专利名称：一种简易摩擦系数测试装置的制作方法
技术领域：
[0001]本实用新型涉及公路路面试验技术，特别涉及一种路面模拟评价试验装置，可应用于模拟低温情况下盐化物融雪路面、喷洒抗凝冰涂料路面等各种抑制路面表面产生薄冰效果的试验，可以利用摩擦系数评价抑制冻结路面的短期融雪性能。
背景技术：
冬季路面积雪结冰一直是困扰道路交通安全的难题，通常需要动用大量的人力物力清除冰雪，由此也开始了主动抑制冻结路面的研究。主动抑制冻结技术是在工程建设或大修路面中，预先主动采用相关技术或在混合料中添加专用材料使得路面具有了特殊功能达到融雪除冰的目的功能。主动抑制冻结技术中最典型的应用之一是盐化物自融雪路面。盐化物自融雪路面指在浙青混合料中添加盐化物，使路面本身具有融冰化雪功能。盐化物自融雪路面因其融冰雪效果好、施工工艺简单易于推广而被广泛应用。如何评价抑制冻结路面在低温情况下，具有抑制路面冻结而产生减小路面抗滑性降低的效果是研究的重点问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种简易摩擦系数测试装置，能够模拟在低温环境下路面水膜结冰产生路面抗滑性下降的情况，为抑制冻结路面在低温下抑制路面雪水结冰，提高低温情况下路面的抗滑性能的研究，提供了直观可靠的试验数据。为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。一种简便摩擦系数评价试验装置，它包括摩擦单元和与之相连的数据采集单元，摩擦单元包含试件夹具及固定整个装置的支架，支架上设置高度起降器，两支架间设导轨及导轨上的驱动装置，驱动装置下部连接摩擦接触块。所述的数据采集单元包含受力传导杆，与之相连的受力感应器及电子数据收集分析系统。所述导轨上距两端一定距离设有提供往复运动方向转换的方向转换器，在驱动装置从正向到逆向运行过程中，方向转换器控制起降摩擦块设备提供摩擦块的升起，从而避免摩擦块在逆向运动时与试件接触而损坏，并设有控制器以控制试验过程中装置随时停动。本实用新型将试件用试件夹具固定，使试件和装置成为一体，通过装置支架、试验架上的导轨、控制装置高度的起降器、导轨上直线运动的驱动设备、驱动装置下部连接摩擦接触块、提供试验连续性的方向转换器构成摩擦装置单元，完成具有可施加可变荷载的摩擦块的摩擦功能。受力传导装置(6)、受力感应器和数据收集分析电子系统构成的数据采集装置将摩擦过程的数据收集起来进行分析得到试件在这种环境下的摩擦系数。整个测试装置体积较小，可以将其整体放入环境箱中通过环境箱的精确控制温湿度来确定不同情况下的试件摩擦系数。[0009]所述电动驱动装置沿导轨的运动，会与导轨间产生微小的摩擦。所述摩擦系数测试装置，摩擦单元由驱动装置牵引，由于空间限制，运动速度较慢，不能完全模拟道路上汽车高速行驶时的摩擦状态。所述摩擦系数测试装置测定试件表面摩擦系数，固定试件的夹具保证试件处于水平稳定状态。本发明将整个装置放在温湿 度可控的环境箱中，试件表面会因温度、湿度不同结出厚度不同的薄冰；可调节摩擦接触块的接触压力测定不同环境下的摩擦系数，为评价抑制冻结路面短期融雪效果提供真实可靠的试验数据。本实用新型技术突出的优点在于摩擦单元包含提供试验连续性的方向转换器，可以自动连续测量试件的摩擦系数，减少了操作的复杂性、变异性与间断性。可以将整个装置放在温湿度可控的环境箱中，测定不同环境条件下试件表面的摩擦系数，建立摩擦系数与试件所处环境温度、湿度的相关关系。上述摩擦单元运用导轨上直线运动的驱动设备牵引，驱动设备可为摩擦接触块提供不同的运动速度，测定不同速度的摩擦系数，建立摩擦系数与运动速度的相关关系。
图I为本实用新型的一种简便摩擦系数测试装置的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，数据收集装置包含在受力传导杆6—端的受力感应器3，导线传导受力感应器的数据到另一端连接的数据收集分析系统2。通过把受力状态转化成电信号，再将电信号传输到数据收集分析电子系统进行数据的收集和处理。摩擦装置单元同数据收集装置通过受力传导杆6上的驱动装置5相连接，受力传导杆6 —端同支架7连接。摩擦装置单元包含固定整个装置的支架7，将支架7固定在试件I上的试件夹具10，两端固定在支架7上为方向转换器提供平衡作用的导轨4，在导轨4两端控制装置高度和接触块接触压力的起降器8，导轨4上直线运动的电驱动设备5，电驱动设备5下部连接摩擦接触块12，在导轨4上距两端一定距离设有方向转换器9提供往复运动的方向转换，从正向到逆向过程中，方向转换器9控制起降摩擦块设备13提供摩擦块的升起，以保证摩擦块在逆向运动时不与试件I接触以免损坏摩擦块，为保证试验过程的控制性，设有控制器11以控制装置随时停动。实验时，首先调节固定好导轨4两端控制装置在支架7上的高度和接触块接触压力的起降器8，使接触块在导轨4两端都达到规定的接触压力。第一步，先进行实验装置空载运行，测定系统摩擦。通过起降摩擦块装置13提升摩擦块的高度，开启控制器11，让摩擦块按试验要求速度匀速运动，摩擦装置单元自动完成一个周期往复一次的运行回到初始点，数据收集装置在这一过程中将数据存储到数据收集分析系统2中，多次测量得到导轨4与电动驱动设备5间的摩擦力。第二步，进行试件摩擦系数测测定。通过起降摩擦块装置13降低摩擦块的高度，使接触块的接触压力达到试验前预定的压力，开启控制器11，摩擦装置单元自动完成一个周期的运行回到初始点，数据收集装置在这一过程中将数据存储到数据收集分析系统2中，通过处理得到摩擦系数，多次测量取平均值并根据空载数据修正后，得到最终摩擦系数。将装置放于环境箱中，可以通过改变环境温度及湿度测量不同的环境下的摩擦系数。
权利要求1.一种简易摩擦系数测定装置，它包括摩擦单元和与之相连的数据采集单元，其特征在于，摩擦单元包含试件夹具(10)及固定整个装置的支架(7)，支架上设置高度起降器(8)，两支架间设导轨(4)及导轨上的驱动装置(5)，驱动装置下部连接摩擦接触块(12)。
2.根据权利要求I所述的一种简易摩擦系数测定装置，其特征在于，所述的数据采集单元包含受力传导杆(6)，与之相连的受力感应器(3)及电子数据收集分析系统(2)。
3.根据权利要求I所述的一种简易摩擦系数测定装置，其特征在于，所述导轨(4)上距两端一定距离设有提供往复运动方向转换的方向转换器(9)，在驱动装置(5)从正向到逆向运行过程中，方向转换器(9)控制起降摩擦块设备(13)提供摩擦块(12)的升起，从而避免摩擦块(12)在逆向运动时与试件(I)接触而损坏，并设有控制器(11)以控制试验过程中装置随时停动。
专利摘要本实用新型公开了一种简易摩擦系数测定装置，包括摩擦单元和与之相连的数据采集单元，摩擦单元包含试件夹具及固定整个装置的支架，支架上设置高度起降器及方向转换器，两支架间设导轨及导轨上的驱动装置，驱动装置下部连接摩擦接触块，数据采集单元包含受力传导杆、受力感应器及电子数据收集分析系统。本实用新型可应用于盐化物自融雪路面的摩擦系数的测定，主要用于评价在低温环境下水薄膜对路面摩擦系数的影响。
文档编号G01N19/02GK202362235SQ20112053962
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者孙玉齐, 孟建党, 彭磊, 李存健, 郑木莲 申请人:长安大学