Bilgisayar kontrollü tektel sistemi ile blok kesmede etken faktörlerin incelenmesi
Investigation of effective parameters on computer controlled monowire block cutting system
Yazar: EMRE YILMAZKAYA
Danışman: PROF. DR. YILMAZ ÖZÇELİK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Tektelli blok kesme makineleri doğal taş bloklarının sayalanması işleminde ve bloklardan levha kesme işlemlerinde kullanılabilmektedir. Kesim işleminin yapıldığı tesislerde mümkün olan en düşük maliyetle ve istenen kalitede ürünün üretilmesi amaçlanmaktadır. Tektelli blok kesiminde kesim ekonomisini etkileyen en önemli performans parametreleri, kesim sırasında harcanan enerji ve kesimi gerçekleştiren elmas boncuklarda kesim sırasında meydana gelen aşınmalardır. Bu nedenle, tektelli kesim makinelerinde kesme performanslarının kesilen kayaç özelliklerine ve çalışma parametrelerine bağlı olarak ayrıntılı bir biçimde incelenmesi gerekmektedir. Böyle bir çalışmada ancak bilgisayar kontrollü hassas bir makine ile mümkündür.  
Bu sebeple bu tez çalışmasının iki temel amacı bulunmaktadır. Bu amaçlardan birincisi, bilgisayar kontrollü tam otomatik tektelli kesme sisteminin geliştirilmesidir. İkinci amaç ise, öncelikle tektelli kesim makinesinin tel dönüş hızının (çevresel hız) ve telin aşağı iniş hızının (kesme hızı), tektelli kesmede kesme performans parametreleri olan birim enerji ve birim aşınmaya,, telde oluşan titreşime ve tele etkiyen kuvvetlere olan etkilerinin araştırılmasıdır. Daha sonra elde edilen sonuçlar kullanılarak birim aşınma ve birim enerji değerleri temel alınarak her bir doğal taş için ve her bir doğal taş cinsi için ayrı ayrı kesilebilirlik abaklarının oluşturulması ve kesim optimizasyonlarının gerçekleştirilmesidir. Bu amaçlara ulaşmak için öncelikle Hacettepe Üniversitesi Maden Mühendisliği Bölümü?nde bilgisayar kontrollü, tam otomatik, üç boyutlu kesim yapabilen tektelli kesme makinesi geliştirilmiştir. Daha sonra, ülkemizdeki doğal taş ocaklarından seçilen 8 farklı doğal taş (mermer ve kireçtaşı) örneği üzerinde tektelli blok kesme makinesiyle kesme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen verilerin değerlendirilmesi sonucunda tektelli blok kesim makinelerinde kesimi gerçekleştirilen doğal taşlar için kesilebilirlik abakları oluşturulmuş ve optimum çevresel hız ve kesim hızı değerleri belirlenmiştir. 
Sonuç olarak, doğal taş ocaklarında tektelli kesme yönteminde bu şekilde bir çalışma bugüne kadar yapılmaması sebebiyle bu çalışmada oluşturulan abaklar, doğal taş sektöründe tektelli kesme makinelerinin daha verimli kullanılmasına katkıda bulunacaktır. Çalışma, tektelli blok kesme makinelerinin kullanımı konusunda literatürde var olan büyük bir boşluğu doldurmaktadır.

Anahtar Kelimeler: Tektelli kesim makinesi; elmas telli kesme; birim aşınma; özgül 
enerji; kesilebilirlik abakları, optimizasyon.

Abstract:
Monowire block cutting machines can be used for natural stone block squaring operations and slab cutting operations from natural stone blocks. The plants where the cutting operations are performed demand high product quality with minimum operational costs. The major parameters influencing the economy of the operation are; the energy consumed and the wear occurred on the diamond beads during cutting process. For this reason, a detailed examination is needed by considering the stone properties and operating conditions. Such a study can be realized by using a computer controlled advanced machine. 
The thesis study had two main objectives. Initial aim was to develop a monowire cutting machine that was fully-automated with a computer controlled system. Secondly, investigating the influences of operating parameters such as wire rotation speed (peripheral speed) and wire downward movement speed (cutting speed) on performance parameters (specific energy, unit wear), vibrations occurred and forces exerted on wire were aimed. The obtained results were then used to develop cuttability charts for each natural stone and each natural stone type based on unit wear and unit energy and also perform cutting optimization. For this purpose, the full automatically servo controlled monowire cutting system which can cut blocks in three dimensions were developed in Hacettepe University Mining Engineering Department. Within the context of the study, 8 different natural stones (real marble and limestone) selected from different regions of Turkey were subjected to cutting operations with monowire cutting system. At the end of the cutting operations and evaluation of the data obtain from cutting operations, cuttability charts for each natural stone were developed separately and optimum peripheral speed and cutting speed values were determined.
As a conclusion, owing to the lack of monowire cutting studies on natural stone quarries, the cuttability charts developed in this study will provide the effective use of monowire cutting machines in natural stone industry. Also, it fills an important space in literature about the use of monowire block squaring machines.


Keywords: Monowire cutting machine; diamond wire cutting; unit wear; specific 
energy; cuttability charts; optimization