Doğal Taşların Dairesel Testereli Kesiminde Birim Enerjinin Kesim ve Ortam Parametrelerinden Kestirimi

Yıl 2020, , 340 - 347, 20.05.2020

Fatih Bayram

https://doi.org/10.35414/akufemubid.671546

Cited By: 1

Öz

Doğal taş işletmeciliği ve işlemeciliği, ülkemiz maden ihracatı için önemli sektörlerden biridir. Bu sektörde uluslararası rekabetin sürdürülebilir olması kaynakların verimli kullanımına bağlıdır. Doğal taş ocaklarından elde edilen blokların da bu kapsamda değerlendirilmesi gerekmektedir. Doğal taş işleme tesislerinde blokların işlenmesi sırasında uygulanan kesim yöntemlerinin performanslarının belirlenmesi önemlidir. Kesim sırasında harcanan birim enerji dairesel testereli kesimde performans ölçütlerinden biridir. Bu çalışmada, birim enerjinin bazı kesim ve ortam parametrelerinden belirlenmesi amaçlanmıştır. Birim enerjinin belirlenmesi için kesim parametreleri olarak testere çevresel hızı ve ilerleme hızı seçilmiştir. Benzer şekilde, ortam parametreleri olarak da testere titreşimi ve gürültü değerleri, kesim sonrası yüzeylerdeki pürüzlülük, kesim sırasında oluşan talaş yığınından belirlenen pasa irilik katsayısı seçilmiştir. Bu parametrelerin birim enerji ile ilişkileri istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Yapılan istatistiksel çalışmalarla dairesel testereli kesimde kullanılan birim enerjinin çevresel hız, ilerleme hızı, yüzey pürüzlülüğü ve pasa irilik katsayısı parametrelerinden kestirimine yönelik bir model kurulmuştur. Bu istatistiksel modelin yüksek güvenilirlikte (R2=0.948) birim enerji değerlerini kestirebileceği tespit edilmiştir. Bu modelde kullanılan parametreler, kesimde harcanan birim enerjinin tatmin edici biçimde tahmin edilmesinde ve dairesel testereli kesimin performansının belirlenmesinde kullanılabilir.

Anahtar Kelimeler

Dairesel testereli kesim, Birim enerji, Çevresel hız, İlerleme hızı, Yüzey pürüzlülüğü, Pasa irilik katsayısı

Teşekkür

Bu çalışma kapsamında yapılan kesim işlemleri için Doç. Dr. Nazmi Erhan YAŞITLI’ya ve tane boyu analizleri için Doç. Dr. Namık Atakan AYDOĞAN’a teşekkür ederim.

Estimation of Unit Energy from Cutting and Environment Parameters in Circular Cutting of Natural Stones

Öz

Natural stone mining and processing is one of the important sectors for Turkey's mining exports. Sustainable international competition in this sector depends on the efficient use of resources. The natural stone blocks obtained from quarries should be evaluated within this scope. It is important to determine the performance of the cutting methods used in the processing of blocks in natural stone processing plants. The unit energy consumed during cutting is one of the performance criteria for circular cutting. In this study, it is aimed to determine the unit energy from some cutting and environment parameters. In order to determine the unit energy, the peripheral speed and advance rate were selected as cutting parameters. Similarly, sawblade vibration and sound levels, roughness of the surfaces after cutting, and the coarseness index determined from the pile of chips formed during cutting were selected as environment parameters. The relationships of these parameters with unit energy were evaluated statistically. A model was derived with the statistical studies for estimating the unit energy consumed in circular cutting from the parameters of peripheral speed, advance rate, surface roughness and coarseness index. It has been determined that this statistical model can estimate unit energy with high reliability (R2=0.948). The parameters used in this model can be satisfactorily used to estimate consumed unit energy during cutting and to determine the performance of the circular cutting.

Anahtar Kelimeler

Circular Cutting, Unit energy, Peripheral speed, Advance rate, Surface roughness, Coarseness index

Kaynakça

• Altındağ, R., 2003. Estimation of penetration rate in percussive drilling by means of coarseness ındex and mean particle size. Rock Mechanics and Rock Engineering, 36 (4), 323–332.
• Aydın, G., Karakurt, İ and Aydıner, K., 2013. Development of predictive models for the specific energy of circular diamond sawblades in the sawing of granitic rocks. Rock Mechanics and Rock Engineering, 46(4), 767-783.
• Bayram, F. and Yaşıtlı, N.E., 2013. Effects of sawing parameters on natural stone processing performance. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering, 227(4), 287–294.
• Bayram, F., Yaşıtlı, N.E., Kulaksız, S. and Özçelik, Y., 2012. Optimization of limestone sawing using circular saws with reference to unit wear and energy. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 227(5), 1069–1079.
• Büyüksağiş, İ.S. and Göktan, R.M., 2005. Investigation of marble machining performance using an instrumented block-cutter. Journal of Materials Processing Technology, 169, 258-262.
• Büyüksağiş, İ.S., 2007. Effect of cutting mode on the sawability of granites using segmented circular diamond sawblade. Journal of Materials Processing Technology, 183, 399-406.
• Güney, A., 2011. Performance prediction of large-diameter circular saws based on surface hardness tests for Mugla (Turkey) marbles Rock Mechanics and Rock Engineering, 44, 357-366.
• Huang, G., Zhang, M., Huang, H., Guo, H. and Xu, X., 2018. Estimation of power consumption in the circular sawing of stone based on tangential force distribution, Rock Mechanics and Rock Engineering, 51, 1249–1261.
• Mikaeil, R., Haghshenas, S.S., Haghshenas, S.S. and Ataei, M., 2016. Performance prediction of circular saw machine using imperialist competitive algorithm and fuzzy clustering technique. Neural Computing and Applications, 29, 283–292.
• Pai, D.M., 1987. A fundamentals study of the diamond sawing of rocks. PhD Thesis, Arizona State University, 90.
• Polini, W. and Turchetta, S., 2007. Monitoring of diamond disk wear in stone cutting by means of force or acceleration sensors. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 35, 454-467.
• Tumaç, D., 2015. Predicting the performance of large diameter circular saws based on Schmidt hammer and other properties for some Turkish carbonate rocks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 75, 159–168. Wright, D.N. and Cassapi, V.B., 1985. Factors influencing stone sawability. Industrial Diamond Review, 2, 84-87.
• Wright, D.N. and Tagg, W.R.J., 1998. The development of a rock classification system for use with diamond tools. Industrial Diamond Review, 58, 113-120.
• Xu, X., Li, Y. and Yu, Y., 2003. Force ratio in the circular sawing of granites with a diamond segmented blade. Journal of Materials Processing Technology, 139, 281-285.
• Yurdakul, M., 2015. Effect of cutting parameters on consumed power in industrial granite cutting processes performed with the multi-disc block cutter. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 76, 104–111.
• Yurdakul, M. and Akdaş, H., 2012. Prediction of specific cutting energy for large diameter circular saws during natural stone cutting. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 53, 38–44.