Freiberg, TU Bergakademie, Diss., 2001.

Freiberg (Sachsen), Techn. Universiẗat, Diss., 2002.

Der Zusammenhang zwischen der Zerkleinerung und der Verdichtung eines Gutbetts bei einmaliger Beanspruchung bis zu einem Druck von 1132 MPa wurde in einer geschlossenen und in seitlich offenen Konfigurationen untersucht. Das Untersuchungsmaterial Kalkstein wurde durch die Zugabe von n-Hexansäure in seinen schüttgutmechanischen Eigenschaften verändert. Es zeigte sich eine direkte Proportionalität der durch den Zuwachs der spezifischen Oberfläche charakterisierten Zerkleinerung von der Verdichtung des Gutbetts. Dieser Zusammenhang ist nahezu unabhängig von einer seitlichen Öffnung der Drucktöpfe oder der Zugabe der n-Hexansäure. Der Zusatzstoff fördert im geschlossenen Drucktopf die Verdichtung, und die Zerkleinerung findet schon bei niedrigeren Pressungen statt. In den seitlich offenen Drucktöpfen wird vornehmlich die Verdrängung aus dem Beanspruchungsraum durch den Zusatz beeinflusst. Für eine große Zerkleinerung während einer einzelnen Beanspruchung muss möglichst viel Material hoch verdichtet werden.

Der Zusammenhang zwischen der Zerkleinerung und der Verdichtung eines Gutbetts bei einmaliger Beanspruchung bis zu einem Druck von 1132 MPa wurde in einer geschlossenen und in seitlich offenen Konfigurationen untersucht. Das Untersuchungsmaterial Kalkstein wurde durch die Zugabe von n-Hexansäure in seinen schüttgutmechanischen Eigenschaften verändert. Es zeigte sich eine direkte Proportionalität der durch den Zuwachs der spezifischen Oberfläche charakterisierten Zerkleinerung von der Verdichtung des Gutbetts. Dieser Zusammenhang ist nahezu unabhängig von einer seitlichen Öffnung der Drucktöpfe oder der Zugabe der n-Hexansäure. Der Zusatzstoff fördert im geschlossenen Drucktopf die Verdichtung, und die Zerkleinerung findet schon bei niedrigeren Pressungen statt. In den seitlich offenen Drucktöpfen wird vornehmlich die Verdrängung aus dem Beanspruchungsraum durch den Zusatz beeinflusst. Für eine große Zerkleinerung während einer einzelnen Beanspruchung muss möglichst viel Material hoch verdichtet werden.

Das Ziel der Arbeit bestand darin, einen Beitrag zur Verschleißminderung der Arbeitsorgane von Gutbett-Walzenmühlen zu leisten. Ausgehend von einer umfangreichen Literaturrecherche zum Dreikörper-Abrasivverschleiß und auf diesem Gebiet etablierten Verschleißprüfmethoden und einem anschließenden Vergleich mit den gestellten Anforderungen einer möglichst praxisnahen Versuchsdurchführung wurde ein Versuchsstand entwickelt und gebaut. Herzstück der Anlage ist eine Gutbett-Walzenmühle, die mit zahlreichen Messstellen versehen ist, um dem Betreiber zu ermöglichen, verschiedene Betriebsparameter während des Versuches zu erfassen und diese Daten einer umfangreichen Auswertung zugrundezulegen. Nach einführenden Versuchen wurden verschiedene Verschleißschutzwerkstoffe mit unterschiedlichen Abrasiven getestet. Die dimensionslos dargestellten Verschleißbeträge wurden diskutiert. Die Praxisrelevanz der Versuchsergebnisse wurde nachgewiesen.

Das Ziel der Arbeit bestand darin, einen Beitrag zur Verschleißminderung der Arbeitsorgane von Gutbett-Walzenmühlen zu leisten. Ausgehend von einer umfangreichen Literaturrecherche zum Dreikörper-Abrasivverschleiß und auf diesem Gebiet etablierten Verschleißprüfmethoden und einem anschließenden Vergleich mit den gestellten Anforderungen einer möglichst praxisnahen Versuchsdurchführung wurde ein Versuchsstand entwickelt und gebaut. Herzstück der Anlage ist eine Gutbett-Walzenmühle, die mit zahlreichen Messstellen versehen ist, um dem Betreiber zu ermöglichen, verschiedene Betriebsparameter während des Versuches zu erfassen und diese Daten einer umfangreichen Auswertung zugrundezulegen. Nach einführenden Versuchen wurden verschiedene Verschleißschutzwerkstoffe mit unterschiedlichen Abrasiven getestet. Die dimensionslos dargestellten Verschleißbeträge wurden diskutiert. Die Praxisrelevanz der Versuchsergebnisse wurde nachgewiesen.

Die Gutbettwalzenmühle wird heute in vielen Industriezweigen zur Mahlung spröder Stoffe eingesetzt. Sie zeichnet sich durch eine energieeffiziente Arbeitsweise aus und stellt eine Alternative zu herkömmlichen Zerkleinerungsmaschinen, wie Kugel- und SAG-Mühlen, dar. In der Vergangenheit kam es durch Schäden an den Walzenoberflächen zu Problemen mit der Betriebssicherheit dieser Maschinen. Hervorgerufen werden die Schäden u.a. durch punktuelle Überlastungen der Walzenoberfläche, die durch im Gutbett eingelagerte grobe Einzelpartikel verursacht werden können. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Versuche mit einer hydraulischen Stempelpresse zur Ermittlung der Walzenbelastung von Gutbettwalzenmühlen durchgeführt und der Einfluss verschiedener Maschinen-, Verfahrens- und Materialparameter untersucht. Auf der Grundlage des Versuchsprogramms wird eine Modellbetrachtung zur Walzenbelastung durchgeführt, mit deren Hilfe auf das Lastkollektiv aus der Gutbett- und Einzelkornbelastung geschlossen werden kann.

Die Gutbettwalzenmühle wird heute in vielen Industriezweigen zur Mahlung spröder Stoffe eingesetzt. Sie zeichnet sich durch eine energieeffiziente Arbeitsweise aus und stellt eine Alternative zu herkömmlichen Zerkleinerungsmaschinen, wie Kugel- und SAG-Mühlen, dar. In der Vergangenheit kam es durch Schäden an den Walzenoberflächen zu Problemen mit der Betriebssicherheit dieser Maschinen. Hervorgerufen werden die Schäden u.a. durch punktuelle Überlastungen der Walzenoberfläche, die durch im Gutbett eingelagerte grobe Einzelpartikel verursacht werden können. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Versuche mit einer hydraulischen Stempelpresse zur Ermittlung der Walzenbelastung von Gutbettwalzenmühlen durchgeführt und der Einfluss verschiedener Maschinen-, Verfahrens- und Materialparameter untersucht. Auf der Grundlage des Versuchsprogramms wird eine Modellbetrachtung zur Walzenbelastung durchgeführt, mit deren Hilfe auf das Lastkollektiv aus der Gutbett- und Einzelkornbelastung geschlossen werden kann.