Systém mazání vrtáku: Konstrukce, údržba a poruchy

Požadavky na mazání hydraulického hornického vrtáku nejsou v celém těle vrtáku stejné – různé zóny vyžadují různé maziva, dodávané v různých množstvích prostřednictvím oddělených obvodů. Pokud je systém mazání chápán pouze jako „nalijte olej zde“, přehlíží se jeho skutečná konstrukční podstata. Typický vrták obsahuje nejméně tři oddělené mazací zóny, z nichž každá má odlišné požadavky na mazací prostředek, odlišné režimy poruch a odlišné důsledky při jejich zanedbání.

Oddělení jednotlivých zón je východiskovým bodem údržbového programu, který skutečně funguje. Zamíchání obvodů – např. použití mazacího oleje pro hřídel v hydraulickém obvodu nebo naopak – poškozuje přesné komponenty během několika hodin. Náklady jsou nepoměrně vysoké ve srovnání s jednoduchostí této chyby.

Zóna 1: Úderový (hydraulický) obvod

Udárcí píst, obrácením ventilu řízený ventil, akumulátor a související vrtané povrchy jsou mazány samotným hydraulickým olejem – konkrétně tenkou vrstvou, která se vytváří v mezerách mezi pohybujícími se povrchy. Tento způsob mazání funguje díky tomu, že hydraulický olej má řízenou viskozitu, obsahuje protiopotrubní přísady a je filtrován tak, aby byly částice odstraněny ještě před tím, než dosáhnou mezer ve vrtaných površích. Kvalita mazání v této oblasti je proto určena výhradně čistotou, třídou viskozity a intervalem výměny hydraulického oleje.

Hydraulický olej v nárazovém obvodu by měl být udržován na úrovni čistoty podle ISO kódu 16/14/11 nebo lepší. Většina provozů má olej znečištěnější než tento standard. Doporučená praxe údržby: výměna hydraulického oleje v intervalech stanovených výrobcem (obvykle po 500–1 000 provozních hodinách pro hydraulický olej vrtacích zařízení, kratší intervaly v znečištěných prostředích), výměna filtru před dosažením stavu přeplnování (což znamená výměnu podle plánu, nikoli čekání na vizuální indikátor) a odběr vzorků oleje po 200 a 500 provozních hodinách pro analýzu počtu částic. Zvýšení počtu částic mezi jednotlivými vzorky nad normální úroveň opotřebení signalizuje degradaci některé součásti – obvykle povrchu vrtacího otvoru nebo vůle ventilu – a vyžaduje okamžitou prohlídku, ještě než se olej zamlží nebo zakalí.

Zóna 2: Mazání násady

Adaptér nože a jeho rozhraní s vodící objímkou, upínacím tupým pouzdrem a ozubenými hřídeli vyžadují samostatné mazání, oddělené od hydraulického obvodu. Hydraulický olej, který pohání píst, není formulován pro kontaktní tlaky a kluzné rychlosti na rozhraní mezi nožem a ozubenou hřídelí – chybí mu přísady EP (extrémního tlaku) a lepivé přísady, které zabrání kovovému kontaktu za kombinované zátěže zároveň nárazu a krouticího momentu.

V současných rotačních vrtacích strojích se používají tři metody přívodu maziva: atomizace oleje vzduchovou mlhou (stlačený vzduch dopravuje olej pro kovové vrtné nářadí ve formě mlhy skrz tělo vrtací tyče, spotřeba činí 600–1 200 g/h), dávkované vtřikování tuku (automatické nebo ruční dávkování v definovaných intervalech) a systém cirkulujícího mazání těla vrtací tyče (CSL) společnosti Sandvik, který vedou filtrovaný hydraulický návratový olej skrz tělo vrtací tyče zpět do nádrže místo jeho vyfukování. Systém CSL snižuje spotřebu maziva pro tělo vrtací tyče až o 70 % a eliminuje nutnost samostatného řízení nádrže, kterou vyžadují systémy s vzduchovou mlhou.

Oleje pro závity kladivových vrtáků musí mít viskozitu ISO VG 100 nebo ekvivalentní s přísadami zajišťujícími vysokou pevnost olejového filmu a lepivými přísadami. Tyto složky udržují olejový film na povrchu závitových drážek hřídele mezi jednotlivými rázovými cykly – běžný hydraulický olej se rozkládá pod vlivem kontaktního tlaku a odstředivou silou rotace je od metalického povrchu odhazován. Nahrazení oleje pro závity hřídele hydraulickým olejem pouze proto, že je k dispozici, zatímco správný olej není na místě, vede u vrtání v tvrdé hornině k poškození závitových drážek (galling) během několika hodin.

Zóna 3: Rotační motor a převodový úsek

Rotační motor – hydraulický lopatkový nebo ozubený motor – je mazán hydraulickým olejem v rotačním okruhu. Jedná se o samostatný okruh oddělený od okruhu rázového mechanismu u většiny rotačně-rázových vrtáků, který má vlastní nastavení tlaku a návratní potrubí. Hlavní údržbovou činností je kontrola průtoku vypouštěného oleje na výpusť pro vypouštění z motoru: zvýšený výtok (nad specifikovanou hodnotu) signalizuje opotřebení vnitřních těsnění motoru nebo zvětšení mezery mezi ozubenými koly, což znamená, že motor přesměrovává olej místo toho, aby jej přeměňoval na rotační pohyb.

Porucha ložisek rotačního motoru – pokud k ní dojde – vyvolá charakteristický zvuk: suchý kovový drnčivý šum na straně rotačního motoru vrtáku, nikoli na straně rázového mechanismu. Tím se liší od hluku při vrtání rázovým mechanismem během normálního provozu za vysokého tlaku. Diagnostickým krokem je provoz vrtáku pouze s rotačním pohybem a vypnutým rázovým mechanismem a poslech tohoto drnčení. Ložiska, která jsou na ústupu, obvykle tento příznak projeví dříve, než se objeví viditelné zahřátí nebo přečerpávání oleje.

Tabulka diagnostiky poruch mazání

Integrace údržby: synchronizace výměny oleje s výměnou těsnění

Nejúčinnější plán údržby spojuje výměnu oleje, výměnu filtru a výměnu kompletu těsnění do jediné servisní akce místo oddělených zásahů. Samostatná výměna oleje po 500 provozních hodinách, která se provádí odděleně od prohlídky těsnění po 500 provozních hodinách, znamená dvě otevření obvodu, dvě příležitosti pro vniknutí kontaminantů a dvě vyslání servisního týmu. Synchronizace těchto úkonů snižuje celkovou dobu údržby o 30–40 % a současně eliminuje riziko kvality spojené s otevřením obvodu, který není okamžitě uzavřen a znovu naplněn.

HOVOO dodává těsnicí sady pro všechny hlavní značky drifterů ve všech třech mazacích zónách – těsnění rázové části, těsnění průmyslového oplachového boxu a těsnění rotujícího pouzdra – buď jako kompletní sady nebo jako zónově specifické podmnožiny v závislosti na požadavcích údržby. Objednání těsnicí sady společně se plánovanou výměnou oleje vytváří podmínky pro integrovanou údržbu namísto postupných jednobodových zásahů. Úplné odkazy na stránce hovooseal.com.