[发明专利]一种新型滚刀磨蚀实验方法

摘要

本发明公开了一种新型滚刀磨蚀实验方法，通过旋转油缸驱动支撑板转动，使得支撑板的右端向上移动，整个支撑板向左端倾斜并与水平面呈一定的角度，从而使得岩样上表面也与水平面呈一定的角度，进而滚刀在移动过程中深入岩样的贯入度始终随着滚刀移动而变化，其中角度α的设定使得滚刀始终接触岩样。本发明通过简单的方法实现了滚刀在沿着具有倾斜角度的岩体表面移动切削的实验过程，滚刀的贯入度始终随着移动变化，考察了贯入度变化对滚刀的磨蚀情况。

主权项

1.一种新型滚刀磨蚀实验方法，其装置包括加载框架、水平加载系统，岩样调整装置；所述水平加载系统包括设置在加载框架右支撑梁上的旋转电机，以及与旋转电机连接的传动螺杆；在所述传动螺杆上通过滚刀固定块设置有滚刀和驱动滚刀旋转的伺服电机；所述岩样调整装置包括设置在加载框架下部的支撑板，支撑板通过旋转油缸带动旋转，支撑板上方设置有夹持岩样的岩箱，岩箱与支撑板之间设置有提升油缸；所述方法包括以下步骤：（1）选取岩样，通过切割装置将岩样切割为与岩箱尺寸相匹配的矩形；将岩样放入岩箱内并用夹紧油缸固定，使得岩样的上表面与支撑板平行；（2）将模型滚刀称重并将其安装在滚刀旋转轴上；（3）通过旋转油缸驱动支撑板转动，使得支撑板的右端向上移动，整个支撑板向左端倾斜并与水平面呈一定的角度；所述角度α满足如下公式：sinα*L0，其中R为滚刀半径，L为岩样上表面两端的距离；当α满足上述公式时，才能满足滚刀在移动过程中始终接触倾斜的岩样表面，而且滚刀深入岩样的贯入度始终随着滚刀移动而变化，不至于使得滚刀无法接触岩样或者超过滚刀中心而停刀；（4）通过旋转电机带动传动螺杆转动，将滚刀调整至岩样的左侧；（5）通过提升油缸驱动岩箱移动，从而通过移动岩样使得岩样上表面最高点不超过滚刀中心，最低点不低于滚刀外缘最下端，由此，可以使得滚刀在移动过程中可以一直切削岩样，而不产生空转；（6）启动伺服电机驱动滚刀以一定转速转动，启动旋转电机并设置旋转电机水平移动速度，使旋转电机驱动滚刀向右移动切削岩样，由于岩样向左倾斜，因此滚刀深入岩样的贯入度从左到右逐渐增大，当滚刀离开岩样后，暂停旋转电机；（7）反向驱动伺服电机使滚刀反向旋转，再次启动旋转电机，并使得传动螺杆反向旋转，滚刀向左移动切削岩，由于岩样向左倾斜，因此滚刀深入岩样的贯入度从右到左逐渐减小，当滚刀离开岩样后，暂停旋转电机和伺服电机；（8）重复步骤（5）‑（7）三到五次；（9）卸下滚刀，计算模型滚刀损失质量与岩屑损失质量，设计磨蚀分级；（10）换取下一种滚刀，同时更换重复步骤（3）‑（6）；根据对不同滚刀的磨蚀等级选取与特定岩样适配的滚刀类型。