Kesici tamburların ve kesici kafaların bilgisayar yardımıyla tasarımı
Designing shearer drums and cutting heads with the aid of a computer programme
Yazar: MUSTAFA AYHAN
Danışman: PROF.DR. OSMAN ZEKİ HEKİMOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1998
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Bilgisayar destekli tasarım = Computer aided design ; Tamburlu kesiciler = Drum cutters

Özet:
ÖZET Mekanik yöntemle kayaç ve kömür kesen makinaların kesici kafaları ve kesici tamburların önemi nedeniyle bu alanda yoğun araştırmalar yapılmış, bununla ilgili bir bilgisayar paket programı geliştirilmiştir. Anılan programın bazı başarılarına karşın bu alanda halen önemli eksiklikler bulunmaktadır. Mevcut bilgisayar yardımıyla yapılan tasarım tekniğinde dinamik ve kinematik analiz için gerekli olan keski kuvvetleri süpürülen alana göre hesaplanmaktadır. Ancak bu durum bir kesme hatındaki keski sayısı ve spirallerin sarım açısı gibi parametrelerin sözkonusu olduğu durumlarda farklı olarak ortaya çıkmaktadır. Çünkü bu koşullar altında sabit kesme alanında keski konumu değişmekte ve dolayısıyla aynı kesme alanında farklı keski kuvvetleri sözkonusu olmakta ve bu durumun halihazırda dünyada yaygın olarak kullanılan bilgisayar programında hiç gözönüne alınmaması nedeniyle yanıltıcı sonuçlar ortaya çıkarmaktadır. Bu çalışmada, bilgisayar yardımıyla yapılan kesici tambur veya kesici kafa tasarımında bu güne kadar gözönüne alınmayan keski konumun kesme kuvvetleri üzerindeki etkileri incelenmektedir. Bunun için keskilerin pratikteki kesme hareketi laboratuvarda benzetilmiş ve sabit kesme alanında kesme kuvvetlerinin keski konumu ile önemli ölçüde değiştiği görülmüştür. Laboratuvar sonuçlan daha önce yapılan pratik çalışmalar ile teyid olunmuş, mevcut bilgisayar programında bir kesme hatı üzerindeki keski sayısına göre kullanılan keski kuvvetlerinin hesaplanması yönteminin yetersiz olduğu anlaşılmış ve bunun için bir yöntem önerilmiştir. Ayrıca spiral sarım açısının uygulamadaki koşullar gözönüne alındığında keski kuvvetleri üzerinde önemli bir etkisinin olmadığı ortaya çıkmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Kesici Tambur Tasarımı, Kesici Kafa Tasarımı, Bigisayar Yardımıyla Tasarım, Keski Dizilim Düzenlemesi, Keskiler, Mekanik Kazı

Abstract:
ABSTRACT Due to their significance in machine performance, considerable effort has been focused on designing cutting heads and shearer drums of mechanically rock and coal excavating machines, and hence a computer package programme was introduced. Despite some improvements achived to date, certain design parameters involved in this computer package still need to be investigated. In the current computer programme, pick force calculations being essential for dynamic and kinematic analysis, are solely based upon the cross sectional area swept by the cutter tools. This method may however not be accurate in such a condition where the pick cutting position varies at a given constant cross section, since the magnitude of pick forces is likely to be different at varying number of tracking cutters and at different values of the angle of wrap. This concept has however not been considered in the currently employed computer package, owing to the lack of investigations in this field. This research study is concerned with the affects of pick cutting positions on the magnitude of tool forces, the concept which has never been investigated to date. For this reason the actual cutting position of tools were simulated in laboratory conditions and then related to the datas obtained from field investigations. The laboratory results, which were confirmed by field data, showed that the method for calculating pick forces for varying tracking system, employed in the current computer programme tecnique was not satisfactory. It was also found that the angle of wrap has no significant affect on the magnitude of pick forces on drum shearers, within the limit of current design and operational parameters. KEY WORDS: Shearer Drum Design, Cutting Head Design, Computer Aided Design, Tool Lacing Pattern, Picks, Mechanical Cutting