FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr. 2774/Fachgruppe Bergbau/Energie
Herausgegeben irn Auftrage des Ministerprasidenten Heinz Kuhn vorn Minister fUr Wissenschaft und Forschung Johannes Rau
o. Prof. Dr. -Ing. Dr. mont. Bernhard Sann Dipl. - Ing. Evangelos Sakaloglou
Institut filr Bergbaukunde II
(Bergbauliche Betriebsmittel und maschinelle Gewinnungstechnik) der Rhein. - W estf. T echn. Hochschule Aachen
Untersuchungen der Kraftverteilung tiber die Meii3elbreite
unter verschiedenen Spanbedingungen
Westdeutscher Verlag 1978
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek Sann, Bernhard:
Untersuchungen der Kraftverteilung tiber die Meisselbreite unter verschiedenen Spanbedin- gungen / Bernhard Sann; Evangelos Sakaloglou. - Opladen: Westdeutscher Verlag, 1978.
(Forschungsberichte des Landes Nordrhein- Westfalen; Nr. 2774 Fachgruppe Bergbau.
Energie)
ISBN-13: 978-3-53'-02774-6 e-ISBN-13: 978-3-322-88420-6 DOl: 10.1007/978-3-322-88420-6
NE: Sakaloglou, Evangelos:
© 1978 by Westdeutscher Verlag GmbH, Opladen Gesamtherstellung: Westdeutscher Verlag
I n·h a 1 t
1. 2.
3. 4.
4.1 4.2 4.3 4.4 5.
5.1 5.2 5.3
5.4 6.
6.1 6.2 7.
7.1 7.2 7.3 7.4
7.5 8.
8.1 8.2 8.3 8.4
9. 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 10. 10.1
10.2 10.3 10.4
Zusammenstellung der verwendeten Zeichen Einleitung
Aufgabenstellung
Mechanische Eigenschaften von Mineralien und Gesteinen
Das Versuchsmaterial Die Modellmaterialien
Die untersuchten Modellmaterialien Die Festigkeitsuntersuchungen Zerspanungsgrundlagen
Allgemeines
Das Losen des Minerals aus dem Verband Das Zusammenspiel der Zerspanungskraft und der Widerstandskraft
Das Zerlegen der Zerspanungskraft
MeBeinrichtung zur Erfassung der Spankrafte Der Zwei-Komponenten-Kraftmesser
Die' MeBmeiBel und die MeiBelbatterie Versuchseinrichtungen
Der Versuchsstand
Eichung der MeBeinrichtung Eichung der MeBmeiBel
Rechnerische Grundlagen zur Ermittlung der Zerspanungskrafte
Die VersuchsmeiBel
Die Zerspanungsuntersuchungen Die Versuchsvorbereitungen fur das blockierte Spanen
Die Versuchsdurchfuhrung des blockierten Spanens
Die Versuchsdurchfuhrung des freien Spanens Die Versuchsdurchfuhrung fur die Schnittkraft- verteilung uber die MeiBelbreite
Mogliche Fehlerquellen Die Fehler des MeBsystems
Die Fehler durch den Versuchsaufbau Die Fehler beim Versuchsablauf
Die Fehler durch die Modellmaterialien Der Gesamtfehler
Diskussion der MeBergebnisse
Der EinfluB der MeiBelbreite und Spantiefe auf die Spankrafte und die Ausbruchsflache beim blockierten Span en
Der EinfluB der MeiBelbreite und der Spantiefe auf die Spankrafte beim freien Spanen
Vergleich der Spankrafte bei freiem und blockiertem Spanen
Die Verteilung der Schnittkrafte uber die MeiBelbreite beim blockierten und freien Span en
V 1 3
5 5 6 7 8 10 10 12 13 14 15 15 16 17 17 18 19 20 19 23 23 23 24 26 28 28 28 30 29 30 31
31 32 33
34
11.
11. 1 11.2 11.3 11. 4 12. 13.
14.
- IV -
Mathematische Beziehungen zur Bestimmung der Spankrafte und der Ausbruchsflache beim
blockierten und freien Spanen 35
Die Bestimmung der Spankrafte beim "blockierten
Spanen" 35
Die Bestimmung der Spankraft beim freien Spanen 37 Die Bestimmung der Ausbruchsflache beim
blockierten Spanen 37
Die Bestimmung der Ausbruchsflache beim freien
Spanen 38
Zusammenfassung 39
Literaturverzeichnis 41
Abbildungen und Versuchsergebnisse 43
- v -
1. Zusammenstellung der verwendeten Zeichen
a
p
i' A o A b
OMS F
Freiwinkel Keilwinkel Spanwinkel
seitlicher Freiwinkel Oruckfestigkeit Zugfestigkeit
Zeitkonstante des Integrators spezifisches Gewicht des Materials
Grundfl~che des Probenkerns rnittlere Ausbruchsfl~che
MeiBelbreite Grenzbreite
fiktive Breite fur die Berechnung der Andruckkraft fiktive Breite fur die Berechnungder Schnittkraft Ourchrnesser
OehnungsrneBstreifen Kraft
Zerspanungskraft
Zerspanungswiderstandskraft Schnittkraft
Andruckkraft
fiktive GroBe rnaterialabh~ngige Konstante fur die Berechnung der Schnittkraft fiktive GroBe rnaterialabh~ngige Konstante fur die Berechnung der Andruckkraft Gewicht des Abgespanten Gutes
Hohe des Probenkerns
G. ~
h
s
v
- VI -
Gesarntrippenhohe Restrippenhohe Eichfaktor
Eichfaktor des MeBrneiBels Diagrarnrnl1inge
Schnittl1inge Spantiefe
Integrationszeit Integrierte Spannung
Integrierte Spannung der Schnittkraft Integrierte Spannung der Andruckkraft Schnittgeschwindigkeit
