Устройство для испытания лыжной мази
Владельцы патента RU 2546500:
Костырев Юрий Павлович (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" (RU)
Изобретение относится к принадлежностям для ухода за лыжами и может быть использовано для испытания и подбора лыжной мази. Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в обеспечении возможности тестирования скользящих поверхностей на более высоких скоростях скольжения по снежной поверхности, например при тестировании скользящих поверхностей высокоскоростных спортивных снарядов, например горных лыж, сноубордов. Устройство для испытания лыжной мази содержит опорное основание, корпус, электродвигатель, электронные средства управления двигателем, узел вертикального линейного перемещения, приводной вал, электронные средства контроля угловой скорости приводного вала, макет лыжи, фиксатор макета лыжи, отличающееся тем, что макет лыжи радиально смещен от оси приводного вала. Макет лыжи установлен на узле радиального перемещения, который закреплен на балке, расположенной на приводном валу с возможностью вращения одновременно с приводным валом. Устройство содержит возвратный вал, расположенный внутри приводного вала соосно с ним, и пружину, один конец которой связан с приводным валом, а второй конец - с возвратным валом, кроме того, на внешнем конце возвратного вала установлено зубчатое колесо, а на узле линейного радиального перемещения установлена зубчатая рейка, при этом зубчатая рейка взаимодействует с зубчатым колесом. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к принадлежностям для ухода за лыжами и может быть использовано для испытания и подбора лыжной мази.
Известно устройство для тестирования лыжной мази, описанное в авторском свидетельстве СССР № 1454488 (приоритет от 06.02.1980 г.), содержащее опорное основание, корпус, сменный макет лыжи, имеющий форму диска, который приводится во вращательное движение пружиной, закручиваемой вручную, с заранее определенным количеством энергии. В корпусе устройства имеется полость для размещения имитационных грузов. Скользящую поверхность сменного макета лыжи покрывают испытуемой мазью, закручивают пружину, затем проводится измерение угла выката диска, величина которого зависит от кинетического коэффициента трения скользящей поверхности диска о снежную поверхность. Индикация результатов испытания осуществляется визуально по механическому прибору. Наилучшая мазь определяется по максимальному углу выката диска методом сравнения.
Недостатком указанного устройства является небольшая скорость движения макета лыжи относительно снежной поверхности, что обусловлено тем, что пружина заводится вручную.
Известно устройство для оценки лыжной мази US №2008163667 (приоритет от 15.02.2005 г.), содержащее опорное основание, корпус, электронные средства управления двигателем, приводной механизм макета лыжи, состоящий из фиксатора макета лыжи и электродвигателя, приводящего во вращательное движение сменный макет лыжи, имеющий форму диска, а также электронные средства контроля угловой скорости привода вала. Диск соединен с валом двигателя приспособлением и вращается с ним одновременно в процессе испытания. Скользящую поверхность диска покрывают испытуемой мазью, при трении диска о снежную поверхность возникает момент нагрузки на валу двигателя. В приборе предусмотрены средства для считывания потребляемой двигателем мощности. По заранее известной зависимости потребляемой мощности двигателя от момента нагрузки на валу измеряется кинетический коэффициент трения мази. Наилучшая мазь определяется по минимальному коэффициенту трения методом сравнения.
Недостатком устройства является невозможность тестирования лыжных мазей на достаточно больших скоростях относительно снежной поверхности, что обусловлено тепловым воздействием вращающегося макета лыжи на снежную поверхность при трении, что ведет к таянию снежной поверхности и искажению результатов тестирования. Тем же фактором обусловлена невозможность тестирования способности лыжной мази к сохранению скользящих свойств при длительной эксплуатации во время прохождения лыжником определенной дистанции.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в расширении функциональных возможностей тестирования лыжных мазей, а именно в тестировании скользящих поверхностей на более высоких скоростях скольжения по снежной поверхности, что необходимо при тестировании скользящих поверхностей высокоскоростных спортивных снарядов, например горных лыж, сноубордов.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности тестирования скользящих поверхностей на более высоких скоростях скольжения, что необходимо при тестировании скользящих поверхностей высокоскоростных спортивных снарядов, например горных лыж, сноубордов. Кроме того, технический результат направлен на обеспечение возможности тестирования способности лыжной мази к сохранению скользящих свойств во время длительной эксплуатации при прохождении лыжником определенной дистанции.
Технический результат изобретения достигается тем, что в устройстве для испытания лыжной мази, состоящем из опорного основания, электродвигателя, узла вертикального линейного перемещения, сменного макета лыжи, корпуса, приводного механизма, содержащего приводной вал и возвратный вал, расположенный внутри приводного вала соосно с ним, макет лыжи радиально смещен относительно оси приводного вала. При этом макет лыжи установлен на узле радиального перемещения, который закреплен на балке, расположенной на приводном валу с возможностью вращения одновременно с приводным валом. Кроме того, устройство содержит пружину, один конец которой связан с приводным валом, а второй конец с возвратным валом, на внешнем конце возвратного вала установлено зубчатое колесо, а на узле линейного радиального перемещения установлена зубчатая рейка, при этом зубчатая рейка взаимодействует с зубчатым колесом. Дополнительно устройство содержит противовес, установленный диаметрально противоположно макету лыжи на втором узле линейного радиального перемещения, установленном на балке, при этом на втором узле линейного радиального перемещения установлена зубчатая рейка, взаимодействующая с зубчатым колесом, расположенным на внешнем конце возвратного вала, диаметрально противоположно зубчатой рейке, установленной на макете лыжи.
Данная особенность конструкции обуславливает движение макета лыжи по спирали (фиг. 5) при тестировании, благодаря чему появляется возможность тестирования лыжной мази на повышенных скоростях скольжения макета лыжи, чем при вращении макета лыжи вокруг своей оси.
На фиг. 1 изображено устройство для испытания лыжной мази, продольный разрез, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - приводной механизм макета лыжи, вид снизу, макет лыжи максимально удален от центра, на фиг.4 - приводной механизм макета лыжи, вид снизу, макет лыжи минимально удален от центра, на фиг.5 - контуры снежной поверхности, обкатываемые макетом лыжи прототипа и предлагаемого устройства.
Устройство для испытания лыжной мази состоит из опорного основания 1, электродвигателя 2, соединительного элемента 3, узла вертикального линейного перемещения 4, сменного макета лыжи 9, корпуса 5, приводного вала 6, предназначенного для передачи вращательного движения. При этом предполагается, что управление электродвигателем 2, контроль угловых скоростей и угла поворота приводного вала 6 осуществляются с помощью электронных устройств. Макет лыжи 9 радиально смещен относительно оси приводного вала 6. Между кинетическим коэффициентом трения лыжной мази и величиной углового ускорения макета лыжи при свободном вращении с естественным торможением о снежную поверхность существует математическая зависимость.
Макет лыжи 9 установлен посредством фиксатора макета лыжи 10 на узле линейного радиального перемещения 11, закрепленном с помощью балки 12 на приводном валу 6.
Для перемещения макета лыжи 9 относительно оси приводного вала 6 устройство содержит возвратный вал 7, соосно размещенный внутри приводного вала 6, пружину 8, один конец которой связан с приводным валом 6, а другой - с возвратным валом 7, зубчатое колесо 13, расположенное на внешнем конце возвратного вала 7, и зубчатую рейку 14.
На балке 12 дополнительно закреплен узел линейного радиального перемещения 17, на котором диаметрально противоположно макету лыжи 9 закреплен противовес 16. Противовес 16 имеет возможность перемещаться симметрично макету лыжи 9 относительно приводного вала 6 с помощью зубчатой рейки 15, зубчатых реек 14 и 15, противовеса 16, узла линейного радиального перемещения 17.
Устройство работает следующим образом. Опорное основание устройства 1 устанавливается на предварительно выровненный участок снежной поверхности. Приводной механизм, состоящий из приводного вала 6 и возвратного вала 7, посредством узла вертикального линейного перемещения 4 опускается вниз до соприкосновения макета лыжи 9 со снежной поверхностью. Возможность вертикального перемещения макета лыжи 9 с сохранением при этом требуемого удельного давления на снежную поверхность обеспечивается фиксатором макета лыжи 10. Электродвигатель, управляемый электронным устройством, разгоняет приводной вал 6 до требуемой угловой скорости. На приводном валу 6 закреплена балка 12, на которой установлены узлы радиального линейного перемещения 11 и 17. На узле радиального линейного перемещения 11 установлен фиксатор макета лыжи 10, на который устанавливается сменный макет лыжи 9. На узле радиального линейного перемещения 17 установлен противовес 16. Под действием центробежной силы макет лыжи 9 и зубчатая рейка 14, закрепленная на узле радиального линейного перемещения 11, посредством узла линейного радиального линейного перемещения 11 смещаются к краю балки 12. Одновременно под действием центробежной силы противовес 16 и зубчатая рейка 15, закрепленная на узле радиального линейного перемещения 17, посредством узла линейного радиального линейного перемещения 17 симметрично оси приводного вала смещаются к противоположному краю балки 12. Наличие противовеса 16 обеспечивает балансировку вращающихся деталей и уменьшает вибрации в процессе измерения. При этом возвратный вал 7 и зубчатое колесо 13, состоящее в зацеплении с зубчатыми рейками 14 и 15 и закрепленное на внешнем конце возвратного вала 7, выполняют соответствующее количество оборотов относительно приводного вала 6. При вращении возвратного вала 7 закручивается пружина 8, один конец которой закреплен на возвратном валу 7, другой - на приводном валу 6. При отключении двигателя макет лыжи 9 продолжает вращаться вместе с приводным механизмом, при этом за счет кинетического трения скользящей поверхности макета лыжи о снежную поверхность происходит его естественное торможение. При уменьшении угловой скорости макета лыжи центробежная сила, за счет которой была закручена пружина 8, уменьшается. Пружина 8 начинает раскручиваться, переводя макет лыжи 9 посредством зубчатого колеса 13 и зубчатой рейки 14 в новое стабильное положение на балке 12 относительно оси вращения приводного вала 6. Таким образом, с потерей скорости макет лыжи смещается к центру оси приводного вала 6. При одновременном вращательном движении и радиальном перемещении движение макета лыжи на снежной поверхности будет происходить по спирали. При перемещении макета лыжи контактировавшая с ним и, соответственно, нагретая снежная поверхность будет остывать, в то время как у прототипа при вращении макета лыжи вокруг своей оси такая возможность отсутствует.
Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается расширение возможностей тестирования лыжных мазей, а именно повышение возможной скорости скольжения макета лыжи при тестировании и дополнительная возможность тестирования лыжной мази на способность сохранения своих характеристик во время длительной эксплуатации при прохождении лыжником определенной дистанции.
1. Устройство для испытания лыжной мази, содержащее опорное основание, корпус, электродвигатель, электронные средства управления двигателем, узел вертикального линейного перемещения, приводной вал, электронные средства контроля угловой скорости приводного вала, макет лыжи, фиксатор макета лыжи, отличающееся тем, что макет лыжи радиально смещен от оси приводного вала.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что макет лыжи установлен на узле радиального перемещения, который закреплен на балке, расположенной на приводном валу с возможностью вращения одновременно с приводным валом.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит возвратный вал, расположенный внутри приводного вала соосно с ним, и пружину, один конец которой связан с приводным валом, а второй конец - с возвратным валом, кроме того, на внешнем конце возвратного вала установлено зубчатое колесо, а на узле линейного радиального перемещения установлена зубчатая рейка, при этом зубчатая рейка взаимодействует с зубчатым колесом.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит противовес, установленный диаметрально противоположно макету лыжи на втором узле линейного радиального перемещения, установленном на балке, при этом на втором узле линейного радиального перемещения установлена зубчатая рейка, взаимодействующая с зубчатым колесом, расположенным на внешнем конце возвратного вала, диаметрально противоположно зубчатой рейке, установленной на макете лыжи.
