单齿旋转切削破岩机理试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及截齿破岩机理研究领域，尤其涉及一种单齿旋转切削破岩机理试 验装置。
【背景技术】
[0002] 机械切削破岩由于其效率高，机器灵活已经被广泛应用于采矿及各地下工程领 域。单齿破岩机理是刀具和破岩机械工作机构设计的基础，也是机器破岩能力评定及选型 的基础，因此备受业界关注。
[0003] 文南犬BilginN,DemircinMA,CopurH,BalciC,TuncdemirH,AkcinN.Dominant rockpropertiesaffectingtheperformanceofconicalpicksandthecomparison ofsomeexperimentalandtheoreticalresults.IntJRockMechMinSci2006；43: 139-156.使用的全尺寸直线切削试验台，其可以测试截齿在不同安装参数及定切削厚度下 直线切削时切削力、径向力等参数，利用此试验台，切削力与切削比能耗与各切削参数及岩 石强度的关系得到了深入的研究。其特点是直线切削，但是采掘机械工作机构上截齿破岩 切削的为月牙形状，并非直线试验中的定切削厚度，因此这与采掘机械破岩实际情况不相 吻合。文南犬：AbuBakarMZ,GertschLS.Evaluationofsaturationeffectsondrag pickcuttingofabrittlesandstonefromfullscalelinearcuttingtests.Tunn UndergrSpaceTechnol2013;34:124-134.及王春华，丁仁政，李贵轩，郑连宏·截齿截割 煤体变形破坏过程模拟试验.煤炭学报，2006; 31 (1): 121-124.中提到试验台也都是类似原 理。文南犬KimE，RostamiJ,SwopeC,ColvinS.Studyofconicalbitrotationusing full-scalerotarycuttingexperiments.JMinSci2012;48(4) :717-731.中提到的虽 然是旋转切削试验台，但进给方式与实际情况不尽相同。
[0004] 专利CN201210442183和文献:刘送永，杜长龙，崔新霞.采煤机滚筒截齿排列试验 研究.中南大学学报，2009,40(5):1281-1287.提到的试验设备均为多齿联合切削，用以研 究采掘机械工作机构性能的试验设备。专利20 12 1042 182 5. 1、20 13 1034 143 2.4、 201220584454.4以及专利201020578699.7等公开的试验台从原理和试验方法上都无法研 究单个截齿切削月牙形煤岩时切削形成机理、切削力以及径向力等切削机理相关内容的研 究。 【实用新型内容】
[0005] 针对现有技术存在的上述不足，本实用新型提供了一种单齿旋转切削破岩机理试 验装置，该装置可以研究不同切削速度、切削厚度、截齿切削角，截齿倾斜角等参数对切削 力、切肩形状及分布等参数的影响；能更好的深入研究单个截齿切削月牙形煤岩时的切削 机理，从而为采掘机械工作机构的设计提供基础数据。
[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
[0007] 单齿旋转切削破岩机理试验装置，包括数据采集系统、液压系统、截齿支架总成和 岩样支架总成；
[0008] 所述数据采集系统包括扭矩转速角度传感器、压力传感器、数据采集器和计算机； 所述扭矩转速角度传感器采集的扭矩信号、转速信号和截齿位置角度信号输入数据采集 器，所述压力传感器采集的压力信号输入数据采集器，所述数据采集器采集的信号输入计 算机；
[0009] 所述液压系统包括多路阀、变量栗、油箱、截线距调节油缸、切削厚度调节油缸、旋 转油缸和驱动电机;所述驱动电机带动变量栗，所述变量栗通过油管与多路阀连接，所述截 线距调节油缸、切削厚度调节油缸和旋转油缸分别通过油管与多路阀对应连接；
[0010] 所述截齿支架总成包括支架座、截齿座、截齿、旋转座、过渡轴I和过渡轴Π;所述 压力传感器安装在截齿座和旋转座之间;所述旋转油缸依次通过过渡轴I、扭矩转速角度传 感器和过渡轴Π驱动截齿；
[0011] 所述岩样支架总成包括岩样盒、岩样、岩样滑座、总滑座、底座、刻度尺I和刻度尺 Π;所述岩样设置在岩样盒中，所述岩样盒安装在岩样滑座上，所述切削厚度调节油缸的活 塞与岩样盒连接并可推动岩样盒在岩样滑座上水平移动;所述岩样滑座安装在总滑座上， 所述总滑座安装在底座上，所述截线距调节油缸的活塞与岩样滑座连接并可推动岩样滑座 在总滑座上水平移动，所述截线距调节油缸的活塞和切削厚度调节油缸的活塞垂直，所述 截线距调节油缸的活塞与过渡轴I的中心线平行;所述刻度尺I固定设置在截线距调节油缸 的活塞的一侧并与截线距调节油缸的活塞平行，所述刻度尺Π固定设置在切削厚度调节油 缸的活塞的一侧并与切削厚度调节油缸的活塞平行;所述截齿与岩样对应。
[0012] 本实用新型的技术效果是:截齿在旋转油缸的带动下旋转切削事先预备好的带有 与截齿旋转半径相同的圆形缺口的岩样;可以通过切削厚度调节油缸预先调整好最大切削 厚度，用调速阀调整旋转油缸的旋转速度从而调整切削速度等，其可以研究不同切削速度、 切削厚度、截齿切削角，截齿倾斜角等参数对切削力、切肩形状及分布等参数的影响；能更 好的深入研究单个截齿切削月牙形煤岩时的切削机理，从而为采掘机械工作机构的设计提 供基础数据。
【附图说明】
[0013] 图1为单齿旋转切削破岩机理试验装置的主视图；
[0014] 图2为单齿旋转切削破岩机理试验装置的俯视图；
[0015] 图3为数据采集系统的流程图；
[0016]图4为液压系统的结构示意图。
[0017]附图中：101-多路阀；102-变量栗；103-油箱；104-截线距调节油缸；105-切 削厚度调节油缸；106-旋转油缸；107-驱动电机；108-过滤器；109-溢流阀；201-支架 座;202-截齿座;203-截齿;204-压力传感器;205-旋转座;207-过渡轴I;208-扭矩转 速角度传感器；209-过渡轴Π;301-岩样盒；302-岩样；303-岩样滑座；304-总滑座； 305-底座;306-刻度尺I;307-刻度尺Π。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细地描述。
[0019]如图1、2所示，单齿旋转切削破岩机理试验装置包括数据采集系统、液压系统、截 齿支架总成和岩样支架总成。
[0020] 数据采集系统的流程如图3所示，数据采集系统包括扭矩转速角度传感器208、压 力传感器204、数据采集器和计算机;扭矩转速角度传感器208采集的扭矩信号、转速信号和 截齿位置角度信