Page 128 - 摩擦学学报2025年第8期

1226 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

30 10
(a) Spiral groove cutter (b) Spiral groove cutter
15 5
0 0
−15 −5

(c) Wear spiral groove cutter (d) Wear spiral groove cutter
15 0 5 0
Normal acceleration/g −15 (e) Flat-top cutter Rolling acceleration/g −5 5 (f) Flat-top cutter

15

−15 0 −5 0

(g) Wear flat-top cutter (h) Wear flat-top cutter
15 5
0 0
−15 −5
−30 −10
0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500
Rolling distance/mm Rolling distance/mm
Fig. 10 Vibration acceleration in the normal and rolling directions
图 10 滚刀法向与滚动方向振动加速度

2.7 Spiral groove cutter Wear spiral groove cutter 7 Rock cutting path
Flat-top cutter Wear flat-top cutter
2.51 2.43 5.97 6 Flat-top cutter
RMS of rolling acceleration/g 2.1 1.90 2.07 5.03 5.06 5.17 5 4 RMS of normal acceleration/g (a) Flat-top cutter rock fragment distribution
2.4

1.8
Wear flat-top cutter

1.5 3 (b) Wear flat-top cutter rock fragment distribution
Flat-top cutter
Spiral groove cutter Spiral groove cutter Flat-top cutter Spiral groove area
Fig. 11 RMS value of acceleration in the normal
and rolling directions Spiral groove cutter
图 11 滚刀法向与滚动方向加速度均方根值 (c) Spiral groove cutter rock fragment distribution

势，螺旋槽滚刀因自锐性导致磨损后接触面积减小，
接触载荷变化幅度更大，导致振动加速度呈上升趋
Wear spiral groove cutter Blade tooth area
势；平顶滚刀磨损后钝化，接触更为稳定，使振动加速
(d) Wear spiral groove cutter rock fragment distribution
度呈下降趋势.
Fig. 12 Distribution of rock fragments
图12所示为仿真后岩石碎片分布情况，滚刀破岩
图 12 岩石碎片分布情况
后主要形成2种类型的碎屑，分别是粉末状和块状碎
屑，在离散元模型中分别对应单颗粒球体和多个颗粒 刀磨损前后破岩产生的岩石碎片分布基本相似，在平
[27]
黏结成一体的碎片 . 为了更直观地体现滚刀对岩石 顶滚刀的破岩路径上，岩石碎片大多数分布在滚刀两
破坏的不同之处，单颗粒碎片不再展示，仅显示多颗 侧；对螺旋槽滚刀而言，由于螺旋槽滚刀的特殊结构，
粒黏结的碎片. 仿真结果表明，螺旋槽滚刀与平顶滚 岩石碎片不仅分布在滚刀两侧，也有部分出现在螺旋