[發(fā)明專利]一種光電式摩擦系數(shù)測定儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910171885.0
• 申請日: 2009-09-16
• 公開（公告）號: CN101666738A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹東偉;唐國奇;劉清泉
• 申請（專利權(quán)）人: 交通部公路科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種摩擦系數(shù)測定儀，尤其涉及擺式摩擦系數(shù) 測定儀。

背景技術(shù)

隨著交通運輸事業(yè)的發(fā)展，公路、城市道路及機場跑道等 路面的防滑問題，已引起有關(guān)部門的普遍重視。現(xiàn)在市面上有 各種對道路摩擦系數(shù)進行測定的儀器，利用這些摩擦系數(shù)測定 儀對典型路面摩擦系數(shù)進行測定的結(jié)果，可作為路面性能評估 和優(yōu)化輪胎配方的依據(jù)之一。例如圖2中所示的BM-II型擺式摩 擦系數(shù)測定儀就是一種典型的測量儀器，其屬于動力擺沖擊型 儀器，可在室內(nèi)檢測路面材料表面摩擦系數(shù)，也可用于檢測野 外檢測局部路面范圍的抗滑性能。如圖2所示，摩擦系數(shù)測定 儀10具有：主體支架、擺、度盤40、試件固定器50。主體支架 包括底座21和固定于該底座21上的立柱22。該立柱22分為上下 兩段，其中上段部分的橫截面略大于下段部分，并以可相對滑 動的方式嵌套于下段部分中，通過調(diào)節(jié)該上段部分嵌套在下段 部分中的程度，來調(diào)節(jié)主體支架的整體高度。在調(diào)整好主體支 架的整體高度后，通過立柱22上所設(shè)的升降調(diào)節(jié)螺絲23將立柱 22的上下兩段之間卡緊，從而進行定位。在立柱22頂端設(shè)置有 沿水平方向延伸的支承軸24，該支承軸24的基端固定在立柱22 頂端。擺包括擺臂31和擺錘32，擺臂31的一端以可相對于支承 軸24轉(zhuǎn)動的方式由其支承。在擺臂31上的比擺中心稍遠離端部 的位置設(shè)置有抵接部。擺錘32固定于擺臂31的另一端，在擺錘 32的下部裝嵌有滑溜塊33，在該滑溜塊33與擺錘32之間裝有例 如彈簧等彈性構(gòu)件，滑溜塊33外表面受到外界壓力時，可克服 彈性構(gòu)件的彈力而向擺錘32內(nèi)位移。度盤40呈扇形，將其以其 扇形圓心部與上述支承軸24同心的狀態(tài)固定在立柱22頂端，指 針41基端以可相對于上述支承軸24轉(zhuǎn)動的方式被支承于上述 支承軸24上，該指針41上具有被抵接部，相對于上述擺臂31 上的抵接部而言，該被抵接部位于其圖2中所示的順時針方向 一側(cè)，并可與該抵接部抵接。在利用該BM-II型擺式摩擦系數(shù) 測定儀進行測量時，首先將試件固定器50固定在立柱22基端附 近，使擺錘32位于最低點時正處于該試件固定器50的正上方， 然后將待測試件固定在試件固定器50上，調(diào)節(jié)立柱22的伸縮 量，以使主體支架的總體高度達到預(yù)期高度。然后使擺的擺錘 32從設(shè)定高度自由下擺，擺錘32上的滑溜塊33同待測試件的表 面接觸時經(jīng)由彈性構(gòu)件略向擺錘32內(nèi)部位移，擺錘32經(jīng)過待測 試件的表面后繼續(xù)向前擺起，此時，擺臂31上的抵接部與指針 41上的被抵接部相抵接，將指針41帶起。當(dāng)擺向前擺動到最大 高度時，指針41停留在度盤40的某一刻度上。由于滑溜塊33 同待測試件之間的摩擦?xí)p耗部分能量，所以擺錘32只能回擺 到比上述設(shè)定高度低的一定高度，待測試件表面摩擦力越大， 擺錘32經(jīng)過待測試件表面后能夠擺起的高度越小。擺的重力勢 能損失就等于滑溜塊33滑過實驗表面時克服摩擦所做的功。根 據(jù)指針的指向和擺臂31的長度可算出回擺高度，由此可評定試 驗表面的摩擦力。該擺式摩擦系數(shù)測定儀的主要技術(shù)規(guī)格為：

擺動的力矩：615000g·mm；

滑溜塊(擺)對路面的正向靜壓力N：(22.2±0.5)N；

滑溜塊變形量：(4±0.1)mm

擺錘自傾斜5°處自由放下到擺動停止的次數(shù)≥70；

滑溜塊外邊緣距擺中心距離：508mm；

擺錘質(zhì)量M：(1500±30)g

擺中心至擺錘重心距離：(410±5)mm

滑溜塊規(guī)格：(76.2±0.1)mm·(25.4±0.1)mm·(6.35±0.01) mm

將測得的擺錘前后高度差ΔH、摩擦行程長度S(調(diào)定)、當(dāng)?shù)? 重力加速度g以及以上技術(shù)規(guī)格中的相關(guān)項代入算式“MgΔH＝ μNS”中，即可計算出實驗表面的摩擦系數(shù)μ。

然而，使用這種擺式摩擦系數(shù)測定儀進行測量時，卻會因為 下面原因造成誤差：1)由于摩擦長度采用的是擺動前的靜態(tài) 標(biāo)定，滑溜塊擺動過程中與被測物的實際滑動長度不準(zhǔn)確；2) 滑溜塊對路面的正向壓力采用的是靜態(tài)標(biāo)定最大值，無法實現(xiàn) 在測試過程中的動態(tài)測試，與實際擺動過程中的實時變化壓力 存在偏差；3)人為讀數(shù)而造成的誤差。因此所測路面的摩擦 系數(shù)精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上情況，本發(fā)明提供一種光電式摩擦系數(shù)測定儀， 其能夠準(zhǔn)確、高精度地測量出所測路面或具有平整表面的材料 的摩擦系數(shù)。