镐形截齿截割硬岩的试验研究及数值模拟

摘要

搭建单齿旋转截割试验台,采用试验研究与有限元仿真分析相结合的方法,研究镐形截齿截割破碎坚硬岩石的作业机理,获取岩石截割过程中的三向截割阻力,并利用回归分析,获得截齿切削角、转速和切削厚度等多个因素与截割阻力的回归模型。研究结果表明:在硬岩截割作业过程中,法向截割阻力显著高于切向和侧向截割阻力,是影响截齿侵入岩石最关键的因素。提出为保证作业效率应适当提高主机推进力的建议。通过有限元仿真分析方法获得的三向截割阻力与截割试验测定结果之间的误差不超过10%,表明仿真分析模型准确可靠,回归模型的决定系数在0.73～0.99之间,具有较高的预测精度。