Untersuchungen der Kraftverteilung über die Meißelbreite unter verschiedenen Spanbedingungen

Die heutige Bevolkerung der Erde von ann~hernd vier Milli arden Menschen wird nach Sch~tzungen der Statistiker um die Jahrtausendwende auf sechs Milliarden anwachsen. Dieses explosionsartige Anwachsen der Bevolkerungszahl und die fortschreitende Industrialisierung und Mechanisierung er fordern eine Verdoppelung der lebenswichtigen Rohstoffe und Prim~renergietr~ger. Um dieses in der Zukunft gew~hrleisten zu konnen, muB das Wissen und die Forschung des Ingenieurs intensiviert werden. Das Aufsuchen und die Gewinnung fester mineralischer Rohstoffe als wesentliche T~tigkeit bedurfen wegen der Vielzahl der zu gewinnenden Rohstoffe und den gros sen Unterschieden in ihren physikalischen Eigenschaften einer den Verh~ltnissen angepassten, vielseitigen maschinellen Technologie. Die Olkrise des Jahres 1973 hat gezeigt, daB die Sicherung des Energiebedarfs durch heimische Energietr~ger qewahrleistet werden sollte, da auBerdem die Preise fur die importierte Energie, die in der Bundesrepublik Deutschland ca. 65% des Energiebedarfs deckt, in den letzten Jahren enorm gestiegen sind. Die Energieversorgung der Bundesrepublik Deutschland kann durch die hier vorhandene gewinnbare Steinkohle gesichert werden. Es sind heute Steinkohlenlagerstatten bekannt, die bei einem Anwachsen des Energieverbrauchs im heutigen - fang ca. zweihundert Jahre ausreichen konnen. Im westdeutschen Steinkohlenbergbau werden heute fast nur noch Floze in flacher bis m~Big geneigter Lagerung vollme chanisch gewonnen. Fur die vollmechanische Lose- und Lade arbeit stehen im wesentlichen zwei Maschinentypen unter schiedlicher Arbeitsweise zur Verfugung. Auf der einen Seite die Maschinen der "schneidenden Gewinnung", Walzenlader, und auf der anderen Seite die Maschinen der "schalenden Gewinnung", der Kohlenhobel in seinen unterschiedlichen Ausfuhrungsformen.

Klappentext

Die heutige Bevolkerung der Erde von ann~hernd vier Milli­ arden Menschen wird nach Sch~tzungen der Statistiker um die Jahrtausendwende auf sechs Milliarden anwachsen. Dieses explosionsartige Anwachsen der Bevolkerungszahl und die fortschreitende Industrialisierung und Mechanisierung er­ fordern eine Verdoppelung der lebenswichtigen Rohstoffe und Prim~renergietr~ger. Um dieses in der Zukunft gew~hrleisten zu konnen, muB das Wissen und die Forschung des Ingenieurs intensiviert werden. Das Aufsuchen und die Gewinnung fester mineralischer Rohstoffe als wesentliche T~tigkeit bedurfen wegen der Vielzahl der zu gewinnenden Rohstoffe und den gros­ sen Unterschieden in ihren physikalischen Eigenschaften einer den Verh~ltnissen angepassten, vielseitigen maschinellen Technologie. Die Olkrise des Jahres 1973 hat gezeigt, daB die Sicherung des Energiebedarfs durch heimische Energietr~ger qewahrleistet werden sollte, da auBerdem die Preise fur die importierte Energie, die in der Bundesrepublik Deutschland ca. 65% des Energiebedarfs deckt, in den letzten Jahren enorm gestiegen sind. Die Energieversorgung der Bundesrepublik Deutschland kann durch die hier vorhandene gewinnbare Steinkohle gesichert werden. Es sind heute Steinkohlenlagerstatten bekannt, die bei einem Anwachsen des Energieverbrauchs im heutigen - fang ca. zweihundert Jahre ausreichen konnen. Im westdeutschen Steinkohlenbergbau werden heute fast nur noch Floze in flacher bis m~Big geneigter Lagerung vollme­ chanisch gewonnen. Fur die vollmechanische Lose- und Lade­ arbeit stehen im wesentlichen zwei Maschinentypen unter­ schiedlicher Arbeitsweise zur Verfugung. Auf der einen Seite die Maschinen der "schneidenden Gewinnung", Walzenlader, und auf der anderen Seite die Maschinen der "schalenden Gewinnung", der Kohlenhobel in seinen unterschiedlichen Ausfuhrungsformen.

Inhalt

2. Einleitung.- 3. Aufgabenstellung.- 4. Mechanische Eigenschaften von Mineralien und Gesteinen.- 4.1 Das Versuchsmaterial.- 4.2 Die Modellmaterialien.- 4.3 Die untersuchten Modellmaterialien.- 4.4 Die Festigkeitsuntersuchungen.- 5. Zerspanungsgrundlagen.- 5.1 Allgemeines.- 5.2 Das Lösen des Minerals aus dem Verband.- 5.3 Das Zusammenspiel der Zerspanungskraft und der Widerstandskraft.- 5.4 Das Zerlegen der Zerspanungskraft.- 6. Meßeinrichtung zur Erfassung der Spankräfte.- 6.1 Der Zwei-Komponenten-Kraftmesser.- 6.2 Die Meßmeißel und die Meißelbatterie.- 7. Versuchseinrichtungen.- 7.1 Der Versuchsstand.- 7.2 Eichung der Meßeinrichtung.- 7.3 Eichung der Meßmeißel.- 7.4 Rechnerische Grundlagen zur Ermittlung der Zerspanungskräfte.- 7.5 Die Versuchsmeißel.- 8. Die Zerspanungsuntersuchungen.- 8.1 Die Versuchsvorbereitungen für das blockierte Spanen.- 8.2 Die Versuchsdurchführung des blockierten Spanens.- 8.3 Die Versuchsdurchführung des freien Spanens.- 8.4 Die Versuchsdurchführung für die Schnittkraftverteilung über die Meißelbreite.- 9. Mögliche Fehlerquellen.- 9.1 Die Fehler des Meßsystems.- 9.2 Die Fehler durch den Versuchsaufbau.- 9.3 Die Fehler beim Versuchsablauf.- 9.4 Die Fehler durch die Modellmaterialien.- 9.5 Der Gesamtfehler.- 10. Diskussion der Meßergebnisse.- 10.1 Der Einfluß der Meißelbreite und Spantiefe auf die Spankräfte und die Ausbruchsfläche beim blockierten Spanen.- 10.2 Der Einfluß der Meißelbreite und der Spantiefe auf die Spankräfte beim freien Spanen.- 10.3 Vergleich der Spankräfte bei freiem und blockiertem Spanen.- 10.4 Die Verteilung der Schnittkräfte über die Meißelbreite beim blockierten und freien Spanen.- 11. Mathematische Beziehungen zur Bestimmung der Spankräfte und der Ausbruchsfläche beim blockierten undfreien Spanen.- 11.1 Die Bestimmung der Spankräfte beim blockierten Spanen.- 11.2 Die Bestimmung der Spankraft beim freien Spanen.- 11.3 Die Bestimmung der Ausbruchsfläche beim blockierten Spanen.- 11.4 Die Bestimmung der Ausbruchsfläche beim freien Spanen.- 12. Zusammenfassung.- 13. Literaturverzeichnis.- 14. Abbildungen und Versuchsergebnisse.