Progettazione di una nuova configurazione di taglio per ottimizzare l’utilizzo di segatrici a catena in cava di Dr Ir Fabrice Dagrain 1 , Patrick Marchandise 2 , Sébastian Desmette 3 1 Dipartimento di Ingegneria Civile, Facoltà di Ingegneria, Università di Mons, Mons, Belgio 2 PMDS sa, Mons, Belgio 3 NETS sa, Mons, Belgio INTRODUZIONE La progettazione di utensili da taglio è sempre più caratterizzata dall’utilizzo di metodi numerici (metodo degli elementi finiti, ad esempio nel taglio del metallo, o metodi degli elementi discreti, nei materiali granulari) che permettono di simulare i meccanismi di distruzione dei materiali, o dall'impiego di software in grado di integrare i modelli fenomenologici di taglio. I produttori di utensili per il settore petrolifero sono senza dubbio all’avanguardia nella tecnologia di progettazione di utensili per la perforazione di materiali rocciosi. La maggior parte di loro ha sviluppato un pro- prio software di progettazione che consente di bilanciare gli utensili sfruttando i parametri geometrici di tutti gli inserti, inserti considerati indipendentemente l'uno dall'altro (Figura 1). La potenza di calcolo dei computer attuali permette di ottimizzare la progettazione di utensili anche nel caso di forme complesse. Questo metodo di progettazione è stato adattato per dimensionare in modo ottimale una nuova configurazio- ne di utensili da taglio, con l'obiettivo di ottimizzare il funzionamento delle segatrici a catena in cava. La simulazione numerica del funzionamento degli utensili da taglio è più complessa: richiede di conoscere alla perfezione il comportamento meccanico e il criterio di rottura del materiale roccioso e, spesso, di tarare i modelli numerici realizzati. L'uso di un software di progettazione semplifica, quindi, l'approccio, pur essen- do basato su modelli di taglio fenomenologici o empirici dei materiali rocciosi. Esistono vari modelli di taglio e molti articoli e lavori scientifici hanno già ampiamente trattato questo argomento. I modelli principali conside- rano le caratteristiche geometriche degli inserti (forma geometrica, angolo di spoglia posteriore, angolo di spo- glia laterale e inferiore) così come l'asimmetria dei solchi generati o l'interazione tra inserti consecutivi. La grande maggioranza dei modelli si limita, come campo di validità, alla modalità di rottura “duttile”, che è una modalità di taglio con generazione di un flusso continuo di particelle di piccole dimensioni, in opposizio- ne alla modalità “fragile”, che è invece caratterizzata da rottura del materiale con propagazione di cricche. Nessun modello di taglio, allo stato attuale, permette di rappresentare il modo “fragile” di rottura. Tutti i modelli di taglio in modalità di rottura duttile riferiti a singoli taglienti (inserti) presentano una INTRODUCTION The design of cutting tools is more and more done by use of numerical methods (finite elements method for example for metal cutting, discrete elements methods in granular materials) which makes it possible to simulate the destruction mechanisms of materials, or by use of design software which integrate phenomenological cutting models. The drilling tools manufacturers for petroleum engineering are doubtless with the point of technology in the design for applications in rock drilling. The major part of them developed their own design software which makes it possible to balance the tools while exploiting the geometrical parameters of all the inserts of a tool, inserts taken independently from each other (Figure 1). The computing power of the current computers makes it possible to refine the design of tools of sometimes complex form. This principle of design was adapted to dimension in an optimal way a new configuration of cutting tools with an aim of optimizing the operation of the chain saw machines in quarries. The numerical simulation of the operation of cutting tools is more complex: it requires to know perfectly the mechanical behavior and the failure criterion of the destroyed rock materials, and often to calibrate the numerical models carried out. The use of a design software thus simplifies the approach while being based Design of a new cutting configuration to optimize the cutting operations of chain saw machines in quarries by Dr Ir Fabrice Dagrain 1 , Patrick Marchandise 2 , Sébastian Desmette 3 1 University of Mons, Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Mons, Belgium 2 PMDS sa, Mons, Belgium 3 NETS sa, Mons, Belgium