Entwicklung einer Software zur Auslegung der Schneideinheiten von mechanisch schneidenden Untertagebergbaumaschinen

Das Ziel der vorliegende Arbeit ist die Entwicklung eines Werkzeuges zur Auslegung der Schneideinheiten von meißelbesetzten, mechanisch schneidenden Untertagebergbaumaschinen, um eine hohe Vortriebs- bzw. Abbauleistung zu erreichen. Als Ergebnis wurde eine Software entwickelt, mit deren Hilfe eine derartige Auslegung möglich ist, sprich die richtige Type und Anzahl von Meißeln sowie deren Position und Ausrichtung gefunden werden kann. Mit diesen Daten, die den Ausgabewert der Funktion darstellen, ist das Meißel-Layout der Trommel für die Fertigung vollständig bestimmbar. Erstellt wurde die Software mittels Matlab, die graphische Visualisierung der Schneideinheit erfolgte in NX. Im Zuge der Auslegung kann aus verschiedenen Schneidmodi wie „Shear-Down“ (Schwenk nach unten), „Shear-Up“ (Schwenk nach oben) und „Sumping“ (Einbruch) ausgewählt werden. Zur Berechnung der Schnittkraft stehen drei unterschiedliche Modelle zur Auswahl. Alternativ kann ein eigenes Modell in Form einer Formel definiert werden. Es wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Konzept entwickelt, mit dem die Schnitttiefe in diskreten Schritten des Trommeldrehwinkels berechnet werden kann. Zur Auslegung kommen vier Funktionen zum Einsatz, mit denen die resultierende Drehmomentkurve der Gesamttrommel sowie die einzelnen Beiträge der Meißel geplottet werden können. Dadurch ist eine Aussage über die Gleichmäßigkeit der Belastung und den Drehmomentbedarf im Zuge des Schneidvorganges möglich. Des Weiteren kann die Anzahl der Meißel im Eingriff während einer Umdrehung der Trommel geplottet und ein Plot der Trommelkontur sowie eine Abwicklung der Trommel erstellt werden.
Die Auslegung von Schneideinheiten stellt eine komplexe Aufgabenstellung dar, für die es aktuell nur wenige Hilfsmittel gibt. Die im Zuge dieser Arbeit entwickelte Software soll dabei helfen, diese Aufgabe zu erleichtern und bessere Ergebnisse in Bezug auf die Maschinenperformance zu erzielen.