PL174435B1 - Urządzenie do pomiaru współczynnika przyczepności nawierzchni drogowych - Google Patents

Abstract

1 Urządzenie do pomiaru współczynnika przyczepności nawierzchni drogowych, składające się z koła pomiarowego, wahacza koła, układu obciążającego ze sprężyną i amortyzatorem, osadzonymi przegubowo w wychylnych gniazdach drążka reakcyjnego, związanego z tarczą hamuicowąosadzonąobrotowo na osikołapomiarowego, płyty czołowej oraz czujników siły, znamienne tym, że sprężyna (3) i amortyzator (4) zamocowane są z jednej strony na wahaczu (2) a z drugiej strony na dwuramiennej dźwigni (17), równoległej do ramienia (22) układu obciążającego przy czym dwuramienna dźwignia (17) jednym końcem jest połączona przegubowo ze wspornikiem (21) przymocowanym do ramienia (22), a z drugiej strony, również przegubowo, poprzez czujnik siły (24) z tym samym ramieniem (22) układu obciążającego.

Description

Przedmiotem wynalazkujest urządzenie do pomiaru współczynnika przyczepności nawierzchni drogowych.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 113 825 urządzenie do pomiaru współczynnika przyczepności nawierzchni drogowych, składające się z koła pomiarowego, wahacza koła, układu obciążającego, poziomego drążka reakcyjnego, związanego z tarczą hamulcową, która jest osadzona obrotowo na osi koła pomiarowego oraz układu dwu identycznych dźwigni kątowych, sprzężonych za pomocą czujnika siły lub sztywnego łącznika. Wahacz koła, podczepiony podjednąz dwu dźwigni kątowych, prowadzony jest za pomocą czujnika siły, związanego przegubowo z płytą czołową urządzenia. Między wahaczem koła pomiarowego a poziomym ramieniem układu obciążającego znajduje się układ zawieszenia złożony ze sprężyny i amortyzatora zamocowanych na tych elementach przegubowo.

W opisanym urządzeniu wahacz koła, dźwignie kątowe„łąęzącyje czujnik siły lub łącznik, drążek reakcyjny i tarcza hamulcowa tworzą układ zamknięty, działający na zasadzie prostowodu, umożliwiający zrównoważenie momentu sił tarcia rozwijanych na bębnie hamulcowym momentem pary sił zewnętrznych, przyłożonych do osi obrotu dźwigni kątowych. Dzięki temu siła tarcia, rozwijana między kołem pomiarowym a badana nawierzchnią, jest przenoszona w skali 1:1 na czujnik siły, wiążący jednąz dwu dźwigni kątowych z płytą czołową. Tym samym wynik pomiaru siły tarcia nie zależy ani od momentu stycznych sił bezwładności koła pomiarowego, ani od przesunięcia wypadkowej reakcji normalnych, ani' od zmian promienia dynamicznego koła pomiarowego w procesie jego hamowania, co stanowi szczególnie korzystna cechę w badaniach przyczepności nawierzchni drogowych.

Wadą znanego urządzenia jest jednak to, że w opisanym rozwiązaniu konstrukcyjnym nie ma możliwości łatwego i bezpośredniego pomiaru siły w zawieszeniu, której znajomość mogłaby być wykorzystana do dokładniejszego określenia reakcji normalnej pod kołem pomiarowym, z większym przybliżeniem do wartości rzeczywistej, niż to wynika z założenia, że uśredniona w czasie pomiaru reakcja dynamiczna jest równa reakcji statycznej. Takie założenie jest najczęściej stosowane w formule obliczeniowej na współczynnik przyczepności w tego typu urządzeniach badawczych:

179 435

F gdzie: F - wypadkowa sił tarcia obwodowego między kołem pomiarowym a nawierzchnią drogi,

Q_o - obliczeniowy nacisk koła na drogę, równy reakcji statycznej.

Przytoczona formuła obliczeniowa sprawdza się w tych wszystkich przypadkach badań przyczepności nawierzchni drogowych, w których czas pomiaru może być wydłużony i porównywalny z okresem drgań własnych masy resorowanej, tj. układu obciążającego, natomiast zawodzi i jest przyczyną znacznego rozrzutu wyników pomiarów przy krótkich, impulsowych czasach pomiaru, rzędu 0,3 - 0,5 s, stosowanych w badaniach inwentaryzacyjnych stanu nawierzchni, zwłaszcza na drogach w ogólnym przypadku nierównych. Istnieje wprawdzie możliwość dokładniejszego określenia reakcji normalnej pod kołem pomiarowym np. przez uzupełniający pomiar przyspieszenia masy resorowanej, zredukowanej do osi koła pomiarowego, j ednakże, j ak wykazuje doświadczenie, precyzyjne cechowanie czujnika przyspieszeń wymaga na ogół zastosowania specj alnych środków technicznych, co w warunkach polowych nie zawsze j est możliwe.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do pomiaru współczynnika nawierzchni drogowych, które w swojej strukturze kinematyczno-konstrukcyjnej będzie zawierać precyzyjny i prosty w cechowaniu układ pomiaru siły wzajemnego oddziaływania między masą resorowaną a nieresorowaną, tj. kołem pomiarowym, działający niezależnie od innych układów siły lub momentu, przy zachowaniu wszystkich wymienionych zalet opisanego wyżej urządzenia.

Istota wynalazku polega na tym, że sprężyna i amortyzator układu zawieszenia zamocowane sąprzegubowo z jednej strony na wahaczu koła a z drugiej strony na dźwigni dwuramiennej, równoległej do ramienia układu obciążającego. Dźwignia dwuramienna jednym końcem jest połączona przegubowo ze wspornikiem, przymocowanym do ramienia układu obciążającego a z drugiej strony, również przegubowo, poprzez czujnik siły, z tym samym ramieniem układu obciążającego. Między dźwignią dwuramienną a ramieniem układu obciążającego, równolegle do czujnika siły, znajduje się układ aretarzowv, złożony ze zderzaka, osadzonego na końcu dźwigni dwuramiennej oraz śruby wkręconej we wspornik ramienia układu obciążającego. Siła działająca w zawieszeniu jest proporcjonalna względem siły działającej na czujnik w jednoznacznie określonym stosunku, wynikającym z przyjętej długości ramion dźwigni dwuramiennej.

Zaletą urządzenia według wynalazku jest to, że struktura konstrukcyjna układu pomiaru siły w zawieszeniu nie narusza ogólnej struktury kinematyczno - konstrukcyjnej urządzeniajako wieloboku przegubowego, działającego na zasadzie prostowodu, dzięki czemu układ pomiaru siły w zawieszeniu może być montowany jako układ na życzenie lub do specjalnych celów, istnieje bowiem łatwa możliwość zastąpienia dźwigni dwuramiennej wspornikiem, stanowiącym bezpośrednie oparcie dla wychylnego gniazda sprężyny i amortyzatora względem układu obciążającego. Nie bez znaczeniajest fakt, że wszystkie przeguby w połączeniu sprężyny i amortyzatora z dźwignią dwuramienną oraz tej dźwigni z czujnikiem siły mogą być łożyskowane tocznie lub osadzone na ostrzach, co gwarantuje wysoką sprawność pomiaru siły w zawieszeniu. Zastosowany układ aretarzowy umożliwia łatwe cechowanie dwu stanów obciążenia czujnika: zerowego i nominalnego, co ma istotne znaczenia dla bieżącej obsługi urządzenia pomiarowego.

Wynalazek jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym schemat urządzenia w widoku z boku.

Jak pokazano na rysunku urządzenie składa się z pomiarowego koła 1, wahacza 2, układu obciążającego ze spryżyn»3 i amortyzatorem 4, reakcyjnego drążka 5, związanego z hamulcową tarczą 6, osadzoną obrotowo na osi koła 1, przy czym wahacz 2 podwieszonyjest przegubowo na kątowej dźwigni 7, związanej przegubowo z czołowąpłytą 8. Poprzez kątowe dźwignie 7 i 9 oraz czujnik siły lub zastępujący go łącznik 10 wahacz 2 związanyjest z równoległym i równym co do długości reakcyjnym drążkiem 5. Jedna z dwu kątowych dźwigni 7 lub 9 związana jest z czołową płytą 8 przy pomocy czujnika siły 11.

Kątowe dźwignie 7 i 9 o równych parami ramionach osadzone są obrotowo w przegubach 12 i 13 na płycie czołowej 8, przy czym rozstaw przegubów 12 i 13 jak i długość czujnika 10 są

179 435 równe odległości L osadzenia reakcyjnego drążka 5 na hamulcowej tarczy 6, dzięki czemu wahacz 2 i reakcyjny drążek 5 zajmują względem siebie zawsze położenie równoległe. Zaczep 14 służy do holowania przyczepy podczas pomiarów·'. Sprężyna 3 i amortyzator 4 zamocowane są w gniazdach 15 i 16, które z kolei zamocowane sąprzegubowo na wahaczu 2 oraz na dwuramiennej dźwigni 17. Osie możliwych ruchów kątowych gniazd 15 i 16 w przegubach 18 i 19 są równoległe do osi obrotu koła pomiarowego. Dwuramienna dźwignia 17 związana jest z jednej strony poprzez przegub 20 ze wspornikiem 21, opartym o ramię 22 układu obciążaj ącego, z drugiej strony poprzez przegub 23, czujnik 24 i przegub 25 z tym samym ramieniem 22 układu obciążającego. Miedzy ramieniem 22 a dźwignią 17, równolegle do czujnika siły 24, znajduje się układ aretarzowy, złożony ze zderzaka 26, usytuowanego na przedłużeniu ramienia dwuramiennej dźwigni 17, i śruby 27, która jest wkręcona we wspornik 28 zamocowany do ramienia 22 układu obciążającego.

Siłę działającąw zawieszeniu F_s ustala się poprzez pomiar siły F_c działającej na czujnik 24. Siła F_s jest proporcjonalna względem siły F_c w stosunku wynikającym z przyjętej długości ramion dźwigni dwuramiennej 17. Reakcję normalnąQ pod kołem pomiarowym oblicza się w znany sposób.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zl

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do pomiaru współczynnika przyczepności nawierzchni drogowych, składające się z koła pomiarowego, wahacza koła, układu obciążającego ze sprężyną i amortyzatorem, osadzonymi przegubowo w wychylnych gniazdach drążka reakcyjnego, związanego z tarczą hamulcową osadzoną obrotowo na osi koła pomiarowego, płyty czołowej oraz czujników siły, znamienne tym, że sprężyna (3) i amortyzator (4) zamocowane sąz jednej strony na wahaczu (2) a z drugiej strony na dwuramiennej dźwigni (17), równoległej do ramienia (22) układu obciążającego przy czym dwuramienna dźwignia (17) jednym końcemjest połączona przegubowo ze wspornikiem (21) przymocowanym do ramienia (22), a z drugiej strony, również przegubowo, poprzez czujnik siły (24) z tym samym ramieniem (22) układu obciążającego.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że między dwuramiemądźwignią(17) a ramieniem (22) układu obciążającego, równolegle do czujnika siły (24), umieszczony jest układ aretarzowy, złożony ze zderzaka (26), osadzonego na końcu dwuramiennej dźwigni (17) oraz śruby (27) wkręconej we wspornik (28), związany z ramieniem (22) układu obciążającego.

   * * *