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1、最大转矩 （kNm）进给提升力 （kN ） 矩形外钻杆规格 （长宽 ） （mmmm） 纵向单步行程 （m ）横向单步行程 （m ） 接地比压 （MPa） 工作压力 （MPa）灰罐容量 （m3） 电机功率 （kW） 主电机 空压机电机液压泵电机 发送器电机 提升加压调速电机 整机质量 （kg）29.25 108.51251251.20.50.04181.3新型桩机的应用情况改造后的新型桩机实现了双向钻进与搅拌， 提 高了成桩速度与成桩质量， 改善了灌注桩的承载能 力。施工过程中， 无废弃土和泥浆的排放， 无振动和 噪声污染。钻头部分设计合理， 拆卸方便， 便于工地 施工和维修。新型桩机经过不断的
2、试验和完善， 技术基本成 熟， 到目前为止， 已经有两台新式桩机分别在汉宜铁路的潜江工地和汕头工地试桩成功。改进的新桩 机不但可以喷粉和喷浆， 还可以与水泥砂浆泵配合 使用， 喷注水泥砂浆。与改造前相比， 新型桩机具有 加固成本更低， 桩身质量更好， 施工速度更快， 适用 范围更广泛的优点。通信地址：湖北武汉市徐东大街 45 号 中铁科工集团有限445 137.5 1.5 1114 000 公司 （430066）（收稿日期： 2009-06-10 ）一种新型路面摩擦系数测试仪郁录平， 张翠， 郜峰， 李明垒（长安大学 ） 摘 要： 车辆轮胎与所行驶路面之间的摩擦系数对车辆正常、 安全地行驶非常
3、重要。介绍了一种新型路面摩擦系数测试仪， 其优点是： 仪器体积小， 操作简单， 省时省力， 可测试 多个滑移率下的摩擦系数， 适用于各种构造路面， 测试精度高， 性能稳定。关键词： 摩擦系数； 测试仪； 路面； 车辆车辆轮胎与 所行驶路面 之间的摩擦 系数是保证车辆正常行驶、 安全行驶的一个重要指标。目前 常见的摩擦系数测量方法大致有两种： 一种是在测 试车辆上安装传感器，测试车辆在路面上行驶时，就可以测得摩擦系数等参数。这种测试方法的测试 工况与实际情况一致， 但测试费用高。如在德、 法等 欧洲国家被广泛使用的制动力系数测试仪就属 于这一种， 其特点是能在较宽速度范围内测试部分路 段的平均摩
4、擦系数， 测试结果比较符合车辆实际刹 车时的情况， 一般只适合于短距离或特殊路段的使 用。另一种是路面摩擦系数的测试设备。其中英国研制的摆式摩擦系数测试仪在全世界许多国家 被 广泛使用， 其特点是便于携带， 操作简单， 但只能在 单点采样条件下测定一种速度下的摩擦系数， 且对 粗构造路面不适用， 要靠人工选点， 随机性大， 检测精度较低， 费时费力。长安大学开 发了一种新 型路面摩擦 系数测试 仪， 该仪器体积小， 操作简单， 省时省力， 可测试多 个滑移率下的摩擦系数，适用于各种构造路面， 测 试精度高， 性能稳定。1基本结构组成图 1 为本产品的整体结构示意图。在底板 9 上安装有后轴，两
5、个后轮 7 固定在后轴上，前立柱 1上端与机架 5 铰接，下端的轴承座里安装有前轴， 前轮17 与前轴固定在一起。在塔形链轮 13 与后轴 8 之间采用导向平键联接。 在塔形链轮与后轴之间， 还布置有定位机构，可以实现塔形链轮在后轴上 3 个位置准确定位。其中每一个位置都保证塔形链轮 上的 1 个分链轮与前链轮 15 对正，由于塔形链轮作者简介： 郁录平 （1957 ） ， 男， 陕西人， 硕士， 研究方向： 工程机械产品设计。 16 1. 前立柱 2. 链条张紧机构 3. 记录仪器箱 4. 扶手5. 机架 6. 后轴承座 7. 后轮 8. 后轴 9. 底板 10. 速度传感器 11. 扶手轴
6、承 12. 记录开关 13. 塔形链 轮 14. 链条 15. 前链轮 16. 保险杠 17. 前轮图 1 路面摩擦系数测试仪结构简图图 2 路面摩擦系数测试仪信号采集与处理框图工程机械第 40 卷 2009 年 10 月Products and Structures当操作人员 通过扶手 4 推 动该仪器在 被测路 面上行走时，后轮 7 通过后轴 8 驱动塔形链轮 13转动， 由于前链轮 15 与塔形链轮 13 之间采用链条14 连接，在定位机构使前链轮与前轴固定的条件 下， 前后轮的速度将不相同， 其速比由链条两端的 链轮齿数来确定。设计时保证后轮 7 的负荷明显大 于前轮的负荷，这样可以认
7、为后轮在 地面上不打滑， 仅前轮在地面上打滑。在前后轮直径相等的条 件下， 前轮的滑移率可以按下式计算：s=1- Z2（1 ）Z1式中：s 为滑移率； Z1 为前链轮的齿数； Z2 为参与传 动的塔形链轮的齿数。前轴上装有转矩传感器， 当前轮与路面之间打 滑时， 产生的摩擦力使前轴承受转矩， 转矩传感器 感应后将信号送入记录仪器箱 3，由记录仪器箱中 的微处理器按下式计算摩擦系数：Mf=（2 ）RP 式中： f 为摩擦系数； M 为前轴的转矩； R 为前轮的半径； P 为前轮对地面的荷载。对本设备而言，R、P 可 以视为一个常量， 在标定时确定。上的 3 个分链轮的齿数不同，使测试仪 能够获得
8、 、 、 挡的滑移率。在前链轮 15 与前轴之间布 置有定位机构， 可以实现前链轮与前轴固定， 也可 以实现前链轮在前轴上空转。在前轴与前轴承座之间也布置有定位机构， 可以实现前轴在前轴承座里 自由转动， 也可以实现前轴固定。电路原理图 2 为新型路 面摩擦系数 测试仪的信 号采集 与处理框图。转矩传感器的信号经过记录开关进入 仪器箱， 经过放大器后进行 A/D 转换， 送入微处理 器； 速度传感器的信号进入仪器箱后， 经过转换器 送入微处理器。微处理器将数据处理结果实时地显 示在显示板上， 同时存入存储器中。用户需要时， 可 通过 USB 数据接口传送到需要的设备中。4主要技术参数整机重量
9、（N ） 测试轮负荷 （N ） 测试滑移率 （% ）挡 挡 挡 全滑转持续记录时间 （h ） 电源电压 （V ）2600 2001020301004824 外形尺寸 （长宽高， 不含手柄 ） （mmmmmm）1 000600700路面摩擦系数的测试方法及测试结果测试前，松开链条张紧机构 2，移动塔形链轮13 到需要的挡位， 搭上链条并将其张紧。打开电源 （下转第 22 页 ）53工作原理 17 图 3 两种仪器测试数据关系图工程机械Test and Research第 40 卷 2009 年 10 月Milano. 2001： 412- 419.29 NO Sundin. Prediction
10、 Model for Full Face Boring of Tun nels，Report 1991： 8LC / University of Luea .30 PP Nelson，YA AI- Jalil，PE Laughton. Tunnel Boring Ma chine Project Data Bases and Construction Simulation C/Geotechnincal Engineering Report GR94- 4,1994.Uni versity of Texas at Austin.31 MA Grima，PA Brines，PNW Verhoef
11、. Modeling TunnelBoring Machine Performance by Neuro- Fuzzy MethodsJ, Tunnelling and Underground Space Technology，2000,15 （3 ） :259- 270.32 K Thuro， R j Plinninger, Bohren, et al . K觟nnen die geologischen Faktoren der Gebirgsl觟sung quantifiziert werden? C/50th Salzbrurger Geomechanik Kolloquium,Fels
12、bau. 2001.通信地址： 北京海淀区育新花园 64 号 1304 （100096 ）（收稿日期： 2009- 05- 20）prediction J. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences，2007 (44):238- 246.23 Z X Zhang， S Q Kou， X X Tan， et al. Laboratory Calibration and In- situ Measurements J. Rock Mechanics and RockEngineering，2003，36(1):39- 61.
13、24 Z X Zhang， S Q Kou， X X Tan， et al. Characteristics of Cutter Forecs and Examination of Cracks Generated J. Rock Mechanics and Rock Engineering，2003，36（1）:63- 83. 25 张照煌. 全断面岩石掘进机盘形滚刀寿命管 理 理 论 及技术研究D. 北京： 华北电力大学， 2008.26 张照煌,李福田. 全断面隧道掘进机施工 技 术 M. 北 京： 中国水利水电出版社， 2006.27 Barton N. TBM Tunnelling
14、in Jointed and Faulted RockM. Rotterdam:Balkema，2000.28 Park C W， Park C， Synn J H， et al. TBM Penetration Rate with Rock Mass Properties in Hard RockC /ProceedingsAITES- ITA 2001 World Tunnel Congress Volume .!（上接第 17 页 ）开关， 推动该设备在被测路段行走， 从显示板上观察行驶速度， 待速度稳定在预定速度范围后， 按下手柄 上的记录控制开关， 摩擦系数数据开始采集并记录， 测试
15、结束时， 关闭记录开关。当需要测试 100%滑移率时， 分离前链轮 15 与 前轴之间的定位机构， 使前链轮在前轴上空转； 结合 前轴与前轴承座之间的定位机构， 实现前轮不转动。 然后进行测试。按照道路摩擦系数测试方法， 选取 14 种不同的 路面，利用目前国内常用的连续式摩擦系数测试车 和新研制的路面摩擦系数测试仪同时进行测试， 测试结果见表 1，其中 x 表示连续式摩擦系数测试车 测试值， y 表示新型摩擦系数测试仪测试值。 图 3 为对应于 表 1 的两种设 备测试数据 关 系 图， 由图 3 可以看出， 数据点基本集中于 45斜线附 近， 说明两种设备的测试结果是一致的。经试验证明，新型路面摩擦系数测试仪的测试 性能优于摆式摩擦系数测试仪。该仪器现已申请国 家专利， 并已小批量生产。通信地址： 陕西省西安市南二环中段 长安大学校本部北院表 1新型路面摩擦系数测试仪与连续式摩擦系数测试 车的测试结果比较321 信箱 （710064）（收稿日期： 2009-05-14 ） 2
