(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210386937.1 (22)申请日 2022.04.14 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114459940 A (43)申请公布日 2022.05.10 (73)专利权人 西南石油大 学 地址 610000 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 林伟　张徐　彭国华　况雨春　 (74)专利代理 机构 北京中创博腾知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11636 专利代理师 高伟 (51)Int.Cl. G01N 3/58(2006.01) G01N 3/02(2006.01)(56)对比文件 US 4557147 A,1985.12.10 CN 201364304 Y,2009.12.16 US 2018321 119 A1,2018.1 1.08 审查员 刘昌硕 (54)发明名称 一种旋转刮切单齿实验 装置 (57)摘要 本发明涉及一种旋转刮切单齿实验装置， 所 述的旋转刮切单齿实验装置包括轴向进给机构、 伸缩机构、 角度调整机构和岩石回转机构， 所述 角度调整机构上安装有PDC单齿， 角度调整机构 用来调节PDC 单齿的角度， 轴向进给机构驱动PDC 单齿的轴向运动， 伸缩机构驱动PDC单齿的径向 运动， 所述岩石回转机构 包括岩石夹具和旋转组 件， 所述旋转组件驱动所述岩石夹具转动。 所述 的控制系统包括PLC控制器， 所述轴向进给机构、 伸缩机构和岩石回转机构中的动力驱动部件均 与所述PLC控制器相关联。 所述的旋转刮切单齿 实验装置能够测量出不同参数对PDC单齿破岩的 影响， 而且角度的调整精度极高， 另外结构简单， 使用方便 。 权利要求书2页 说明书8页 附图8页 CN 114459940 B 2022.06.24 CN 114459940 B 1.一种旋转刮切单齿实验装置， 其特征在于， 所述的旋转刮切单齿实验装置包括轴向 进给机构、 伸缩机构、 角度调整机构和岩石回转机构， 所述角度调整机构上安装有PDC单齿 (7)， 所述角度调整机构用来调节PDC单齿(7)的角度， 所述轴向进给机构驱动所述PDC单齿 (7)的轴向运动， 所述伸缩机构驱动所述PDC单齿(7)的径向运动， 所述岩石回转机构包括岩 石夹具和旋转组件， 所述旋转组件驱动所述岩石夹具转动； 所述的角度调整机构包括前倾角度调整组件和侧倾角度调整组件， 所述前倾角度调整 组件和侧倾角度调整组件均通过蜗轮蜗杆啮合结构实现角度的调整； 所述的前倾角度调整 组件包括伸缩臂(1)、 一级蜗轮(2)和一级蜗杆(3)， 所述侧倾角度 调整组件 包括偏转臂(4)、 二级蜗轮(5)和二级蜗杆(6)； 所述伸缩臂(1)上转动安装所述一级蜗杆(3)， 所述一级蜗轮(2)和一级蜗杆(3)互相啮 合， 所述一级蜗轮(2)与所述偏转臂(4)固定连接， 所述一级蜗轮(2)与所述偏转臂(4)同步 转动； 所述偏转臂(4)上转动安装所述二级蜗杆(6)， 所述二级蜗轮(5)和二级蜗杆(6)互相 啮合， 所述二级蜗轮(5)与PDC单齿(7)固定连接， 所述二级蜗轮(5)与所述PDC单齿(7)同步 转动。 2.根据权利要求1所述的一种旋转刮切单齿实验装置， 其特征在于， 所述一级蜗杆(3) 的导程角小于一级蜗轮(2)和一级蜗杆(3)接触的摩擦角； 所述二级蜗杆(6)的导程角小于 二级蜗轮(5)和二级蜗杆(6)接触的摩擦角。 3.根据权利要求1所述的一种旋转刮切单齿实验装置， 其特征在于， 所述偏转臂(4)上 设有一级轴杆(11)， 所述一级轴杆(11)中部与所述伸缩臂(1)转动安装， 所述一级轴杆(11) 与所述一级蜗轮(2)通过轴向插接安装， 所述 一级轴杆(1 1)的端部安装有固定 螺母(8)； 所述二级蜗轮(5)与PDC单齿(7)通过二级轴杆(12)固定连接， 所述二级轴杆(12)的一 端固定安装 所述PDC单齿(7)， 所述二级轴杆(12)的中部穿过所述偏转臂(4)， 所述二级轴杆 (12)的中部与所述偏转臂(4)转动安装， 所述二级轴杆(12)与所述二级蜗轮(5)通过轴向插 接安装， 所述 二级轴杆(12)的端部安装有固定 螺母(8)。 4.根据权利要求1所述的一种旋转刮切单齿实验装置， 其特征在于， 所述的轴向进给机 构包括轴向驱动部件和滑动组件， 所述滑动组件包括固定部和滑动部(14)， 所述轴向驱动 部件驱动所述滑动部(14)在固定 部上滑动， 所述滑动部(14)固定安装所述伸缩机构。 5.根据权利要求4所述的一种旋转刮切单齿实验装置， 其特征在于， 所述滑动组件的固 定部为支撑光轴(15)， 所述支撑光轴(15)的下端固定安装在台架(16)上， 所述支撑光轴 (15)上固定安装有顶板(17 )， 所述顶板(17 )上固定安装所述轴向驱动部件， 所述滑动部 (14)通过直线轴承与所述支撑光轴(15)滑动安装， 所述轴向驱动部件驱动所述滑动部(14) 沿轴向运动。 6.根据权利要求1所述的一种旋转刮切单齿实验装置， 其特征在于， 所述的岩石夹具包 括中心齿轮(21)、 若干齿条基座(22)和 若干夹爪(23)， 所述夹爪(23)通过齿条基座(22)与 所述中心齿轮(21)配合安装， 所述齿条基座(22)上啮合安装有丝杠(24)， 所述丝杠(24)的 转动带动所述夹爪(23)在通过中心齿轮(21)圆心的直线上运动。 7.根据权利要求6所述的一种旋转刮切单齿实验装置， 其特征在于， 所述齿条基座(22) 的侧面设有直齿条( 25)， 所述直齿条( 25)与所述中心齿轮( 21)互相啮合， 所述齿条基座 (22)的上端面设有斜齿条(26)， 所述夹爪(23)的下端面与所述斜齿条(26)互相啮合； 所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114459940 B 2的旋转组件包括旋转驱动部件、 主动齿轮(27)和从动齿轮(28)， 所述旋转驱动部件带动所 述主动齿轮( 27)转动， 所述主动齿轮( 27)与所述从动齿轮( 28)互相啮合， 所述从动齿轮 (28)的上端固定安装所述岩石夹具。 8.根据权利要求7所述的一种旋转刮切单齿实验装置， 其特征在于， 所述从动齿轮(28) 上固定安装有固定盘(30)， 所述固定盘(30)上设有卡槽罩(31)， 所述中心齿轮(21)、 齿条基 座(22)和夹爪(23)均置于所述卡槽罩(31)内， 至少一根所述丝杠(24)的端部伸出所述卡槽 罩(31)。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114459940 B 3