УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ НА ИЗНОС ОБРАЗЦОВ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ ПРОКАТЫВАНИЕМ НАГРУЖЕННОГО КОЛЕСА

Полезная модель относится к испытательной технике, в частности к устройствам для проведения ускоренных испытаний на износ образцов дорожного покрытия шипованными шинами, и может применяться в соответствующих областях народного хозяйства. Устройство включает направляющую балку, автомобильное колесо, совершающее возвратно-поступательное движение по плоским испытуемым образцам, привод колеса, системы торможения и управления, механизм поперечного смещения всего устройства по отношению к неподвижному покрытию. Привод колеса осуществляется электродвигателем посредством цепной передачи и регулируемого редуктора. Техническим результатом являются ускоренные испытания на износ образцов асфальтобетонов шипованными шинами, предотвращая движение «шип в шип», повышая точность и стабильность результатов эксперимента.
Известна установка для определения колееобразования асфальтобетонных покрытий прокатыванием нагруженного колеса (Патент на изобретение РФ 2554289, опубл. 27.05.2013 г.). Установка 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. Данная установка является наиболее близкой в техническом плане и выбрана в качестве прототипа.
Однако установка не подходит для ускоренных испытаний шипованных шин ввиду того, что колесо-имитатор не позволяет оценить реальный износ испытуемого покрытия. Также установка обладает низкой скоростью проведения испытаний и отсутствует возможность смещения колеса в поперечном направлении.
Известен способ оценки устойчивости образцов асфальтобетона к износу шипованными шинами и комплект оборудования для его осуществления (Патент на изобретение РФ 2465389, опубл. 01.12.2010 г.). Цилиндрические образцы испытуемого асфальтобетонного покрытия помещают в герметичный барабан шаровой мельницы, в котором свободно размещены стальные шарики, имитирующие шипы шин, а также жидкость, состав которой моделирует состав жидкости в реальных условиях эксплуатации асфальтобетонных покрытий. Потом размещают барабан с его приводом в морозильной камере и устанавливают в ней необходимую температуру для моделирования реальных условий эксплуатации. После этого вращают барабан, в котором при этом шарики ударяют по поверхности испытуемого образца, истирают его, вызывая его износ, по окончании испытаний вынимают образец, промывают его водой и определяют оставшийся объем образца гидростатическим путем.
Недостатком способа является имитация взаимодействия шипованных шин с покрытием с помощью стальных шаров. Отсутствует возможность оценки износа от реального колеса.
Также известен способ измерения и регистрации технико-экономических показателей поверхности покрытия дорожной одежды и функциональный комплекс для его осуществления (варианты) (Патент на изобретение РФ 96657, опубл. 04.03.2010 г.). Стенд состоит из поворотной опоры, расположенной в центре площадки, на опоре установлены четыре трубчатые динамические лопасти длиной 10-16 м. На другом конце каждой динамической лопасти закреплена тележка стенда, представляющая элементы передней подвески и привода колеса легкового автомобиля, аналогичные по конструкции соответствующему узлу автомобиля Chevrolet Niva. Нагрузка на тележку стенда составляет около 600 кг и может изменяться. К колесам трех из четырех тележек подводится крутящий момент, вызывая поворотное движение стенда вокруг центральной опоры. Силовая установка стенда представляет собой насосную станцию высокого давления, приводимую от дизельного двигателя мощностью 200 кВт. Давление от насосной станции с помощью гидравлических двигателей, расположенных в динамических лопастях, преобразуется в крутящий момент на ведущих полуосях тележек стенда. Поверхность площадки стенда может быть выполнена из различных дорожных материалов. Технические возможности стенда позволяют моделировать различные режимы воздействия легкового автомобильного транспорта на дорожное покрытие при скорости движения до 140 км/ч.
К недостаткам стенда можно отнести большую занимаемую площадь. Размещение стенда в уличных условиях, тем самым отсутствует возможность проведения испытаний в лабораторных условиях. Также недостатками являются техническая сложность оборудования, высокая стоимость проведения испытаний. При проведении испытаний на колесо постоянно действует центробежная сила, что не характерно в реальных условиях эксплуатации. Отсутствует возможность смещения траектории движения в поперечном направлении, для предотвращения движения «шип в шип».
Задачей заявляемой полезной модели является определение износа образцов асфальтобетонов шипованными шинами в условиях приближенных к реальным без применения дорогостоящих и сложных операций, обеспечивая высокую степень достоверности полученных данных.
Поставленная задача достигается тем, что полезная модель содержит автомобильное колесо, системы торможения и управления, а также механизм перемещения в поперечном направлении.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема устройства проведения ускоренных испытаний на износ образцов асфальтобетонов шипованными шинами.
Стенд для проведения ускоренных испытаний на износ образцов асфальтобетонов шипованными шинами состоит из автомобильного колеса 1, совершающего возвратно-поступательное движение. Нагрузка колеса осуществляется с помощью равномерно распределенной нагрузки 2, передаваемая посредством направляющей балки 3. Проезд осуществляется за счет цепного привода 4 по испытуемым образцам 5. Механизм 6 предназначен для перемещения всего стенда в поперечном направлении, исключая движение «шип в шип». Движение колеса обеспечивает электродвигатель 7 и система управления 8. Устройство работает следующим образом.
При включении электродвигателя, посредством цепной передачи 4 приводится в движение автомобильное колесо 1 со штатной системой торможения. Проезд осуществляется по испытываемым образцам асфальтобетона 5. При этом колесо 1, находясь в постоянном контакте с поверхностью образцов 5 за счет вертикального усилия, передаваемого от груза 2 через направляющую балку 3, совершает перемещение по поверхности образцов, вызывая их износ. Многократные циклы прокатывания колеса по поверхности образцов, торможение, перемещение стенда в поперечном направлении осуществляется с помощью системы управления 8.
Процесс образования колеи на образце происходит за счет истирающего действия шипованных шин при проезде по покрытию. За счет перемещения стенда в поперечном направлении исключается движение «шип в шип». Благодаря торможению колеса увеличивается интенсивность износа, а также моделируются условия приближенные к реальным. За счет этого повышается точность и достоверность полученных данных.
Таким образом, устройство в лабораторных условиях позволяет имитировать процесс истирания дорожного покрытия шипованным колесом транспортного средства в условиях приближенных к реальным, вызывая его износ с образованием колеи. За счет этого в отличие от прототипа повышается достоверность результатов испытания образца асфальтобетона.