單齒旋轉切削破巖機理試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及截齒破巖機理研究領域，尤其涉及一種單齒旋轉切削破巖機理試 驗裝置。
【背景技術】
[0002] 機械切削破巖由于其效率高，機器靈活已經被廣泛應用于采礦及各地下工程領 域。單齒破巖機理是刀具和破巖機械工作機構設計的基礎，也是機器破巖能力評定及選型 的基礎，因此備受業界關注。
[0003] 文南犬BilginN,DemircinMA,CopurH,BalciC,TuncdemirH,AkcinN.Dominant rockpropertiesaffectingtheperformanceofconicalpicksandthecomparison ofsomeexperimentalandtheoreticalresults.IntJRockMechMinSci2006；43: 139-156.使用的全尺寸直線切削試驗臺，其可以測試截齒在不同安裝參數及定切削厚度下 直線切削時切削力、徑向力等參數，利用此試驗臺，切削力與切削比能耗與各切削參數及巖 石強度的關系得到了深入的研究。其特點是直線切削，但是采掘機械工作機構上截齒破巖 切削的為月牙形狀，并非直線試驗中的定切削厚度，因此這與采掘機械破巖實際情況不相 吻合。文南犬：AbuBakarMZ,GertschLS.Evaluationofsaturationeffectsondrag pickcuttingofabrittlesandstonefromfullscalelinearcuttingtests.Tunn UndergrSpaceTechnol2013;34:124-134.及王春華，丁仁政，李貴軒，鄭連宏·截齒截割 煤體變形破壞過程模擬試驗.煤炭學報，2006; 31 (1): 121-124.中提到試驗臺也都是類似原 理。文南犬KimE，RostamiJ,SwopeC,ColvinS.Studyofconicalbitrotationusing full-scalerotarycuttingexperiments.JMinSci2012;48(4) :717-731.中提到的雖 然是旋轉切削試驗臺，但進給方式與實際情況不盡相同。
[0004] 專利CN201210442183和文獻:劉送永，杜長龍，崔新霞.采煤機滾筒截齒排列試驗 研究.中南大學學報，2009,40(5):1281-1287.提到的試驗設備均為多齒聯合切削，用以研 究采掘機械工作機構性能的試驗設備。專利20 12 1042 182 5. 1、20 13 1034 143 2.4、 201220584454.4以及專利201020578699.7等公開的試驗臺從原理和試驗方法上都無法研 究單個截齒切削月牙形煤巖時切削形成機理、切削力以及徑向力等切削機理相關內容的研 究。 【實用新型內容】
[0005] 針對現有技術存在的上述不足，本實用新型提供了一種單齒旋轉切削破巖機理試 驗裝置，該裝置可以研究不同切削速度、切削厚度、截齒切削角，截齒傾斜角等參數對切削 力、切肩形狀及分布等參數的影響；能更好的深入研究單個截齒切削月牙形煤巖時的切削 機理，從而為采掘機械工作機構的設計提供基礎數據。
[0006] 為了解決上述技術問題，本實用新型采用了如下技術方案：
[0007] 單齒旋轉切削破巖機理試驗裝置，包括數據采集系統、液壓系統、截齒支架總成和 巖樣支架總成；
[0008] 所述數據采集系統包括扭矩轉速角度傳感器、壓力傳感器、數據采集器和計算機； 所述扭矩轉速角度傳感器采集的扭矩信號、轉速信號和截齒位置角度信號輸入數據采集 器，所述壓力傳感器采集的壓力信號輸入數據采集器，所述數據采集器采集的信號輸入計 算機；
[0009] 所述液壓系統包括多路閥、變量栗、油箱、截線距調節油缸、切削厚度調節油缸、旋 轉油缸和驅動電機;所述驅動電機帶動變量栗，所述變量栗通過油管與多路閥連接，所述截 線距調節油缸、切削厚度調節油缸和旋轉油缸分別通過油管與多路閥對應連接；
[0010] 所述截齒支架總成包括支架座、截齒座、截齒、旋轉座、過渡軸I和過渡軸Π;所述 壓力傳感器安裝在截齒座和旋轉座之間;所述旋轉油缸依次通過過渡軸I、扭矩轉速角度傳 感器和過渡軸Π驅動截齒；
[0011] 所述巖樣支架總成包括巖樣盒、巖樣、巖樣滑座、總滑座、底座、刻度尺I和刻度尺 Π;所述巖樣設置在巖樣盒中，所述巖樣盒安裝在巖樣滑座上，所述切削厚度調節油缸的活 塞與巖樣盒連接并可推動巖樣盒在巖樣滑座上水平移動;所述巖樣滑座安裝在總滑座上， 所述總滑座安裝在底座上，所述截線距調節油缸的活塞與巖樣滑座連接并可推動巖樣滑座 在總滑座上水平移動，所述截線距調節油缸的活塞和切削厚度調節油缸的活塞垂直，所述 截線距調節油缸的活塞與過渡軸I的中心線平行;所述刻度尺I固定設置在截線距調節油缸 的活塞的一側并與截線距調節油缸的活塞平行，所述刻度尺Π固定設置在切削厚度調節油 缸的活塞的一側并與切削厚度調節油缸的活塞平行;所述截齒與巖樣對應。
[0012] 本實用新型的技術效果是:截齒在旋轉油缸的帶動下旋轉切削事先預備好的帶有 與截齒旋轉半徑相同的圓形缺口的巖樣;可以通過切削厚度調節油缸預先調整好最大切削 厚度，用調速閥調整旋轉油缸的旋轉速度從而調整切削速度等，其可以研究不同切削速度、 切削厚度、截齒切削角，截齒傾斜角等參數對切削力、切肩形狀及分布等參數的影響；能更 好的深入研究單個截齒切削月牙形煤巖時的切削機理，從而為采掘機械工作機構的設計提 供基礎數據。
【附圖說明】
[0013] 圖1為單齒旋轉切削破巖機理試驗裝置的主視圖；
[0014] 圖2為單齒旋轉切削破巖機理試驗裝置的俯視圖；
[0015] 圖3為數據采集系統的流程圖；
[0016]圖4為液壓系統的結構示意圖。
[0017]附圖中：101-多路閥；102-變量栗；103-油箱；104-截線距調節油缸；105-切 削厚度調節油缸；106-旋轉油缸；107-驅動電機；108-過濾器；109-溢流閥；201-支架 座;202-截齒座;203-截齒;204-壓力傳感器;205-旋轉座;207-過渡軸I;208-扭矩轉 速角度傳感器；209-過渡軸Π;301-巖樣盒；302-巖樣；303-巖樣滑座；304-總滑座； 305-底座;306-刻度尺I;307-刻度尺Π。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細地描述。
[0019]如圖1、2所示，單齒旋轉切削破巖機理試驗裝置包括數據采集系統、液壓系統、截 齒支架總成和巖樣支架總成。
[0020] 數據采集系統的流程如圖3所示，數據采集系統包括扭矩轉速角度傳感器208、壓 力傳感器204、數據采集器和計算機;扭矩轉速角度傳感器208采集的扭矩信號、轉速信號和 截齒位置角度信