اصلاح مدل نظری برش‌پذیری سنگ برای دیسک vشکل با درنظرگرفتن شعاع لبه تیغه

برش‌‌پذیری سنگ همواره به‌عنوان یکی از پارامتر‌های تاثیرگذار در انتخاب و طراحی ابزار برش و پیش‌بینی عملکرد ماشین‌های حفار مکانیکی شناخته‌شده است. روش‌های میدانی، آزمایشگاهی و نظری ازجمله روش‌هایی هستند که در تعیین برش‌‌پذیری سنگ کاربرد دارند. در این تحقیق، مدل نظری برآورد نیروهای برش سنگ با دیسک‌های vشکل با لحاظ کردن شعاع لبه تیغه اصلاح شد. به‌منظور اعتبارسنجی مدل پیشنهادی از داده‌های واقعی آزمون برش خطی بزرگ‌مقیاس سنگ ارائه‌شده در تحقیق بالجی و توماچ (2012) و آزمون t در سطح اطمینان 99% استفاده شد. نتایج نشان داد که مقادیر برآورد شده نیروهای برش با مقادیر واقعی همبستگی قوی دارد و با توجه به بزرگی مقدار p از 0.01=α هردو روش به‌طور متوسط مقادیر یکسانی را اندازه‌گیری می‌کنند. برای بررسی اثر شعاع لبه تیغه‌های دیسکی بر نیروهای برش، از مدل پیشنهادی استفاده شد. نتایج نشان داد که به ازای زاویه ثابت لبه، افزایش شعاع لبه سبب افزایش نسبت نیروهای برش تیغه‌های کُند به تیز می‌شود. همچنین با افزایش عمق نفوذ، تاثیر شعاع لبه تیغه‌های دیسکی بر نیروهای برش کاهش یافت و نزدیک به نیروهای برش تیغه‌های تیز شد. از سوی دیگر افزایش زاویه لبه موجب افزایش غیرخطی نیروهای برش تیغه‌های دیسکی کُند به ازای عمق نفوذ ثابت شد.

Modification of a Rock Cuttability Theoretical Model for VShape Disc Cutter Considering the Edge Radius

Rock cuttability always has been recognized as one of the most effective parameters in selection and design of cutting tools and prediction performance of mechanical excavator machines. Field, experimental and theoretical methods have been applied into determination of rock cuttability. In this study, the theoretical model of rock cutting forces estimation presented for Vshape disc cutters was modified taking into account the influence of cutter edge radius. In order to validate the proposed model, fullscale rock cutting test data presented by Balci and Tumac (2012) and ttest with 99% interval confidence have been implemented. The results showed that there is a strong correlation between estimated rock cutting forces and real data, and since the pvalue is more than α=0.01, both methods have the same values on average. To study the effect of edge radius of Vshape disc cutters, the proposed model was used. The results showed that for a constant edge angle, increasing edge radius increases cutting forces of blunt disc cutter more than those of sharp disc cutter. Also, with increase in penetration depth, the effect of edge radius on cutting forces diminishes in such a way that the cutting forces approach those of sharp disc cutter. In other hands, increasing edge angle caused a nonlinear increase in blunt disc cutter cutting forces for a constant penetration depth.