New approach for rock-cuttability assessment using the edge-chipping test

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitMasterarbeitForschung

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Abstract

Um ein erstes Design für eine Untertage- oder Tunnelvortriebsmaschine zu erstellen, braucht man zuallererst Kenntnisse über die benötigte Leistung und die Maschinenstabilität, was wiederum Wissen um die Interaktionskräfte zwischen Maschine und Gebirge voraussetzt. Deshalb ist dieses Thema ein Schwerpunkt für Maschinenhersteller wie die Sandvik Mining and Construction G.m.b.H. in Zeltweg/Österreich. Seit den 1980er Jahren existiert ein sogenannter Kantenabbruchversuch. Dieser Test wird im Allgemeinen dazu verwendet, die Kantenzähigkeit von spröden Materialien wie Keramiken zu bestimmen und weiters um die spezifische Energie für die Spanerzeugung vorherzusagen. Im Jahr 1999 hat Dipl.-Ing. Dr. mont. Johann Tockner diesen Versuch in seiner Dissertation weiterentwickelt, um die oben genannten Interaktionskräfte (Schnittkräfte und Normalkräfte) in Abhängigkeit der spezifischen Belastungsfälle während dem Schneidprozess vorherzusagen. In seiner Arbeit erzielte er eine gute Korrelation zwischen den Ergebnissen dieses Kantenabbruchversuches und den Resultaten vom Radialprüfstand. Aufgrund der Tatsache, dass sich die Ausrüstung in den Labors der Sandvik Mining and Construction G.m.b.H. in den letzten elf Jahren stark geändert hat und sowohl die Prüfpresse als auch der Linearprüfstand adaptiert und mehrfach modifiziert wurden, wollte die Firma nachweisen, dass die damals erzielten alten Testresultate immer noch gültig sind und für heutige Anwendungen genutzt werden können. Der erste Teil dieser Arbeit befasst sich mit dem Praktikabilitätsnachweis des Kantenabbruchversuches, wobei verschiedene Gesteinstypen getestet wurden. Dieser Teil deckt rein die Ergebnisse des Kantenabbruchversuches ab und nicht die Korrelation mit den Schneidkräften vom Prüfstand. Ziel ist, die damaligen Ergebnisse zu reproduzieren und festzustellen, ob das damalige Test Set-up immer noch benutzt werden kann oder ob es hinsichtlich moderner Prüfmethoden verbessert werden muss. Zusätzlich wurden einige Werkzeugvariationen getestet um den möglichen Einfluss der Werkzeuggeometrie auf die Ergebnisse des Kantenabbruchversuches zu quantifizieren, da aus Schneidversuchen bekannt ist, dass die Schnittkräfte hauptsächlich werkzeugabhängig sind. Der zweite Teil behandelt die Korrelation zwischen den Ergebnissen aus dem Kantenabbruchversuch und denen von Schneidversuchen am Radialprüfstand. Als erstes wurden mit den neuen Werten die Korrelationskoeffizienten nach der Methode nach Tockner berechnet. Weiters wurden andere mögliche Korrelationsmethoden entwickelt und getestet. Weil die Sandvik Mining and Construction G.m.b.H. in Zeltweg auch einen Linerprüfstand für Schneiddisken in Betrieb hat, wurden diese Ergebnisse auch mit den Resultaten vom Kantenabbruchversuch verglichen.

Details

Titel in ÜbersetzungEin neuer Ansatz zur Beurteilung der Schneidbarkeit von Gestein mittels Kantenabbruchversuch
OriginalspracheEnglisch
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung1 Jul 2011
StatusVeröffentlicht - 2011