Kőzetfúró acéltípusok: integrált, levehető és hosszabbító szerszámok
A kőzetfúrás teljesítménye nem csak magától a fúróberendezéstől vagy a kőzetfúrótól függ. A fúróacél, a fúrófej, a szárcsatlakozás és a tengelykapcsoló-rendszer határozza meg, hogy az ütési energia és a forgónyomaték milyen hatékonyan éri el a kőzetet. A megfelelő kőzetfúró szerszám kiválasztása befolyásolja a fúrási sebességet, a furat egyenességét, a karbantartási munkaterhelést, a szerszámfogyasztást és az üzemeltetési költségeket.
A hagyományos felső kalapácsos kőzetfúrókkal használt kőzetfúró szerszámokat általában három csoportba sorolják: integrált fúróacél, levehető fúróacél és hosszabbító fúrószerszámok. Mindegyik kialakításnak más a szerkezete, a működési tartománya és a gazdasági előnye. Ezen különbségek megértése segít a vállalkozóknak, a bányáknak és a kőfejtők üzemeltetőinek a kőzetviszonyokhoz és a fúrási mélységhez igazítani a szerszámrendszert.
Hogyan továbbítja az energiát a kőzetfúró acél
Egy hagyományos felső kalapácsos kőzetfúró az ütési energiát és a forgást is átviszi a fúróacélon. A dugattyú a szár végébe ütközik, feszültséghullámot hozva létre, amely az acél mentén halad a fúrófejhez. Ugyanakkor a gép forgó és előtoló erőt fejt ki, így a fúrófej ismételten új kőzetterületekre ütközik.
Ez különbözik a mélyfúrástól. A DTH rendszerben a kalapács a furat alja közelében, közvetlenül a DTH fúrófej mögött dolgozik. A fúrócső főként a forgást, az előtoló erőt és az öblítő levegőt továbbítja; nem hordozza ugyanazt az ismétlődő ütési energiát, mint egy felső kalapács. Emiatt a felső kalapácsos fúráshoz használt szerszámokat általában fúróacéloknak nevezik, míg a DTH szerszámokat általában fúrócsöveknek, kalapácsoknak és fúrófejeknek.
Felső ütőfúró alkalmazásoknál a fúróacél fő célja az ütési energia és a nyomaték minimális veszteséggel történő átvitele, miközben megőrzi a megfelelő szilárdságot, a fáradási ellenállást és a kopásállóságot.
Integrált fúróacél sekély furatú fúráshoz
Az integrált fúróacél egyetlen egységként készül. Az egyik végét a kőzetfúróhoz illeszkedő szárrá kovácsolják, míg a másik végét keményfém betétekkel vagy gombokkal ellátott fúrószárrésszé. A gyakori anyagok közé tartozik az üreges hatszögletű fúróacél, gyakran 19 mm, 22 mm és 25 mm keresztmetszettel.
Mivel a fúrófej és az acél állandóan össze van kötve, az integrált fúróacélnak nincs külön csatlakozása a rúd és a fúrófej között. Ez számos előnnyel jár:
Nincs veszélye annak, hogy egy levehető bit elveszik a furatban.
Jó ütési energiaátadás, mivel nincs bit-rúd illesztés.
Méretéhez képest nagy ütés- és nyomatékállóság.
Könnyű kihúzás sekély robbantási lyukakból.
Egyszerű kezelés kis átmérőjű, rövid furatok fúrásához.
Az integrált fúróacélt széles körben használják lágy és közepes kőzetekben, kis átmérőjű furatokban, kőbányászati munkákban, építőiparban és könnyűbányászati alkalmazásokban. Különösen praktikus ott, ahol a fúrási mélységek korlátozottak, és a gyors szerszámcsere fontosabb, mint a maximális újrafelhasználhatóság.
A fúrófej alakját a kőzetnek megfelelően kell kiválasztani. A véső típusú integrált fúrók könnyen újraélezhetők, és megfelelő körülmények között gazdaságosak. A kereszt- vagy többélű fúrók javíthatják a stabilitást puha, repedezett vagy erősen hézagolt kőzetekben, mivel csökkentik a fúrófej furatban való beszorulásának kockázatát. A háromélű kialakítások nagyméretű öblítőhornyokat is biztosíthatnak, amelyek segítenek eltávolítani a forgácsot és csökkentik a keményfém kopását.
A gombos élű integrálacélok általában jobban megfelelnek a könnyen behatoló, alacsony kopásállóságú kőzetekhez. Értékük a csökkent újraélezési igényből adódik, de a keményfém és acél testnek ésszerűen kiegyensúlyozott élettartamot kell elérnie ahhoz, hogy a szerszám gazdaságos maradjon.
Az integrált fúróacél fő korlátja, hogy ha a fúrófej vége súlyosan megsérül, az egész szerszámot ki kell vonni. A kezelőknek emellett több különböző hosszúságú fúróacélból kell raktáron tartaniuk, ami növelheti a szállítási, tárolási és élezési igényeket.
Levehető fúróacél a rugalmas szerszámcseréhez
A levehető fúróacél egy levehető fúróhegyet használ, amely egy különálló fúrórúdhoz van csatlakoztatva. A csatlakozás kúpos vagy menetes illesztéssel történhet, a szerszám kialakításától és az alkalmazástól függően. A húrhegy eltávolítása után marad a fúrórúd, amelyet gyakran egyszerűen fúróacélnak vagy fúrórúdnak neveznek.
A leszerelhető rendszer fő előnye a szervizelhetőség rugalmassága. Amikor a bit elkopik, a rúd eldobása nélkül kicserélhető. Ha a rúd egy csatlakozás közelében törik el, néha a kúp vagy a menet újramegmunkálásával javítható a teljes szerelvény cseréje helyett.
Egy levehető rendszer mélyebb fúrásokat is támogat. Egyetlen fúrófejjel mély furatot lehet fúrni, miközben a különböző hosszúságú rudak cserélődnek a furat előrehaladtával. Ez lehetővé teszi a furatminőség fenntartását, miközben korlátozza a munkafelületre szállítandó komplett szerszámok számát.
További előnyök:
Kisebb szállítási térfogat az élezéshez és a bit szervizeléséhez.
A rúdanyag és a fúróhegy anyagának külön kiválasztása.
Potenciálisan hosszabb élettartam a rúdtest számára.
Fúrófejek és rudak egyszerűsített tárolása.
Kevesebb hulladék, ha csak a bit romlik el.
Azonban minden csatlakozás magában hordozza az ütési energia veszteségének lehetőségét és egy további gyenge pont kialakulásának lehetőségét. A kúpos csatlakozások, az azonos átmérőjű menetes csatlakozások és a fordított menetes csatlakozások mind eltérő energiaveszteségi jellemzőkkel rendelkezhetnek. A kopás, a rossz gyártási minőség, a nem megfelelő meghúzás vagy a sérült menetek miatt a fúrófej meglazulhat. A laza fúrófej-csatlakozás felgyorsíthatja a kopást, károsíthatja a fúrófejet és csökkentheti a fúrás hatékonyságát.
Emiatt a leszerelhető fúróacél akkor a leghatékonyabb, ha a csatlakozások karbantartását rutinszerű üzemeltetési feladatként kezelik. A kezelőknek ellenőrizniük kell a meneteket vagy a kúpokat, tisztán kell tartaniuk a csatlakozásokat, adott esetben megfelelő kenőanyagot kell használniuk, és a kopott alkatrészeket ki kell cserélniük, mielőtt azok másodlagos károkat okoznának.
Hosszabbító fúrórudak mélyebb furatokhoz
A toldószerszámok hosszabb furatokhoz készültek. Egy szár-adapterből vagy szárszakaszból, egy vagy több toldórúdból, csatlakozókból és egy fúrófejből állnak. Ezt a konfigurációt általában padfúráshoz, sodródó fúráshoz és más mélyebb furatokhoz használják, ahol az egy darabból álló acél nem lenne praktikus.
A modern toldórudak gyakran menetes csatlakozásokat használnak. A gyakori menetprofilok közé tartoznak a hullámos és a fordított támfalú formák, amelyeket ütésterhelés, forgás és előtoló erő felvételére terveztek. A toldórudak különböző hatszögletű és kerek méretekben kaphatók, a megfelelő méretet a kőzetfúró, a szükséges furatátmérő, a fúrási mélység és a várható üzemi körülmények határozzák meg.
Fontos kopási terület a menet. Jó fúrási körülmények között a hosszabbító rúd élettartamát nagyrészt a menet kopása, nem pedig a rúdtest meghibásodása határozhatja meg. A gazdaságosság javításának egyik módja a meghosszabbított menetszakasz használata. Amikor az első menetszakasz elkopik, eltávolítható, és a második szakasz üzembe helyezhető.
Ez a megközelítés különösen értékes lehet nagyobb, cementált fúrórudak esetében. Elkerüli a kopott menet újramegmunkálásának nehézségeit az eredeti, edzett felületi réteg eltávolítása után. A hosszabb menetszakaszokkal használt csatlakozóknak megfelelő belső ütközővel kell rendelkezniük a rudak helyes pozicionálásához.
A megfelelő fúrószerszám-rendszer kiválasztása
A legjobb kőzetfúró szerszám nem egyszerűen a legerősebb vagy a legolcsóbb alkatrész. Hanem az a rendszer, amely a legjobban illik a fúrási mélységhez, a kőzet keménységéhez, a koptatóképességhez, a hézagokhoz, a furatátmérőhöz, a fúró modelljéhez és a karbantartási képességhez.
Az integrált fúróacél általában a praktikus választás sekély, kis átmérőjű furatokhoz és egyszerű fúrási körülményekhez. A levehető fúróacél gazdaságosabb fúrófej-cserét és nagyobb rugalmasságot kínál változó fúrási körülmények között. A hosszabbító fúrórendszerek az előnyben részesített megoldást jelentik a mélyebb furatokhoz, amelyek több rudat és szabályozott csatlakozásokat igényelnek.
A kezelőknek a fúróacél hosszának és a fúrófej átmérőjének tervezett tartományát is használniuk kell. Egy fúróacél-készletben az egyes egymást követő szerszámok hossza és fúrófej átmérője eltérő lehet. A megfelelő hosszkülönbség a kőzet keménységétől és az előtolás hosszától függ, míg a fúrófej átmérőjét általában csökkentik a furat mélyülésével. Ez segít fenntartani a fúrási hatékonyságot, és lehetővé teszi, hogy a végső furatméret kompatibilis maradjon a tervezett robbanótöltettel vagy egyéb furathasználati követelménnyel.
