矩信號、轉(zhuǎn)速信號 和截齒位置角度信號輸入數(shù)據(jù)采集器，壓力傳感器采集的壓力信號輸入數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù) 采集器采集的信號輸入計算機。
[0027] 液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示，液壓系統(tǒng)包括多路閥101、變量栗102、油箱103、截 線距調(diào)節(jié)油缸104、切削厚度調(diào)節(jié)油缸105、旋轉(zhuǎn)油缸106、驅(qū)動電機107、過濾器108和溢流 閥109。驅(qū)動電機107帶動變量栗102,變量栗102通過油管與多路閥101連接，截線距調(diào) 節(jié)油缸104、切削厚度調(diào)節(jié)油缸105和旋轉(zhuǎn)油缸106分別通過油管與多路閥101對應(yīng)連接 (即截線距調(diào)節(jié)油缸104、切削厚度調(diào)節(jié)油缸105和旋轉(zhuǎn)油缸106分別對應(yīng)多路閥101中的 一片控制閥）。
[0028] 截齒支架總成包括支架座201、截齒座202、截齒203、旋轉(zhuǎn)座205、過渡軸I 207和 過渡軸II 209。壓力傳感器204安裝在截齒座202和旋轉(zhuǎn)座205之間；旋轉(zhuǎn)油缸106依次通 過過渡軸I 207、扭矩轉(zhuǎn)速角度傳感器208和過渡軸II 209驅(qū)動截齒203 ;巖樣支架總成包 括巖樣盒301、巖樣302、巖樣滑座303、總滑座304、底座305、刻度尺I 306和刻度尺II 307 ; 巖樣302設(shè)置在巖樣盒301中，巖樣盒301安裝在巖樣滑座303上，切削厚度調(diào)節(jié)油缸105 的活塞與巖樣盒301連接并可推動巖樣盒301在巖樣滑座303上水平移動；巖樣滑座303 安裝在總滑座304上，總滑座304安裝在底座305上，截線距調(diào)節(jié)油缸104的活塞與巖樣滑 座303連接并可推動巖樣滑座303在總滑座304上水平移動，截線距調(diào)節(jié)油缸104的活塞 和切削厚度調(diào)節(jié)油缸105的活塞垂直，截線距調(diào)節(jié)油缸104的活塞與過渡軸I 207的中心 線平行；刻度尺I 306固定設(shè)置在截線距調(diào)節(jié)油缸104的活塞的一側(cè)并與截線距調(diào)節(jié)油缸 104的活塞平行，刻度尺II 307固定設(shè)置在切削厚度調(diào)節(jié)油缸105的活塞的一側(cè)并與切削厚 度調(diào)節(jié)油缸105的活塞平行；截齒203與巖樣302對應(yīng)。
[0029] 單齒旋轉(zhuǎn)切削破巖機理試驗方法，該方法包括如下步驟：
[0030] 1)根據(jù)截齒203的型號及尺寸確定其旋轉(zhuǎn)半徑r，并根據(jù)截齒203的旋轉(zhuǎn)半徑制 作巖樣302并安裝在巖樣盒301中。
[0031] 2)根據(jù)扭矩轉(zhuǎn)速角度傳感器208輸出的截齒轉(zhuǎn)速n，調(diào)整變量栗102到設(shè)定轉(zhuǎn)速， 并根據(jù)公式V= 231nr確定截齒切削速度V。
[0032] 3)調(diào)整切削厚度調(diào)節(jié)油缸105,并借助刻度尺II307確定最大切削厚度h_，由扭 矩轉(zhuǎn)速角度傳感器208確定截齒瞬時位置，，根據(jù)公式h= 得到瞬時切削厚度。
[0033] 4)操縱多路閥101進行一次完整的切削過程，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的壓力傳感器 204得到徑向力Fp扭矩轉(zhuǎn)速角度傳感器208得到扭矩信號T，根據(jù)公式Fe=T/r可以得到 切削力F。。
[0034] 在本實施例中，巖樣302為半圓狀，其半徑與截齒旋轉(zhuǎn)半徑相同，且安裝在同一水 平面上。本方法主要用于研究單個截齒切削月牙形巖石切肩形成機理，切削力及徑向力變 化規(guī)律，切削速度對切削參數(shù)的影響等。
[0035] 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.單齒旋轉(zhuǎn)切削破巖機理試驗方法，其特征在于，在該方法中采用了一種單齒旋轉(zhuǎn)切 削破巖機理試驗裝置，所述單齒旋轉(zhuǎn)切削破巖機理試驗裝置包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、 截齒支架總成和巖樣支架總成； 所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括扭矩轉(zhuǎn)速角度傳感器（208)、壓力傳感器（204)、數(shù)據(jù)采集器和 計算機；所述扭矩轉(zhuǎn)速角度傳感器（208)采集的扭矩信號、轉(zhuǎn)速信號和截齒位置角度信號 輸入數(shù)據(jù)采集器，所述壓力傳感器采集的壓力信號輸入數(shù)據(jù)采集器，所述數(shù)據(jù)采集器采集 的信號輸入計算機； 所述液壓系統(tǒng)包括多路閥（101)、變量栗（102)、油箱（103)、截線距調(diào)節(jié)油缸（104)、切 削厚度調(diào)節(jié)油缸（105)、旋轉(zhuǎn)油缸（106)和驅(qū)動電機（107);所述驅(qū)動電機（107)帶動變量 栗（102)，所述變量栗（102)通過油管與多路閥（101)連接，所述截線距調(diào)節(jié)油缸（104)、切 削厚度調(diào)節(jié)油缸（105)和旋轉(zhuǎn)油缸（106)分別通過油管與多路閥（101)對應(yīng)連接； 所述截齒支架總成包括支架座（201)、截齒座（202)、截齒（203)、旋轉(zhuǎn)座（205)、過渡軸 I (207)和過渡軸II (209);所述壓力傳感器（204)安裝在截齒座（202)和旋轉(zhuǎn)座（205) 之間；所述旋轉(zhuǎn)油缸（106)依次通過過渡軸I (207)、扭矩轉(zhuǎn)速角度傳感器（208)和過渡軸 II (2〇9)驅(qū)動截齒（2〇 3); 所述巖樣支架總成包括巖樣盒（301)、巖樣（302)、巖樣滑座（303)、總滑座（304)、底座 (305)、刻度尺I (306)和刻度尺II (307);所述巖樣（302)設(shè)置在巖樣盒（301)中，所述巖 樣盒（301)安裝在巖樣滑座（303)上，所述切削厚度調(diào)節(jié)油缸（105)的活塞與巖樣盒（301) 連接并可推動巖樣盒（301)在巖樣滑座（303)上水平移動；所述巖樣滑座（303)安裝在總 滑座（304)上，所述總滑座（304)安裝在底座（305)上，所述截線距調(diào)節(jié)油缸（104)的活塞 與巖樣滑座（303)連接并可推動巖樣滑座（303)在總滑座（304)上水平移動，所述截線距 調(diào)節(jié)油缸（104)的活塞和切削厚度調(diào)節(jié)油缸（105)的活塞垂直，所述截線距調(diào)節(jié)油缸（104) 的活塞與過渡軸I (207)的中心線平行；所述刻度尺I (306)固定設(shè)置在截線距調(diào)節(jié)油缸 (104)的活塞的一側(cè)并與截線距調(diào)節(jié)油缸（104)的活塞平行，所述刻度尺II (307)固定設(shè)置 在切削厚度調(diào)節(jié)油缸（105)的活塞的一側(cè)并與切削厚度調(diào)節(jié)油缸（105)的活塞平行；所述 截齒（203)與巖樣（302)對應(yīng)； 該方法包括如下步驟： 1) 根據(jù)截齒（203)的型號及尺寸確定其旋轉(zhuǎn)半徑r，并根據(jù)截齒（203)的旋轉(zhuǎn)半徑制 作巖樣（302)并安裝在巖樣盒（301)中； 2) 根據(jù)扭矩轉(zhuǎn)速角度傳感器（208)輸出的截齒轉(zhuǎn)速n，調(diào)整變量栗（102)到設(shè)定轉(zhuǎn)速， 并根據(jù)公式V = 2 Jr nr確定截齒切削速度V ; 3) 調(diào)整切削厚度調(diào)節(jié)油缸（105)，并借助刻度尺II (307)確定最大切削厚度hmax，由扭 矩轉(zhuǎn)速角度傳感器（208)確定截齒瞬時位置1，.根據(jù)公式得到瞬時切削厚度； 4) 操縱多路閥（101)進行一次完整的切削過程，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的壓力傳感器 (204)得到徑向力Fp扭矩轉(zhuǎn)速角度傳感器（208)得到扭矩信號T，根據(jù)公式F。= T/r可以 得到切削力F。。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單齒旋轉(zhuǎn)切削破巖機理試驗方法，1)根據(jù)截齒的型號及尺寸確定其旋轉(zhuǎn)半徑r，制作巖樣；2)根據(jù)扭矩轉(zhuǎn)速角度傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)確定截齒轉(zhuǎn)速n，確定截齒切削速度v；3)調(diào)整切削厚度調(diào)節(jié)油缸，并借助刻度尺Ⅱ確定最大切削厚度hmax，由扭矩轉(zhuǎn)速角度傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)確定截齒瞬時位置得到瞬時切削厚度；4)進行一次完整的切削過程，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集壓力傳感器的信號得到徑向力Fr，扭矩轉(zhuǎn)速角度傳感器采集扭矩信號T，可以得到切削力Fc。本發(fā)明主要用于研究單個截齒切削月牙形巖石切屑形成機理，切削力及徑向力變化規(guī)律，切削速度對切削參數(shù)的影響等。
【IPC分類】G01N3/58, G01M13/00
【公開號】CN105424337
【申請?zhí)枴緾N201510756560
【發(fā)明人】梁運培, 陳結(jié), 王想, 王晗, 賈路行
【申請人】重慶大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月9日