Dairesel testereli blok kesme makinalarında mermerlerin kesilebilirlik analizleri
Analysis of sawability of marbles with diamond disc block cutter machines
Yazar: İ. SEDAT BÜYÜKSAĞİŞ
Danışman: PROF.DR. R. METE GÖKTAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1998
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Kesilebilirlik = Cuttability ; Kesme aletleri = Cutting materials ; Mermer = Marble

Özet:
ÖZET Bu çalışmada, blok kesme makinalarının çalışma prensiplerine uygun olarak tasarımlandırılan laboratuvar ölçekli bir mermer kesme deney seti kullanılarak hakiki mermerler grubuna ait 7 değişik mermer örneğinin kesilebilirlik özellikleri incelenmiştir. Bölüm 2 'de, mermer kesme yöntemleri, makinaları, kesiciler ve bunların genel özelliklerinden bahsedilmiştir. Bu bölümde kesme araçlarına göre ( lamalar, dairesel testereler, elmas teller ) sınıflandırma yapılarak bu araçların kullanıldığı makinalar tanıtılmış ve çalışma yöntemleri açıklanmıştır. Bölüm 3 'te, mermer kesiminde kullanılan kesicilerin aşındırıcıların yapıları ve teknik özellikleri hakkında bilgiler verilmektedir. Bu kesici malzemeler; aşındırıcı tozlar ve özel alaşımlı çelik granüller, elmas bocuklar ve elmas soketler ( segmentler ) olarak sınıflandırılmıştır. Bunların üretim teknolojileri ve kesme mekanizmaları tanıtılmıştır. Bölüm 4 'te, diskli kesicilerle mermer kesme üzerine daha önce yapılan deneysel ve kuramsal çalışmalara yer verilmiştir. Bölüm 5 'te, kayaçların kesimine etki eden özelliklerin belirlenmesinde kullanılan fiziko - mekanik deney yöntemlerinden, Bölüm 6 'da ise örneklemesi yapılan numuneler ( Muğla Beyaz, Uşak Gri, Uşak Yeşil, Afyon Çizgili Şeker, Manyas Beyaz, Afyon Kaplan Postu, Kütahya Menekşe mermerleri ) üzerinde yapılan mineralojik, fiziko - mekanik deney sonuçlarından bahsedilmektedir.Bölüm 7 'de, diskli kesme makinalarının kesme işlemi parametrelerine değinilmektedir. Kayacın, makinanın, dairesel testere ve elmas soketin özellikleri ve kesme işlemi üzerindeki etkileri açıklanılmaktadır. Ayrıca, kesme prosesinin kinematiksel yapısı da ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Bölüm 8 'de, kesme deneylerinin yapılacağı laboratuvar tipi deney setinin hazırlanması ve kullanılması anlatılmaktadır. Makinanın tasarımlandırılması, otomasyonel hale getirilmesi, özel yazılım programının kullanımı ve elde edilen verilerin nasıl işlendiği ayrıntılı olarak açıklanılmıştır. Bölüm 9 'da, standart kesme parametrelerinin belirlenebilmesi amacıyla kurulan deney setinde gerçekleştirilen ön kesme deneyleri yer almaktadır. Bölüm 10 'da, değişik mermer türlerinde deneysel kesme parametrelerinin belirlenmesine çalışılmıştır. Uygun şartlarda her örnek için beşer deney yapılarak, bunlardan elde edilen bilgilerin aritmetik ortalamaları alınmış, kesme kuvveti, spesifik enerji, kesme kuvvetleri oranı değerleri karşılaştırılmıştır. Bölüm 11 'de, mermerlerin dairesel testerelerle kesilebilirliklerinin pratik olarak belirlenebilmesi için istatistiksel analiz yapılmıştır. Ortalama kesme kuvveti değerleri ile kayaç özellikleri arasında korelasyon katsayıları bulunarak, çok değişkenli regresyon denklemleri kurulmuş, bu değerler arasındaki etkileşimler ve pratik olarak kullanılabilecek ampirik eşitlikler elde edilmiştir. Ayrıca, bu modellerin geçerlilikleri t, F, Rezidü testleri ile kontrol edilmiştir. VIBölüm 12 'de, bu çalışmalar sonucu elde edilen bilgiler değerlendirilerek, gelecekte yapılacak çalışmalar için bazı önerilerde bulunulmuştur. Özellikle, kesmeyi kolaylaştıran - zorlaştıran parametrelerin neler olabileceği irdelenmeye çalışılmıştır. Anahtar Kelimeler: - Mermerlerin kesilebilirliği - Dairesel testereler - Otomasyon - Spesifik enerji vn

Abstract:
SUMMARY In this study, cuttability of seven different types of marbles were analyzed by using a laboratuary scale block cutting machine which was full automated designed. In the second chapter, marble cutting methods, machines, cutters and their common characteristics were given. Classification of cutting machines was done according to the used cutter tools ( blade, diamond disc, diamond wire ), and their operational principles were explained. In the third chapter, detailed information was given about cutters and abrasives used in marble cutting. These cutter materials were classified as; abrasive powders, special alloy steel granules, diamond wire and diamond segments. Production technologies and cutting mechanisms were also explained. In the forth chapter, theorical and experimental studies previously made by other researchers on cutting marble with disc cutters were reviewed. In the fifth chapter, physico - mechanical test related with the determination of sawability of rocks were explained, and the sixth chapter the results of the physico - mechanical tests conducted on Muğla White, Uşak Grey, Uşak Green, Afyon Sugar wiht Lines, Afyon Tigerskin, Manyas White and Kütahya Violet marbles were given. In the seventh chapter, parameters of cutting process with disc cutters were explained. Characteristics of rocks, machine, disc cutter, diamond segment and their effect on cutting process were explained. In addition, kinematical structure of cutting process was explained in detail.In the eigth chapter, information about the design of the experimental cutting machine used in this study were given. Also, the software used in the evaluation of experimental data was introduced. In the ninth chapter, variation experiments of the designed cutting machine operational parameters were explained. Operational variables and obtained results from cutting experiments conducted on Uşak Grey and Uşak Green marbles were explained. In the tenth chapter, determination of cutting parameters of different marble's was studied. Under the determined test conditions, five cutting experiments were done for each sample, and their arithmetic means were calculated; Cutting Force, Specific Energy, Cutting Forces Ratio values were compared. In the eleventh chapter, a statitical models were established for pratical determination of sawability of the examined marble types. Empirical equations were constructed by using statistical relationships. The validity of the provided models were checked by using t, F and residual tests. In the twelfth chapter, obtained results from the experimental studies were evaluated and some suggestions were made for future studies. Key Words: - Sawability of Marbles - Diamond Discs - Automation - Specific Energy IX