ДОРОЖНАЯ РЕЙКА

Полезная модель относится к области дорожного строительства и, в частности, к техническим средствам, предназначенным для контроля и оценки эксплуатационного состояния дорожных покрытий.
Известно устройство для измерения уклонов дорожного покрытия, которое включает измерительную раму, перемещаемую по дорожному полотну, что обеспечивает оценку уклонов по измеряемой разности показаний мерных трубок, размещаемых на раме. Каждая мерная трубка снабжена линейкой для измерения значения уровня жидкости в этих трубках. Одна из мерных трубок сообщена с сосудом, заполненным жидкостью и установленным на раме, а другая - с другим сосудом, установленным рядом с измерительной рамой на штативе [SU 885399].
Известное устройство, включая мерные трубки и сосуды с жидкостью, размещаемые на раме и штативе, является достаточно габаритным, что затрудняет его использование в полевых условиях. Кроме того, определение величины измеряемого уклона по разности показаний мерных трубок не обеспечивает необходимой точности.
Известно также устройство для измерения уклонов дорожного полотна, выполненное в виде дорожной рейки. Рейка представляет собой балку из двутавра с верхней и нижней опорными полками, на первой из которых установлен датчик горизонтального положения рейки, выполненный парным для осуществления контроля за точностью установки рейки. Каждый датчик представляет собой уровень с пузырьковой камерой. Кроме того, рейка выполнена с двумя опорами, расположенными по ее краям, каждая из которых имеет возможность регулирования по высоте [RU 2236497].
В описанном аналоге примененные датчики не дают количественной оценки уклонов дорожного полотна.
В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбрана дорожная рейка, выполненная в виде балки и снабженная устройством для измерения уклонов дорожного полотна. Это устройство включает лимб со шкалой, установленный на вертикальной оси с возможностью вращения, при этом нижняя часть оси представляет собой винт, взаимодействующий с корпусом, несущим уровень с пузырьковой камерой и связанным с балкой с помощью горизонтального шарнира [www.futurum.spb.ru].
Основным недостатком прототипа является недостаточная точность при определении величины угла наклона дорожного полотна, которая выражается в промилле. Причиной этому служит размер лимба, оптимальный диаметр которого позволяет нанести шкалу с минимальным делением в одну промилле. Необходимость иметь точность измерения угла в 0,1-0,2 промилле ведет к непропорциональному увеличения диаметра шкалы, а значит и лимба. Современная практика контроля состояния дорожного полотна в процессе его строительства и эксплуатации требуют увеличения точности определения углов продольного и поперечного уклонов именно до вышеуказанного диапазона.
Таким образом, задачей полезной модели является повышение точности измерения уклонов дорожного полотна при сохранении габаритных размеров устройства в прежних границах.
Поставленная задача осуществляется за счет того, что в дорожной рейке, выполненной в виде балки, снабженной устройством для измерения уклонов, включающем лимб со шкалой, установленный на вертикальной вращающейся оси, нижняя часть которой представляет собой винт, взаимодействующий через гайку с корпусом, несущим уровень с пузырьковой камерой и связанным с балкой с помощью горизонтального шарнира, в устройство введен дополнительный лимб со шкалой, смонтированный на оси ниже основного лимба с возможностью вращения и кинематически связанный с осью посредством зубчатой передачи. Последняя выполнена в виде трехступенчатого цилиндрического редуктора.
Техническая сущность полезной модели заключается в том, что шкала повышенной точности представляет собой сочетание двух шкал, размещенных на двух отдельных лимбах, кинематически связанных между собой.
На прилагаемом к описанию полезной модели графическом материале даны следующие чертежи:
- на фиг. 1 дано схематическое изображение общего вида устройства для измерения уклонов;
- на фиг. 2 дано схематическое изображение зубчатой передачи (вид сверху);
- на фиг. 3 дано 3d - изображение устройства.
Дорожная рейка представляет собой балку 1, на которой размещено устройство 2, предназначенное для измерения поперечных и продольных уклонов, преимущественно, дорог с твердым покрытием. Устройство содержит вертикальную ось 3, смонтированную с верхней стороны балки 1 с возможностью вращения. На верхнем торце оси 3 закреплен основной лимб 4, несущий шкалу 5, отградуированную в единицах и десятых долях промилле. Нижняя часть оси 3, расположенная внутри балки 1, выполнена в виде винта, т.е. снабжена метрической резьбой с шагом в 1 мм. На резьбовой части оси 3 установлена гайка 6, снабженная горизонтальным шарниром 7, с помощью которого гайка 6 связана с корпусом 8, в свою очередь, также с помощью горизонтального шарнира 9 связанного с элементом конструкции балки 1. Расстояние между геометрическими осями обоих шарниров равно 100 мм. В сквозном проеме верхней части балки 1 на корпусе 8 закреплен уровень 10 с пузырьковой камерой 11. На оси 3 ниже лимба 4 установлен дополнительный лимб 12, несущий на цилиндрической образующей поверхности шкалу, отградуированную в десятках промилле. Следует отметить, что лимб 12 установлен на оси 3 с возможностью вращения. Оба лимба кинематически связаны между собой посредством трехступенчатой цилиндрической зубчатой передачи (редуктора) с общим передаточным числом равным 20, равномерно распределенным между тремя ступенями. Отдельные ступени редуктора на чертежах обозначены индексами А, Б и В. Шестерня передачи ступени А жестко связана с осью 3, а ее зубчатое колесо, как шестерня и зубчатое колесо ступени Б и шестерня ступени В, смонтированы на соответствующих валах, размещенных на консоли 13, закрепленной на стойке 14, связанной с балкой 1. Зубчатое колесо ступени В соединено с дополнительным лимбом 12. В качестве указателя нулевого деления на шкале основного лимба 4 используется стрелка 15, закрепленная неподвижно на стойке 14. Аналогичным указателем для шкалы дополнительного лимба служит риска, нанесенная на поверхность балки 1 (на чертежах не показана).
Используют дорожную рейку при измерении уклонов дорожного полотна следующим образом.
В начале каждого измерения оператор вращением лимба 4 выводит нулевые деления обеих шкал на соответствующие указатели. Жесткая кинематическая связь между обоими лимбами делает это возможным. Сопутствующее перемещение гайки 6 обеспечит положение корпуса 8 соответствующее горизонтальному положению уровня 10 и пузырьковой камеры 11. Закончив настройку устройства для измерения уклонов, оператор укладывает рейку на продольный или поперечный участок дорожного полотна, уклон которого должен быть измерен. Наличие уклона будет зафиксировано смещением воздушного пузырька в камере 11. Оператор вращением лимба 4 поворачивает корпус 8 вокруг шарнира 9, а значит и уровень 10, выводя воздушный пузырек к нулевой отметке в камере 11. Достигнув визуально необходимого, результата, оператор снимает данные со шкал обоих лимбов. Например, на дополнительном лимбе 12 указатель на шкале покажет цифру 10, а на шкале основного лимба стрелка 15 укажет на цифру 5,2. Полученные показания соответствуют уклону в 105, 2 промилле.
В ООО «Футурум» изготовлен и испытан в полевых условиях опытный образец дорожной рейки с устройством для измерения уклонов, конструкция которого заявлена в полезной модели. Результаты испытаний подтвердили ожидаемый результат.