[發明專利]建立巖石銑削力模型的方法和巖石銑削試驗裝置

在審

• 申請號: 202010011899.2
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111024504A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 蹤雪梅;王樹景;康凱旋;孫余
• 申請（專利權）人: 江蘇徐工工程機械研究院有限公司;徐州徐工基礎工程機械有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N33/24
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 馬艷苗

本發明涉及巖石銑削破碎技術領域，特別涉及一種建立巖石銑削力模型的方法和巖石銑削試驗裝置。本發明的方法包括：對巖石的樣塊進行侵入試驗，確定巖石的侵入強度；基于巖石的侵入強度，確定巖石的銑削力計算模型。本發明不再通過直接進行銑削試驗來對銑削力進行研究，而是基于巖石侵入試驗來確定巖石的銑削力計算模型，不僅試驗過程簡單，能夠節約人力和物力成本，而且所獲得的銑削力計算模型，為巖石的銑削力研究提供了理論基礎，能夠有效簡化巖石銑削力的研究過程。

技術領域

本發明涉及巖石銑削破碎技術領域，特別涉及一種建立巖石銑削力模型的方法和巖石銑削試驗裝置。

背景技術

巖石銑削破碎是截齒等破巖工具與巖石相互作用的復雜過程。安裝在轉子上的破巖工具轉動并擠壓巖石，當擠壓力超過巖石的物理和機械性能的極限后，巖石崩裂破碎。

銑削力的研究，對于不同作業工況下破巖工具的定制化設計、轉子安裝排布設計、以及整機銑削扭矩與推進力的匹配設計具有一定的理論指導意義。

相關技術中，沒有能直接利用的銑削力模型，只能直接通過銑削試驗來對銑削力進行研究。然而，銑削試驗過程極其復雜，同時試驗所需石料的尺寸較大，需要耗費較多的人力及物力，且難以對多種不同特性巖石進行深入研究。

發明內容

本發明提供一種建立巖石銑削力模型的方法和巖石銑削試驗裝置，以簡化巖石銑削力的研究過程。

本發明所提供的建立巖石銑削力模型的方法，包括：

對巖石的樣塊進行侵入試驗，確定巖石的侵入強度；

基于巖石的侵入強度，確定巖石的銑削力計算模型。

一些實施例中，基于巖石的侵入強度，確定巖石的銑削力計算模型包括：

基于巖石的侵入強度，確定巖石的銑削法向力計算模型。

一些實施例中，基于巖石的侵入強度，確定巖石的銑削法向力計算模型包括：

將巖石的侵入強度與破巖工具侵入面積計算模型相乘，得到巖石的銑削法向力初步計算模型；

基于巖石的銑削法向力初步計算模型，確定巖石的銑削法向力計算模型。

一些實施例中，在將巖石的侵入強度與破巖工具侵入面積計算模型相乘之前，方法還包括：

基于破巖工具旋轉銑削運動方程，確定破巖工具侵入面積計算模型。

一些實施例中，基于巖石的銑削法向力初步計算模型，確定巖石的銑削法向力計算模型包括：

基于巖石的旋轉銑削試驗，對巖石的銑削法向力初步計算模型進行修正，得到巖石的銑削法向力計算模型。

一些實施例中，基于巖石的旋轉銑削試驗，對巖石的銑削法向力初步計算模型進行修正包括：

基于巖石的旋轉銑削試驗測得的法向力試驗結果，以及基于巖石的銑削法向力初步計算模型計算得到的法向力計算結果，確定法向力速度補償系數；

通過將巖石的銑削法向力初步計算模型與法向力速度補償系數相乘，實現對巖石的銑削法向力初步計算模型的修正。

一些實施例中，對某種巖石的樣塊進行侵入試驗，確定巖石的侵入強度包括：

使破巖工具侵入樣塊，并在破巖工具侵入巖石樣塊的過程中測定破巖工具的下壓力及位移；

基于破巖工具的下壓力及位移，計算得到巖石的侵入強度。

一些實施例中，基于巖石的侵入強度，確定巖石的銑削力計算模型包括：

基于巖石的侵入強度，確定巖石的銑削切向力計算模型。