧固模块的周侧设置有与蓄水装置连通的循环水槽，所述过滤器位于循环水槽与蓄水装置之间；所述红外计数器固定连接在紧固模块的一侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种用于测试路面材料动态摩擦力的加速磨光仪，其特征在于:还包括双层保温护罩，所述双层保温护罩可将配重块、测试试件、试模、磨光试件、紧固模块、加热系统、制冷系统以及温度传感器罩在其中。