Zustandsüberwachung von Schneidwerkzeugen zur schneidenden Gewinnung von Festgesteinen mithilfe der Emissionsanalyse

In der schneidenden Gewinnung sind während des Werkzeugeingriffs in das Gebirge Veränderungen in einem Wirkungsdreieck, gebildet aus Maschine, Gestein und Werkzeug, zu beobachten, die z.B. als Emissionen in Form von Staub, Hörschall und Vibrationen ausgeprägt sind. Weiterhin sind auch Veränderungen zu beobachten, die nicht direkt als Emissionen bezeichnet werden können, wie alle Rückwirkungen des Schneidprozesses auf die Gewinnungsmaschine und insbesondere den Antrieb sowie darüber hinaus Veränderungen der Werkzeuggeometrie oder eine Verschiebung der Partikelgrößenverteilung des gelösten Haufwerks. Entsprechend dem Wirkungszusammenhang enthalten diese Veränderungen Informationen über den aktuellen Prozesszustand und werden unter dem Begriff “Informationsträger” zusammengefasst. Im Rahmen des vorliegenden Artikels werden einige Ansätze dargestellt, welche Informationsträger des Prozesses nutzbar gemacht werden können und welche Informationen über den aktuellen Zustand des Schneidprozesses enthalten sind. Dazu wurden im Versuchsfeld des Instituts für Maschinentechnik der Rohstoffindustrie der RWTH Aachen (IMR) unter Laborbedingungen Schneidversuche mit Schneidkantenmeißel durchgeführt. Die Versuchsergebnisse werden diskutiert. Emission analysis for state description of cutting tools in hard rock cutting Using the method of cutting extraction, changes within an effect triangle formed by machinery, material and cutting tool can be observed when the cutting tool interacts with the material. These changes can be expressed inter alia as emissions like dust, audible sound and vibrations. Additionally, there are also changes that cannot be described directly as emissions like all reactions of the cutting process affecting the extraction machine as well as the powertrain in particular. Furthermore, changes concerning tool geometry or a shift of the particle size distribution of the loosened material can be noticed. According to the causal relationship, all these changes contain information about the current process state and are summarized as “information carriers”. In the context of this article, a few approaches are presented how information carries can be utilised for process monitoring and which information is contained concerning the current cutting process. The results of cutting tests with cutting edge picks which were carried out under laboratory conditions in the laboratory of the Institute for Mining and Metallurgical Machinery at RWTH Aachen University ar