[发明专利]单齿旋转切削破岩机理试验方法

权利要求书

1.单齿旋转切削破岩机理试验方法，其特征在于，在该方法中采用了一种单齿旋转切削破岩机理试验装置，所述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；

所述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；所述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；

所述液压系统包括多路阀(101)、变量泵(102)、油箱(103)、截线距调节油缸(104)、切削厚度调节油缸(105)、旋转油缸(106)、过滤器(108)和驱动电机(107)；所述驱动电机(107)带动变量泵(102)，所述变量泵(102)通过油管与多路阀(101)连接，所述截线距调节油缸(104)、切削厚度调节油缸(105)和旋转油缸(106)分别通过油管与多路阀(101)对应连接；所述变量泵(102)与油箱(103)连接的管路上设置过滤器(108)；

所述截齿支架总成包括支架座(201)、截齿座(202)、截齿(203)、旋转座(205)、过渡轴Ⅰ(207)和过渡轴Ⅱ(209)；所述压力传感器(204)安装在截齿座(202)和旋转座(205)之间；所述旋转油缸(106)依次通过过渡轴Ⅰ(207)、扭矩转速角度传感器(208)和过渡轴Ⅱ(209)驱动截齿(203)；

所述岩样支架总成包括岩样盒(301)、岩样(302)、岩样滑座(303)、总滑座(304)、底座(305)、刻度尺Ⅰ(306)和刻度尺Ⅱ(307)；所述岩样(302)设置在岩样盒(301)中，所述岩样盒(301)安装在岩样滑座(303)上，所述切削厚度调节油缸(105)的活塞与岩样盒(301)连接并可推动岩样盒(301)在岩样滑座(303)上水平移动；所述岩样滑座(303)安装在总滑座(304)上，所述总滑座(304)安装在底座(305)上，所述截线距调节油缸(104)的活塞与岩样滑座(303)连接并可推动岩样滑座(303)在总滑座(304)上水平移动，所述截线距调节油缸(104)的活塞和切削厚度调节油缸(105)的活塞垂直，所述截线距调节油缸(104)的活塞与过渡轴Ⅰ(207)的中心线平行；所述刻度尺Ⅰ(306)固定设置在截线距调节油缸(104)的活塞的一侧并与截线距调节油缸(104)的活塞平行，所述刻度尺Ⅱ(307)固定设置在切削厚度调节油缸(105)的活塞的一侧并与切削厚度调节油缸(105)的活塞平行；所述截齿(203)与岩样(302)对应；

该方法包括如下步骤：

1)根据截齿(203)的型号及尺寸确定其旋转半径r，并根据截齿(203)的旋转半径制作岩样(302)并安装在岩样盒(301)中；

2)根据扭矩转速角度传感器(208)输出的截齿转速n，调整变量泵(102)到设定转速，并根据公式v＝2πnr确定截齿切削速度v；

3)调整切削厚度调节油缸(105)，并借助刻度尺Ⅱ(307)确定最大切削厚度h_max，由扭矩转速角度传感器(208)确定截齿瞬时位置根据公式得到瞬时切削厚度；

4)操纵多路阀(101)进行一次完整的切削过程，通过数据采集系统中的压力传感器(204)得到径向力F_r，扭矩转速角度传感器(208)得到扭矩信号T，根据公式F_c＝T/r可以得到切削力F_c；

岩样(302)为半圆状，其半径与截齿(203)旋转半径相同，且安装在同一水平面上。