[發明專利]煤巖截割試驗裝置及截割刀具試驗方法

有效

• 申請號: 201310341432.4
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103424326A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 王世博;葛世榮;朱術林
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N3/58
• 分類號: G01N3/58
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明屬于煤巖截割實驗的技術領域，具體涉及一種煤巖截割試驗裝置及截割刀具試驗方法。

背景技術

煤巖截割是煤炭機械化開采與掘進的重要環節，其過程是反應采掘機械工作結構設計、運動參數選擇、及整機工作性能的一個重要物理過程。根據煤巖截割特性合理的設計采煤機、掘進機截割部件的截割刀具、布置形式、工作轉速等參數可有效提高截割效率、降低截割刀具損耗成本。

隨著煤炭采掘深度的增加，硬巖掘進技術急需解決。雖然部分煤機企業研制出了硬巖掘進機，但其截齒損耗成本非常高。因此急需研究新的硬巖截割機理以降低掘進成本。而現場條件的特殊性和截割過程的復雜性使得探究煤巖截割機理，評價截割刀具性能顯得非常困難。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種煤巖截割試驗裝置及截割刀具試驗方法，以便于硬巖截割機理的研究，以及截割刀具的性能優化。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種煤巖截割試驗裝置，包括設備支架、截割刀具夾持機構和截割試樣夾持機構；

所述設備支架包括設備底座，所述設備底座上設有設備龍門架，所述設備龍門架上設有水平截割橫梁；

所述截割刀具夾持機構包括移動板和電動機一，所述移動板可滑動的設置在水平截割橫梁上，所述電動機一設置在水平截割橫梁一端的設備龍門架上，電動機一的輸出軸與滾珠絲杠相連，所述滾珠絲杠與移動板螺紋配合，在移動板上設有蝸輪蝸桿機構，所述蝸輪蝸桿機構的渦輪軸水平設置，并且與手輪相連，蝸輪蝸桿機構的蝸桿軸豎直設置，并且設有手動鎖緊機構，所述蝸桿軸的下端設有可拆卸的刀具夾具，所述刀具夾具上設有截割刀具，所述截割刀具處設有三維力傳感器；

所述截割試樣夾持機構包括圓形支撐導軌、巖石回轉移動平臺和巖石截割移動平臺，所述圓形支撐導軌設置在設備龍門架的底部，所述巖石回轉移動平臺和巖石截割移動平臺可滑動的設置在圓形支撐導軌上，巖石回轉移動平臺上設有巖石回轉夾具，所述巖石回轉夾具上設有煤巖試樣一，巖石截割移動平臺上設有巖石截割夾具，所述巖石截割夾具上設有煤巖試樣二，巖石截割移動平臺與伺服油缸相連，巖石回轉移動平臺與液壓回轉裝置相連，所述伺服油缸和液壓回轉裝置均與液壓驅動系統相連。

在本發明在，進一步的，所述煤巖試樣上設有聲發射傳感器。

在本發明在，進一步的，所述設備底座上還設有紅外測溫儀。

在本發明在，進一步的，所述液壓驅動系統包括油箱組成，所述油箱組成的出油口與自封式吸油濾油器的進油口相連，所述自封式吸油濾油器的出油口與定量柱塞泵的進油口相連，所述定量柱塞泵由電動機二驅動，定量柱塞泵的出油口分別與單向閥一、截止閥、先導式溢流閥和雙聯齒輪泵的進油口相連，所述單向閥一的出油口分別與電液換向閥、高精度調速閥、囊式蓄能器和節流截止閥的進油口相連，所述電液換向閥的兩個出油口通過疊加式單向節流閥分別與液壓回轉裝置的兩個進油口相連，所述高精度調速閥的兩個出油口分別與伺服油缸的兩個進油口相連，高精度調速閥的出油口與伺服油缸的進油口的連接管路上還設有順序閥，所述順序閥處并聯單向閥二，所述囊式蓄能器處設有壓力傳感器，所述截止閥處設有抗震壓力表，所述雙聯齒輪泵的出油口分別與高壓管路濾油器和直動式溢流閥的進油口相連，所述電液換向閥、高精度調速閥、節流截止閥、先導式溢流閥、高壓管路濾油器和直動式溢流閥的回油口均與油箱組成的回油口相連。

本發明試驗裝置的刀具磨損試驗方法，其包括以下步驟：

a、沿圓形支撐導軌手動將與液壓回轉裝置相連的巖石回轉移動平臺推到截割刀具下端，并在圓形支撐導軌上鎖死，通過手輪調整截割刀具截割深度，使截割刀具與煤巖試樣一接觸；

b、啟動電動機二后，定量柱塞泵供油通過電液換向閥和疊加式單向節流閥帶動液壓回轉裝置轉動，通過電液換向閥控制煤巖試樣一正反轉，通過疊加式單向節流閥調節液壓回轉裝置的轉動速度，從而調節煤巖試樣的旋轉速度；

c、三維力傳感器通過數據采集系統顯示截割刀具所受摩擦力，從而對截割刀具的摩擦磨損行為進行分析。

本發明試驗裝置的刀具截割試驗方法，其包括以下步驟：

a、先將巖石回轉移動平臺沿圓形支撐導軌推至一側；

b、啟動電動機一，調節截割刀具在水平方向的移動距離，通過手輪調節截割刀具截割深度，然后將手動鎖緊機構鎖緊；