CN206960330U - 复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，包括用于装载渣土的渣土箱、用于计算等效摩擦系数的数据处理模块和用于测定供数据处理模块计算等效摩擦系数所需要的参数的测定部件，测定部件设置有用于与处于渣土箱中的渣土进行转动摩擦的刀盘、用于对测定部件施加正应力的加载千斤顶、用于测量加载千斤顶所施加的正应力的应力测量器和用于测量刀盘与渣土面之间的摩擦扭矩的扭矩测量部件，应力测量器和扭矩测量部件分别与数据处理模块相连接。本实用新型的等效摩擦系数测定装置能够准确测定刀盘与开挖面之间的等效摩擦系数，从而能够满足复合地层的盾构施工的需求。

Description

复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数的测定装置。

背景技术

地下隧道盾构施工时，刀盘扭矩是一个重要的控制参数，但由于实际的施工环境复杂，在工程实践中往往采用经验公式的方式估算刀盘扭矩。但对于复合地层的盾构施工中，这种经验公式的计算精度已经不能满足实际的施工需求，为更好地服务于工程需求，迫切需要一种能够准确测定刀盘与开挖面间等效摩擦系数的测定装置。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，能够准确测定刀盘与开挖面之间的等效摩擦系数，从而能够满足复合地层的盾构施工的需求。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，包括用于装载渣土的渣土箱、用于计算等效摩擦系数的数据处理模块和用于测定供数据处理模块计算等效摩擦系数所需要的参数的测定部件，测定部件设置有用于与处于渣土箱中的渣土进行转动摩擦的刀盘、用于对测定部件施加正应力的加载千斤顶、用于测量加载千斤顶所施加的正应力的应力测量器和用于测量刀盘与渣土面之间的摩擦扭矩的扭矩测量部件，应力测量器和扭矩测量部件分别与数据处理模块相连接。

进一步，测定部件还设置有用于驱动刀盘进行转动的动力部件，动力部件通过驱动轴与刀盘相连接。

进一步，驱动轴包括轴体、用于与动力部件相连接的动力连接端和用于与刀盘相连接的连接法兰，轴体之上设置有用于安装扭矩测量部件的安装槽，加载千斤顶对驱动轴中的动力连接端和安装槽之间的位置施加正应力。

进一步，还包括用于支撑渣土箱和测定部件的载荷架，驱动轴穿过载荷架并能进行转动。

优选的，动力部件为变速电机。

优选的，扭矩测量部件为扭矩传感器。

本实用新型的有益效果是：复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，渣土箱能够装载被挖开的渣土，使得刀盘能够对渣土进行转动摩擦，从而为测定刀盘与开挖面之间的等效摩擦系数提供必要的前提条件；加载千斤顶能够对测定部件施加正应力，而应力测量器则能够检测由加载千斤顶所施加的正应力的值，从而为测定等效摩擦系数提供了必要的正应力参数；扭矩测量部件能够测量刀盘3与渣土面之间的摩擦扭矩，从而为测定等效摩擦系数提供了必要的摩擦扭矩参数；数据处理模块能够根据刀盘的直径、加载千斤顶对测定部件施加的正应力和由扭矩测量部件检测得到的摩擦扭矩，从而准确计算得到刀盘与开挖面之间的等效摩擦系数，从而能够满足复合地层的盾构施工的需求。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的等效摩擦系数测定装置的示意图；

图2是驱动轴的示意图。

具体实施方式

参照图1-图2，本实用新型的复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，包括用于装载渣土的渣土箱1、用于计算等效摩擦系数的数据处理模块和用于测定供数据处理模块计算等效摩擦系数所需要的参数的测定部件2，测定部件2设置有用于与处于渣土箱1中的渣土进行转动摩擦的刀盘3、用于对测定部件2施加正应力的加载千斤顶4、用于测量加载千斤顶4所施加的正应力的应力测量器和用于测量刀盘3与渣土面之间的摩擦扭矩的扭矩测量部件6，应力测量器和扭矩测量部件6分别与数据处理模块相连接。具体地，在本实用新型的复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置中，渣土箱1能够装载被挖开的渣土，使得刀盘3能够对渣土进行转动摩擦，从而为测定刀盘3与开挖面之间的等效摩擦系数提供必要的前提条件；加载千斤顶4能够对测定部件2施加正应力，而应力测量器则能够检测由加载千斤顶4所施加的正应力的值，从而为测定等效摩擦系数提供了必要的正应力参数；扭矩测量部件6能够测量刀盘33与渣土面之间的摩擦扭矩，从而为测定等效摩擦系数提供了必要的摩擦扭矩参数；数据处理模块能够根据刀盘3的直径、加载千斤顶4对测定部件2施加的正应力和由扭矩测量部件6检测得到的摩擦扭矩，从而准确计算得到刀盘3与开挖面之间的等效摩擦系数。因此，使用本实用新型的复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，能够准确测定出刀盘3与开挖面之间的等效摩擦系数，从而能够满足复合地层的盾构施工的需求。

其中，参照图1-图2，测定部件2还设置有用于驱动刀盘3进行转动的动力部件7，动力部件7通过驱动轴8与刀盘3相连接，具体地，动力部件7为变速电机，变速电机进行转动时，其转轴带动驱动轴8进行转动，而驱动轴8则带动刀盘3对渣土进行转动摩擦。

其中，参照图1-图2，驱动轴8包括轴体、用于与动力部件7相连接的动力连接端和用于与刀盘3相连接的连接法兰81，轴体之上设置有用于安装扭矩测量部件6的安装槽，加载千斤顶4对驱动轴8中的动力连接端和安装槽之间的位置施加正应力。具体地，驱动轴8通过连接法兰81与刀盘3相连接，因此当驱动轴8进行转动时，刀盘3能够随之同步进行转动，并且不会出现刀盘3脱落的问题，从而保证了对等效摩擦系数的稳定测量。扭矩测量部件6为扭矩传感器，而扭矩传感器安装于驱动轴8中的安装槽之上，因此当驱动轴8时，扭矩传感器能够实时准确地检测出驱动轴8的摩擦扭矩，从而为对等效摩擦系数的测量提供必要的参数。此外，驱动轴8带动刀盘3与渣土进行转动摩擦时，加载千斤顶4需要对驱动轴8施加正应力，而应力测量器能够检测出由加载千斤顶4对驱动轴8所施加的正应力的值，从而也为对等效摩擦系数的测量提供必要的参数。

具体地，参照图1，本实用新型的复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，还包括用于支撑渣土箱1和测定部件2的载荷架9，驱动轴8穿过载荷架9并能进行转动，因此，载荷架9能够在刀盘3与渣土进行转动摩擦时保持整个等效摩擦系数测定装置的稳定性，从而使得对等效摩擦系数的测量能够有效进行。

在刀盘3与渣土进行转动摩擦时，数据处理模块能够准确测量出加载千斤顶4对驱动轴8施加的正应力和驱动轴8转动时由刀盘3与渣土之间产生的摩擦扭矩。由于等效摩擦系数分别与正应力和刀盘3的直径的三次方值成反比，并且等效摩擦系数与摩擦扭矩成正比，因此，结合刀盘3的直径、加载千斤顶4对驱动轴8施加的正应力和刀盘3与渣土之间产生的摩擦扭矩，即可计算出刀盘3与开挖面之间的等效摩擦系数，从而能够利用该等效摩擦系数满足复合地层的盾构施工的需求。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，其特征在于：包括用于装载渣土的渣土箱(1)、用于计算等效摩擦系数的数据处理模块和用于测定供所述数据处理模块计算等效摩擦系数所需要的参数的测定部件(2)，所述测定部件(2)设置有用于与处于所述渣土箱(1)中的渣土进行转动摩擦的刀盘(3)、用于对所述测定部件(2)施加正应力的加载千斤顶(4)、用于测量所述加载千斤顶(4)所施加的正应力的应力测量器和用于测量所述刀盘(3)与渣土面之间的摩擦扭矩的扭矩测量部件(6)，所述应力测量器和扭矩测量部件(6)分别与所述数据处理模块相连接。

2.根据权利要求1所述的复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，其特征在于：所述测定部件(2)还设置有用于驱动所述刀盘(3)进行转动的动力部件(7)，所述动力部件(7)通过驱动轴(8)与所述刀盘(3)相连接。

3.根据权利要求2所述的复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，其特征在于：所述驱动轴(8)包括轴体、用于与所述动力部件(7)相连接的动力连接端和用于与所述刀盘(3)相连接的连接法兰(81)，所述轴体之上设置有用于安装所述扭矩测量部件(6)的安装槽，所述加载千斤顶(4)对所述驱动轴(8)中的所述动力连接端和安装槽之间的位置施加正应力。

4.根据权利要求3所述的复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，其特征在于：还包括用于支撑所述渣土箱(1)和测定部件(2)的载荷架(9)，所述驱动轴(8)穿过所述载荷架(9)并能进行转动。

5.根据权利要求3所述的复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，其特征在于：所述动力部件(7)为变速电机。

6.根据权利要求3所述的复合地层刀盘与开挖面间等效摩擦系数测定装置，其特征在于：所述扭矩测量部件(6)为扭矩传感器。