МАШИНА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛЕЕОБРАЗОВАНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ ПРОКАТЫВАНИЕМ НАГРУЖЕННОГО КОЛЕСА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2015 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к машинам для проведения испытаний на устойчивость к колееобразованию дорожных покрытий, и может применяться в соответствующих областях народного хозяйства.

Известна установка для проведения испытаний на колееобразование российско-американской компании «БиЭйВи» (BAV, электронный адрес: www.bavcompany.ru) [1]. Установка состоит из корпуса с испытательной камерой, в которой располагаются для испытания образцы асфальтобетона, привода испытательных колес, осуществляемого с помощью кривошипного механизма от приводного двигателя, направляющих элементов, не допускающих переворачивания колеса при перемещении блоков на роликовых колесах, передней панели установки, выполненной в виде стеклянной откидной крышки, позволяющей устанавливать/изымать образец и наблюдать за процессом испытания. Движение испытательных колес на параллельно установленных образцах происходит «в противоход» друг к другу для уравновешивания возникающих усилий. В центре передней панели установлены сенсорный дисплей и клавиатура. Данная установка дает возможность проводить испытания на двух образцах одновременно. Она является наиболее близкой и выбрана в качестве прототипа.

К недостаткам установки можно отнести большую занимаемую данной установкой площадь. Другим недостатком является наличие дорогостоящего направляющего элемента, который не допускает переворачивания колеса при движении блоков.

Известны также приборы CRT-WTEN1, CRT-WTEN2 и CRT-WTECO для определения сопротивления колееобразованию компании "Cooper TECHNOLOGY)) (электронный адрес http://cooper.co.uk/info/index.asp?page=cooper_research_technology_russia_315#) [2], у которых принцип работы и недостатки сходны с предыдущей установкой [1].

Существует еще тип установок для испытания асфальтобетона на колееобразование, в частности колейная машина DYNA-TRACK модель 77-В3502 итальянской компании «CONTROLS» (электронный адрес: www.controls-group.com) [3] и установка для испытания асфальтобетона на колееобразование УК-1 «ОАО Саратовский научно-производственный центр «РОСДОРТЕХ» [4], особенностью которых является подвижный стол, т.е. возвратно-поступательные движения совершает стол с образцом, а колесо находится в стационарном положении.

Недостатками данных установок помимо большой занимаемой площади являются постоянный громкий стук стола, совершающего возвратно-поступательные движения, громоздкий механизм перемещения стола.

Общим недостатком для всех перечисленных машин является то, что установка образца производится непосредственно под колесо, что является очень трудоемкой задачей, так как вес образца с формой составляет более 18 кг и его необходимо не только поднять на высоту стола, но и, не задевая и не повреждая крепежных механизмов или рельс стола, поместить образец под испытательное колесо. Также недостатком является постоянное нагружение колеса с момента начала испытаний, т.е. исключается возможность установки нулевого усилия на колесо. Одним из недостатков некоторых машин является ручное перемещение грузов для изменения нагрузки, что является не только трудоемким, но и не позволяет изменять нагрузку во время проведения испытаний.

Задачами заявляемого изобретения является уменьшение занимаемой площади, облегчение процесса установки образца на рабочий стол, исключение силы, переворачивающей колесо в процессе работы, что приведет к уменьшению стоимости комплектующих (т.к. не будет необходимости устанавливать дорогостоящие направляющие), возможность установки нулевого усилия на колесо.

Для достижения поставленных задач машина для определения колееобразования асфальтобетонных покрытий прокатыванием нагруженного колеса по первому варианту содержит испытательную термокамеру, размещенный в ней выдвижной стол для образца, который облегчает процесс установки образца. Колесо с приводом и системой нагружения колеса представляет собой маятниково-рычажный механизм, в который вставлено дополнительное подвижное звено, обеспечивающее прямолинейное горизонтальное движение колеса.

Для достижения поставленных задач машина для определения колееобразования асфальтобетонных покрытий прокатыванием нагруженного колеса по второму варианту, кроме описанного выше по первому варианту, содержит подвижное звено - серьгу, соединенную с равноплечим рычагом, нагружение рычага осуществляется пневмоцилиндром, что позволяет обеспечить постоянно-заданное усилие на образец, независимо от неровностей поверхности образца. При окончании испытаний колесо поднимается в крайнее верхнее положение при помощи пневмоцилиндра, что позволяет не использовать дополнительный механизм подъема колеса либо ручной труд. А для постоянного контроля и обеспечения заданного усилия нагружения колеса на испытуемый образец непосредственно под столом для образца установлен силоизмерительный датчик. Система нагружения колеса автоматизирована, что позволяет изменять усилия и в процессе проведения испытаний и исключает ручной труд.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена машина для определения колееобразования асфальтобетонных покрытий прокатыванием нагруженного колеса (вар. 1), на фиг. 2 - то же, по варианту 2.

Машина для определения колееобразования асфальтобетонных покрытий прокатыванием нагруженного колеса по первому варианту содержит основание 1, на котором установлена стойка 2, посредством шарниров 3 и 4 и рычага 5 стойка 2 соединена с маятником 6, на котором установлено испытательное колесо 7. Система нагружения колеса состоит из равноплечего рычага 8, шарнирно установленного на стойке 2 и соединенного с маятником 6. Привод колеса состоит из двигателя 9, кривошипно-шатунного механизма 10, шарнирно соединенного с маятником 6. Термокамера 11, с установленным в ней выдвижным столом 12, образцом 13 и размещенным в ней испытательным колесом 7 находится на основании 1. Блок управления 14 соединен с термокамерой 11 и двигателем 9.

По второму варианту машина для определения колееобразования асфальтобетонных покрытий прокатыванием нагруженного колеса, кроме перечисленных в варианте 1, имеет серьгу 15, шарнирно закрепленную на маятнике 6 и подвижно соединенную с равноплечим рычагом 8, непосредственно под выдвижным столом 12 установлен силоизмерительный датчик 16, а исполнительное устройство усилия представляет собой пневмоцилиндр 17, соединенный с равноплечим рычагом 8 при помощи штока пневмоцилиндра 18. Блок управления 14 соединен с термокамерой 11, двигателем 9, силоизмерительным датчиком 16 и пневмоцилиндром 17.

Заявляемая машина в обоих вариантах исполнения может быть выполнена как для испытания одного образца, так и для двух образцов одновременно.

Заявляемая машина для определения колееобразования асфальтобетонных покрытий прокатыванием нагруженного колеса согласно первому варианту ее выполнения работает следующим образом: на выдвижной стол 12 устанавливается контейнер с образцом 13 и задвигается в термокамеру 11 под колесо 7. Задается требуемое усилие на колесо 7 при помощи равноплечего рычага 8 и маятника 6. Перемещение колеса 7 производится с помощью кривошипно-шатунного механизма 10 и двигателя 9. Для обеспечения прямолинейно-горизонтального движения используется рычаг 5, с помощью которого изменяется положение точки вращения маятника.

По второму варианту работа машины заключается в том, что блоком управления 14 и пневмоцилиндром 17 через шток пневмоцилиндра 18 равноплечим рычагом 8 и маятником 6 в начале испытания задается нулевое усилие на колесо 7 для обеспечения прокатывания колеса без предварительной нагрузки. После обеспечения предварительного прокатывания на колесо 7 при помощи пневмоцилиндра 17 задается требуемое усилие нагружения. При перемещении колеса 7 по поверхности образца 13 равноплечий рычаг 8 остается неподвижным за счет подвижной серьги 15, которая шарнирно закреплена на маятнике 6 и равноплечем рычаге 8. При этом перемещение штока пневмоцилиндра 18 отсутствует, что экономит энергозатраты на поддержание заданной нагрузки. В ходе испытания колесо 7 создает давление на образец 13, который через выдвижной стол 12 давит на силоизмерительный датчик 16, который в свою очередь передает данные о фактическом усилии блоку управления 14. Блок управления 14 контролирует и регулирует заданное усилие давления на образец 13.

Данная машина для определения колееобразования асфальтобетонных покрытий прокатыванием нагруженного колеса может изготавливаться в промышленных масштабах и найдет применение в испытательных лабораториях.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к машинам для проведения испытаний на устойчивость к колееобразованию дорожных покрытий, и может применяться в соответствующих областях народного хозяйства. Машина содержит испытательную термокамеру с размещенным в ней столом для образца, на котором устанавливается форма с испытываемым образцом, испытательное колесо, совершающее возвратно-поступательное движение, привод колеса, систему нагружения колеса, систему управления. Привод и система нагружения колеса представляет собой маятниково-рычажный механизм, в который вставлено дополнительное подвижное звено, обеспечивающее прямолинейное горизонтальное движение колеса, либо привод и система нагружения колеса представляют собой маятниково-рычажный механизм, который состоит из равноплечего рычага, соединенного с маятником через дополнительное подвижное звено, обеспечивающее прямолинейное движение колеса - серьгу и исполнительного устройства усилия - пневмоцилиндра, а стол оборудован силоизмерительным датчиком. Технический результат: уменьшение занимаемой площади, облегчение процесса установки образца на рабочий стол, исключение силы, переворачивающей колесо в процессе работы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Машина для определения колееобразования асфальтобетонных покрытий прокатыванием нагруженного колеса, содержащая испытательную термокамеру с размещенным в ней столом для образца, на котором устанавливается форма с испытываемым образцом, испытательное колесо, совершающее возвратно-поступательное движение, привод колеса, систему нагружения колеса, систему управления, отличающаяся тем, что привод и система нагружения колеса представляют собой маятниково-рычажный механизм, в который вставлено дополнительное подвижное звено, обеспечивающее прямолинейное горизонтальное движение колеса.

2. Машина для определения колееобразования асфальтобетонных покрытий прокатыванием нагруженного колеса, содержащая испытательную термокамеру с размещенным в ней столом для образца, на котором устанавливается форма с испытываемым образцом, испытательное колесо, совершающее возвратно-поступательное движение, привод колеса, систему нагружения колеса, систему управления, отличающаяся тем, что привод и система нагружения колеса представляют собой маятниково-рычажный механизм, который состоит из равноплечего рычага, соединенного с маятником через дополнительное подвижное звено, обеспечивающее прямолинейное движение колеса - серьгу и исполнительного устройства усилия - пневмоцилиндра, а стол оборудован силоизмерительным датчиком.