Ütköző fúrórúd ismerete (hosszabbító fúrórúd)

Az ütős kőzetfúró fúrórúdjának kiválasztásakor a bányamérnökök számos olyan tényezővel szembesülnek, amelyeket átfogóan figyelembe lehet venni, beleértve a fúrórúd átmérőjét, keresztmetszeti alakját, a fúróacél típusát és a hőkezelési eljárást. A választékot nem csak a technikai feltételek befolyásolják, hanem a regionális preferenciák és a piaci kínálat is. Jelenleg kétféle fúrórudat gyártanak: az első kovácsolt száradapterrel, a második pedig mindkét végén menetes. Az első beépített, kúpos vagy menetes fúrófejekhez alkalmas. A másodikat száradapter esetén használják, például csak egy fúrórúd a sín típusú kőzetfúróhoz, vagy egy rúdszerelvény-fúrórúd, amely egy menetes rúdperselyhez van csatlakoztatva.

A fúrórudak típusai:

Az üreges fúróacélt melegen hengereljük kerek középpontú, teljes fémmaggal rendelkező tuskóból kerek vagy hatszög keresztmetszetű és különböző hosszúságúvá. Az acél kémiai összetételét jól meg kell választani és pontosan szabályozni kell, hogy megfeleljen a kívánt fúrórúd típusának és az alkalmazott hőkezelési módszernek. A szükséges méretre hengerlés után az átmérő csökkentésére nyújtjuk, majd eltávolítjuk a fémmagot. Az 1% szenet és 1% krómot tartalmazó magas széntartalmú acél, kis mennyiségű mangánt és molibdént tartalmaz, erős kifáradásállósággal rendelkezik, és helyben hőkezelhető és hegeszthető. Fúrórudak gyártására használják száradapterekkel, beleértve a beépített fúrórudakat is. A nagyfrekvenciás hűtési folyamat során a munkadarabot gyorsan 900 °C-ra melegítik, majd gyorsan lehűtik vízben. Ez megváltoztatja a fém szerkezetét, és nyomófeszültséget is okoz a felületi rétegben. A nagyfrekvenciás módszer a kúp, a száradapter és a menet helyi hőkezelésére használható, így a fúrórudat rugalmassá teszi, és képes ellenállni a nagy hajlításoknak és a durva kezelésnek. A homokfúvás egy hideg keményítési eljárás, amely eltávolítja a felületi hibákat és meghosszabbítja az élettartamot. A 0,2-0,27% szenet, 2-3% krómot vagy nikkelt, valamint mangánt vagy molibdént tartalmazó alacsony és közepes széntartalmú acélokból adapterrudakat, adapter-farkat, adapterhüvelyeket és fúrófejtesteket készítenek. Általában teljesen karburáltak. A karburálás során egy 200-300 fúrórúdból álló köteg ketrecben függesztenek fel, és szénben gazdag atmoszférában, 925 °C-on, aknás kemencében körülbelül 6 órán át kezelik. A karburizáció következtében a külső réteg alapvető kémiai összetétele és tulajdonságai megváltoznak, térfogatnövekedést és nyomófeszültséget okozva. Ez a folyamat a teljes felületen lezajlik, beleértve a belső öblítőfuratokat is, javítva a fúrórúd tartósságát, kifáradási szilárdságát, keménységét és merevségét, valamint a kopás- és korrózióállóságot. Nedves fúrásnál természetesen fontos a kopás- és korrózióállóság javítása az öblítőfuratok védelme érdekében. A jelentések szerint a föld alatti nedves fúráshoz használt adapter alkatrészeinek körülbelül 95%-a teljes egészében karburált, beleértve az adapter hüvelyt és a fúrófej meneteit is. Ha az ilyen típusú acélt részben karburizálják, akkor nehéz a helyi izzítást végrehajtani, mert "annealing" zónák képződnek. Műszakilag nehéz eljárás a keményfém lemezek karburált acélba történő hegesztése integrált fúrórúd előállításához, de néhány gyártónak sikerült. Az általuk gyártott nagy teherbírású integrált fúrórudakat nagy teljesítményű kőzetfúrókban használják gépesített kőzetfúráshoz. A jelentések szerint élettartamuk háromszorosa a magas széntartalmú acélokénak, például 900 méter a 300 méterhez képest. Egy másik alacsony széntartalmú ötvözött acél különösen jó megmunkálhatósággal rendelkezik. Nikkelt és krómot tartalmaz. Általában ezt az acélt egészében karburizálják. Egyes gyárak közepes széntartalmú (0,42%) szén-króm-nikkel acélt használnak hosszú,nagy teherbírású integrált fúrórudak. A külső felület és az öblítőnyílások foszfátozhatók a rozsda megelőzése érdekében. Védőviasz a tárolás során is alkalmazható. A korrózió és a rozsda idő előtti kifáradási repedéseket okozhat. A koptató kemény kőzetek nedves kőzetfúrókkal történő fúrásakor általában a teljesen karburált fúrórudakat részesítik előnyben. Fúráskor azonban nyitott fúrófúrásban, illesztésekkel vagy törött sziklaképződményekkel, a fúrórúd erős elhajlás veszélyének van kitéve, és a karburált fúrórúd eltörhet. A nagyfrekvenciás kioltó fúrórudak jobban tudnak alkalmazkodni ehhez a helyzethez. Mivel a nagyfrekvenciás kioltott fúrórúd szívósabb, nem sérülhet meg könnyen véletlen vagy szándékos ütközés következtében. Ugyanakkor nem könnyű meglazítani a menetet az elégtelen hajtóerő miatt, ami helyi felmelegedést és károsodást okoz. A sűrített levegő befújása helyi felmelegedést és felületi eróziót is okozhat. A nagyfrekvenciás hűtött fúrórudak nem hajlamosak erre a jelenségre, de a menetkopás hajlamos előfordulni. Fúrórudak száradapterekkel Ha a robbanólyuk nagyon sekély, például 6 méter alatt, vagy ahogy a robbanólyuk mélyül, különböző hosszúságú fúrórúd-csoportot használnak, vagy egyetlen fúrót, amely megegyezik a robbantási mélységgel -lyuk széles körben használatos. Az ilyen fúrórúd száradapterrel van kovácsolva. A fúrófej vagy a fúrórúddal egybe van építve, vagy egy mozgatható fúrófej, amelyet kúp vagy menet köt össze. A száradapterrel ellátott fúrórúd hatszögletű fúróacélból készül, 19 mm, 22 mm vagy 25 mm-es ellentétes oldalméretekkel, és kézi kőzetfúrókhoz, léglábú kőzetfúrókhoz és gépesített fúrójárművekhez használható lyukak fúrására munkafelületeken vagy kőzetekben. csavarok. Mint fentebb említettük, az ilyen típusú fúrórudak általában magas széntartalmú krómtartalmú ötvözött acélból készülnek. Ez az ötvözött acél törés vagy maradandó deformáció nélkül ellenáll a hajlításnak. A száradapter vége (ha a fúrórúd nincs teljesen karburált) külön oltásra kerül, hogy ellenálljon a dugattyú és a forgó nyomaték okozta ütési feszültségeknek. Ha a fúrófejet kúp köti össze, akkor külön is hőkezelhető. A beépített fúrórúd-szerkezetnek az a célja, hogy a volfrám-karbid teljes kopási élettartama egyenértékű legyen a fúrórúd kifáradási élettartamával. Nagyon koptató kőzeteknél azonban ez a megközelítés nem praktikus, és jobb, ha mozgatható fúrófejet használunk. A gépesített kőzetfúrást nagynyomású vízöblítő vágásokkal száradapter tömítéssel kell ellátni, hogy az öblítővíz ne kerüljön a kőzetfúróba, mert pneumatikus kőzetfúróknál ez a helyzet befolyásolhatja a kenést és jegesedést okozhat. Legalább egy gyártó kínál beépített fúrórudat gömbfogú fúrófejjel a hornyolt fúrófej helyett. Törött vagy repedezett kőzetekben célszerű keresztfúrófejű integrált fúrórudat használni, mert ezekben a kőzetekben fúráskor fennáll a beszorulás veszélye. A hornyos fúrófejnek azonban megvan az a kiemelkedő előnye, hogy könnyen élezhető.

A száradapter csatlakoztatása:

 Mély lyukak rúddal történő fúrásakor a rúd farka a kőzetfúró szár-adapter hüvelyébe kerül, és a rúdpersely a fúrórúd-csoport első fúrórúdjához csatlakozik. Mivel a kőzetfúró-gyártók különféle szerkezetű fúróperselyekkel rendelkező kőzetfúrókat gyártanak, sokféle rúdfarok létezik. A legegyszerűbb a hatszögletű vállas farok, és a többi változatos összetettségű, domborulatokkal vagy hornyokkal. A rúd farának át kell adnia az ütközési energiát, a forgatónyomatékot és a hajtóerőt a fúrórúdnak, és a hátsó felületének, menetének és bordájának vagy vállának magas kopásállósággal kell rendelkeznie. A dugattyú által keltett lökéshullám acélban hangsebességgel (kb. 5000 m/s) és 60-szor/s frekvenciával terjed. A menetes csatlakozásnál kismértékű elmozdulás következik be, és az okozott kopást kopásálló acélnak kell minimalizálnia. A használt kopásálló acélnak törékennyé kell válnia, de nem veszítse el a fáradási szilárdságát. A legalkalmasabb acél az alacsony széntartalmú krómacél vagy a nikkel-krómacél, az általánosan használt hőkezelés pedig a teljes karburizálás. Sekély lyukak fúrásakor jobb egy sín típusú kőzetfúrót és egy éles fúrószárat csatlakoztatni az adapterrúd farokhoz, mint egyetlen fúrórudat száradapterrel használni, különösen akkor, ha nagy átmérőjű lyukakat fúrunk kemény kőzetbe és magasat használunk. -motoros kőzetfúrók. Ez a módszer lehetővé teszi az adapterrúd farok, az adapterhüvely, a fúrórúd és a fúrószár cseréjét, ha szükséges. Azonban, mivel az adapterhüvely egy nyitott fúrótartón halad át, van egy hátránya, hogy az adapterrúd farkának hosszával megegyező tolási hossz elveszik. Lefelé mutató lyukak fúrásakor az első fúrórudat le kell választani a száradapterről, mielőtt az adaptert hozzáadná. Adapterhüvely használatakor az leeshet, ezért néha előnyösebb belső menetes száradaptert használni. Hacsak nem minden belső menetet használ, az adapter hüvelyt a fúrórúd alsó végéhez kell csatlakoztatni. Az adapterhüvely használatához képest merevebb kapcsolat jön létre a száradapter és az első fúrórúd között. Ha nagy hajlítási feszültségek keletkeznek a száradapterben a robbantási furat elhajlása miatt, nagyobb valószínűséggel sérül meg a merev csatlakozás. A fúrószár farka és a menetes rész között van egy "slenderd" átmeneti szakasz, ami állítólag rugalmassá teszi a fúrót, és képes ellenállni a hajlítási igénybevételnek. Az öblítő közeg (víz vagy sűrített levegő) a kőzetfúró víztűjén vagy egy független forgóeszközön keresztül jut be a fúvólyukba. Ha nagynyomású vizet (több mint 8 bar) használnak az öblítéshez, független forgó berendezést kell használni. A modern hidraulikus kőzetfúrók integrált öblítőrendszerrel rendelkeznek a fúrószár hüvelyének végén.

Csatlakozó fúró rudak:

A mélylyukak fúrására szolgáló fúrórudak 2–3% krómot vagy nikkelt tartalmazó króm-molibdén acélból készülnek, és lehetnek hatszögletűek vagy kerekek. A nagy keresztmetszetű fúrórúd rúdtestének és menetes részének átmérője azonos, míg a könnyű fúrórúd menetes végének átmérője nagyobb. Bár a könnyebb fúrórúdnál fennáll a robbanólyuk elhajlásának veszélye a csökkent merevség miatt, kényelmesebb a könnyű fúrórudak használata, ha felfelé fúrunk. A könnyű fúrórudak bonyolult kovácsolási eljárásokat igényelnek, és a karburálás az alapvető módszer a nagyobb fáradási szilárdság eléréséhez. A 32 mm-nél nagyobb átmérőjű kerek fúrórudakat mély lyukak fúrására használják nehéz fúrójárműveken. Mély lyukak fúrásához használt nehéz fúrórudak csatlakoztatásakor és kirakodásakor hatékony segédeszközöket használjon a fúrórudak csatlakoztatásának és kirakodásának gépesítésére.

Szálak:

A "R" menet menetszöge állandó 20°, emelkedése pedig 0,5 hüvelyk a fúrórúd tengelyétől mérve. Kisméretű, 22-28 mm átmérőjű fúrórudakhoz használható. A nagy teljesítményű kőzetfúróknál lehetőség van a "R" menet túlhúzására, a meghúzás mértéke függ az ütközési energiától, a forgási nyomatéktól, valamint a kőzet és a tolóerő által keltett ellenállástól. A "Rd" menethez képest a "T" menetnek nagyobb a menetszöge, és a menetemelkedése az átmérő növekedésével növekszik. Kiegyensúlyozott tömítettség jellemzi, és 38 mm és 45 mm átmérőjű fúrórudakhoz használják. A "C" menet nagyobb berendezésekhez, például 51 mm vagy 57 mm átmérőjű fúrórudakhoz alkalmas. Kettős indítású menettel rendelkezik, és a menetprofil szöge hasonló a "T" menetéhez. A "Hi-Leedd" menetprofilja fűrészfog alakú, csatlakozási és szétszerelési teljesítménye "R" és "T" menetek között van. 25 mm és 57 mm közötti átmérőjű fúrórudakhoz használják, menetszöge "R" és "T" menetek között van. Ha egyszerűbb a kőzetfúrás, a hajtórúdon lévő menetes rész kétszer hosszabbra tehető, így a menet első szakaszának elkopásakor le lehet vágni, de a levágásnál különös figyelmet kell fordítani, hogy elkerüljük a helyi a fúrórúd melegítése és temperálása. Egyes esetekben a fúrórúd a menetkopás után elérte kifáradási élettartamát. Az egy- vagy kétvégű menet kiválasztását a kőzetfúró és a kőzetviszonyok vizsgálata és kipróbálása határozza meg. meghatározásához, de a tolóerő fontos paraméter. Az Ingersoll-Rand egy speciális menetet készít, amelyet a rúd teljes hosszában menetelnek, így amikor az egyik vége elkopott, levágható, majd letörhető és újra felhasználható. A jelentések szerint ötször hosszabb az élettartama, mint a csak a végén menetes rúdé. A menetek hengereltek, ami nagy nyírószilárdságot biztosít, a felület pedig edzett a szívósság és kopásállóság érdekében. Meglehetősen meredek spirálszöget alkalmaznak, hogy minimális nyomatékkal meg lehessen lazítani. 32 mm-es, 38 mm-es és 44 mm-es méretben kapható.

Fejlesztések a fúrórudakban:

Az ütős kőzetfúrók új generációja, különösen a hidraulikus erővel hajtott fúrók, sikeresen versenyeznek a forgó- és lyukfúrókkal a külszíni fúrás számos területén. Ezek a fejlesztések a fúrórudak és fúrószárak fejlesztésével párhuzamosan történtek. A fúrási sebesség növekedésével a fúrórudaknak rugalmasabbnak és általában nehezebbnek kell lenniük. Nyilvánvalóan fontos és szükséges segédberendezések a kezelőeszközök és a nehéz fúrórudak automatikus vezérlése. A fúrórudak élettartamát elsősorban a feszültséghullám amplitúdója befolyásolja, ezért a kis amplitúdójú, egyenletes eloszlású hosszú feszültséghullámok a legkedvezőbbek. A hidraulikus ütős kőzetfúrók ilyen hullámokat keltenek. Dugattyúik kicsi és hosszú átmérőjűek a pneumatikus kőzetfúrók rövid és vastag dugattyúihoz képest. Becslések szerint hidraulikus kőzetfúrók használatával 15%-os megtakarítás érhető el a fúrórúd fogyasztási költségeiben. További kedvező tényezők, hogy a kőzetfúró teljesítménye viszonylag könnyen állítható a fúrási sebesség és a fúrórúd költségének megfeleltetése szerint. Ezen túlmenően az automatikus szemnyitás és az elakadásgátló eszközök használatával is megelőzhető, vagy legalábbis minimálisra csökkenthető az elakadás. Becslések szerint a kőzetfúrás költségének 25-30%-át az alapberuházás, 22-33%-át az alkatrészek és a karbantartás, 12-25%-át a bérek, 2-6%-át az energiafelhasználás, a fúrórudak teszik ki. a fúrószárak pedig 20-22%-ot tesznek ki. A fent említett kiadások között nagy különbségek vannak a bányák között. Ha azonban az érc teljes kőzetfúrási költsége 2 USD/tonna, akkor a fúrórudak és fúrószárak költsége 0,4 USD/tonna. Ha a kőzetfúrás során gyakran fordul elő fúrástörés, az növeli a költségeket és a késéseket. A nagy bányákban már a fúrószár és a fúrórúd felhasználásának kismértékű megtakarítása is jelentős előnyökkel jár. A költségek minimalizálása érdekében nagyon fontos megbeszélni a kőzetfúró rúd gyártójával, és gondosan kiválasztani a fúrórudat a gyártási és használati feltételeknek megfelelően.

A fúrórúd karbantartása:

Fúrógép: Győződjön meg arról, hogy a fúró farokperselye sértetlen, és a fúrófej éles. Fordítsa el a rudat, és használja felváltva a rúdcsoportban lévő rudakat, hogy a rúdcsoport menetei egyenletesen kopjanak. A rúdperselyt a rúdmenet megfelelő élettartamának megfelelően használja – az új rúdpersely új rúddal párosul. Száraz fúráskor tisztítsa meg és kenje be a meneteket speciális zsírral, és csak egyenes fúrórudakat használjon. A fúrórúd hideg időben történő használat előtti felmelegítése meghosszabbítja élettartamát. Óvatosan fúrjon, és fúráskor használja a kőzetfúró teljesítményének 1/4-1/2-ét. Ha a fúrórúd nincs egy vonalban, akkor újra kell fúrni. Használja az optimális tolóerőt. A túlzott tolóerő hatására a fúrórúd meggörbül, és lerövidítheti élettartamát, valamint eltömítheti a fúrófej öblítő furatát, és kopást vagy sérülést okozhat a fúrófej keményfém lemezében; az elégtelen tolóerő a csatlakozás felmelegedését, a csatlakozás károsodását, a fúrófej keményfém lemezének túlzott kopását vagy meglazulását okozhatja. A rúdpersely "snaps" a fúrótartóhoz képest, ami károsítja a rúdperselyt. Az öblítés biztosítása azt jelenti, hogy mindig legyen elegendő öblítővíz a kőforgácsok gyors eltávolításához. Legyen óvatos a leválasztáskor – a letapadás elkerülése érdekében használja a tolási sebesség 1/4-ét. Használjon jó csavarkulcsot a rúd kioldásához. A kalapálás vagy a csőkulcs használata károsítja az edzett felületet. A buktatók fáradtsági töréseket okozhatnak. Speciális mérőeszközzel mérje meg a hosszabbító hüvely és a rúd meneteinek kopását. Ha a kopás meghaladja a megadott határértéket, akkor selejtezni kell. Tárolás Ha használat után tárolni kell, rozsdagátlóval kell kezelni, és nem szabad víz vagy por közelében tárolni. A korrózió nagy probléma a földalatti bányákban.