Kesici disklerin kayaç kesme performansının araştırılması ve performans tahminine yönelik modellerin geliştirilmesi
Investigation of rock cutting performance of disc cutters and development of models for performance prediction
Yazar: GÖKHAN AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. KERİM AYDINER
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Bu çalışmada, granitik kayaçların kesici diskler ile kesilebilirlik analizleri yapılmıştır. Kesme kuvveti, spesifik enerji, kesici disklerde meydana gelen spesifik aşınma, aşınan kayaç yüzeylerinin pürüzlülüğü ve kesme esnasında meydana gelen gürültü seviyesi değerleri performans göstergeleri olarak temel alınmışlardır. Kesme parametrelerinin her bir performans göstergesi üzerindeki etkileri araştırılmış ve performans göstergeleri ile malzeme özellikleri çeşitli yaklaşımlarla ilişkilendirilmiştir. Kesme parametrelerine ve kayaç malzeme özelliklerine bağlı olarak performans tahminini sağlayan modeller geliştirilmiştir. Elde edilen modellerin geçerlilikleri çeşitli analizlerle kontrol edilmiştir. Ek olarak aşınan soket ve kayaç yüzeylerinin SEM görüntüleri analiz edilmiştir. Kesme parametrelerinin kesme performansı üzerindeki etkileri her bir performans göstergesi açısından değişiklik arz ettiği tespit edilmiştir. Performans göstergelerinin fiziko-mekanik özelliklere nazaran mineralojik özelliklerinin kontrolünde olduğu (gürültü seviyesi hariç) sonucuna ulaşılmıştır. Kesici soket yüzeylerinde bütün, kırıklı, düzleşmiş ve dökülmüş elmas tanecikleri tespit edilmiştir. Aşınan kayaç yüzeylerinde gözlenen kırıklar, çukur bölgeler ve kesme izleri kesme yönteminin karakteristiği olarak belirlenmiştir. Geliştirilen modellerle karmaşık test prosedürleri içeren kesme deneylerinin gerçekleştirilmesine ihtiyaç duyulmadan granitik kayaçların kesilebilirliğinin tahmin edilebileceği sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
In this study, sawability analyses of granitic rocks were carried out using disc cutters. Cutting force, specific energy, specific wear in discs, roughness of wearing rock surface and noise level generated during cutting were based as performance indicators. Effects of each cutting parameters on the cutting performance were determined and the cutting performance were correlated with the rock properties by various approaches. Models were built for the estimation of the cutting performance depending on the cutting parameters and the rock properties. Validation of the models was checked by various analyses. Additionally, SEM images of wearing surfaces of the segments and the rocks were analyzed. It was determined that effects of cutting parameters on the cutting performance show differences for each performance indicator. It was also concluded that rather than the physico-mechanical properties, the mineralogical properties were mainly responsible for the cutting performance (excluding noise level). Emerging, fractured, polished and pulled out crystals were determined in the wearing surfaces of the diamond grits. Fractured, pulled out particles and cutting marks were observed as the characteristic features of the cutting method. It was revealed that sawability of granitic rocks could be predicted by the models developed without conducting cutting tests including complex experimental procedures.