Jak udržovat mazací systém vrtáku? Zabránění zaseknutí a opotřebení

Hydraulické kamenolamy mají dva odlišné mazací systémy, které se často zaměňují, a údržba pouze jednoho z nich za současného zanedbání druhého je běžnou příčinou předčasného poškození kamenolamu. Prvním je samotný hydraulický obvod – vysokotlaký olej, který pohání funkce rázového úderu, rotace a posuvu, zároveň mazuje válec pístu, řídicí blok a převodový řetězec rotace prostřednictvím navržených vůlí a odtokových obvodů. Druhým je mazací systém nástavce – samostatný, vyhrazený obvod, který dodává olej nebo olejovou mlhu přímo do adaptéru nástavce, vodícího pouzdra a spojovacích ploch ozubeného hřídele, kde dochází ke kontaktu mezi adaptérem nástavce a poháněcím prvkem pro rotaci.

Rotační jednotky bez mazání hřídele se rychle porouchají. Kontakt mezi hřídelí a poháněnou drážkou přenáší současně točivý moment i nárazové reakční zatížení v rozsahu 30–65 Hz. Bez dostatečného mazání na tomto rozhraní vede kovový kontakt pod tímto zatížením k opotřebení vibrací (fretting), zasíťování (galling) a nakonec k poškození drážek, což vyžaduje výměnu jak hřídele, tak rotačního upínače. Jedná se o selhání, které lze předcházet, avšak k tomu je nutné pochopit, co je obvod mazání hřídele, kam mazivo přivádí a co se stane, pokud je tento obvod přerušen.

Jak funguje obvod mazání hřídele

Většina hydraulických vrtacích strojů zajišťuje mazání nože jedním ze dvou způsobů. Tradiční přístup využívá stlačený vzduch z pomocného vzduchového okruhu stroje nebo malého samostatného kompresoru k rozptýlení oleje pro kamenické vrtné stroje do mlhy, která je následně vstřikována do pouzdra nože prostřednictvím kalibrovaného otvoru. Tato olejová mlha vytváří na každém úderovém cyklu mazací film na povrchu drážek a v otvoru vodícího pouzdra. Systémy společností Atlas Copco/Epiroc i Sandvik dříve oba používaly tento přístup, přičemž spotřeba oleje pro mazání nože činila 600–1 200 g/hodinu v závislosti na konkrétním modelu vrtacího stroje.

Cirkulační systém mazání nože (CSL), který společnost Sandvik zavedla u modelů jako RD1635CF a HL1560T, přistupuje k problému jinak: směruje filtrovaný hydraulický olej z obvodu rotačního motoru skrz tělo nože, mazí stykové plochy a vrací použitý olej zpět do hydraulického systému pro filtraci a opětovné použití místo jeho vyfukování. Systém CSL snižuje spotřebu mazacího oleje pro nožový díl až o 70 % oproti tradičním mlžným systémům a eliminuje nutnost samostatné nádrže na mazací olej pro nožový díl na vrtném stroji. Uzavřená smyčka také znamená, že mazací olej nezpůsobuje přenos kontaminace vodou pro proplachování zpět do těla vrtného stroje – což je však u tradičních mlžných systémů možné při změně polohy vrtného stroje.

Důsledky nedostatečného mazání nožového dílu

Nedostatečné mazání nože způsobuje charakteristickou posloupnost poruch. Stupeň jedna: zvýšený krouticí moment otáčení v důsledku rostoucího tření mezi drážkami a náhonem. To se projevuje vyššími než normálními údaji tlaku otáčení na manometru, které obsluha často připisuje tvrdosti horniny místo problému s mazáním. Stupeň dva: trhlinové opotřebení kontaktujících ploch drážek vytváří jemné kovové částice, které se dostávají do vůle vedení vodícího pouzdra a zvyšují boční vůli nože – čímž urychlují opotřebení vodícího pouzdra, jak je popsáno samostatně. Stupeň tři: zášlap na rozhraní drážek způsobuje adhezní přenos materiálu mezi povrchem nože a povrchem náhonu, který se následně pod vlivem kombinovaného zatížení rázem a krouticím momentem roztrhne a spustí trhliny u kořene drážek.

Časový úsek od prvního snížení mazání po viditelné poškození drážek závisí na frekvenci rázů a tvrdosti horniny. U tvrdého žuly při plné rázové frekvenci může tento proces proběhnout již po 50–100 hodinách rázové činnosti při nedostatečném mazání hřídele. U měkčích hornin při částečném rázovém tlaku to může trvat až 200 hodin. V každém případě je to výrazně kratší doba než navržená životnost rázového vrtáku.

Rychlost mazání a specifikace oleje podle typu rázového vrtáku

Specifikace oleje je důležitá nejen z hlediska viskozity. Oleje pro hřídele kamenolomových vrtáků musí obsahovat přísady, které vytvářejí ochrannou blánku a které zůstávají účinné i za podmínek rázového zatížení – okamžité kontaktní tlaky na rozteči ozubů během nárazů pístu jsou řádově vyšší než tlak statický. Univerzální hydraulický olej neposkytuje pro toto použití dostatečnou ochranu proti extrémnímu tlaku (EP). Specializované oleje pro kamenolomové vrtáky obsahují lepivé přísady (tackify), které pomáhají, aby olejová blánka zůstala přilepena na kovových površích mezi jednotlivými nárazy, místo aby byla odstředivou silou odhozena během rotace.

Vypouštění rotačního pouzdra: Údržbový krok, který většina provozů přehlíží

Hydraulické vrtáky mají odvodní otvor na pouzdře rotačního motoru, který umožňuje odvést použitý mazací olej, prach z horniny a kondenzát z oblasti držáku. Pokud je tento odvod ucpaný – například nahromaděným odpadem, ohybem v odvodním potrubí nebo jednoduše tím, že po údržbě nebylo potrubí znovu připojeno – hromadí se použitý mazací olej v pouzdře. Kontaminovaný olej se následně dostává do rázového válce prostřednictvím mezery mezi vodící vložkou a hřídelí, kde se smíchá s hydraulickou kapalinou pro rázový mechanismus. Tato kontaminace urychluje opotřebení těsnění rázového mechanismu i povrchu pístového válce současně.

Kontrola odvodního potrubí při každé údržbě – ověření průtoku, potvrzení, že není stlačené či ucpané, a zajistění, že končí mimo tělo vrtacího stroje tak, aby olej mohl volně odkapat – trvá méně než pět minut. Tím se zabrání tomu, aby se pouzdro rotačního motoru stalo zdrojem kontaminace, která poškozuje komponenty rázového mechanismu při následující údržbě.

Údržba hydraulického oleje: Druhá polovina systému

Olej v nárazovém obvodu nepotřebuje samostatné přísady pro mazání – samotný hydraulický olej vytváří hydrodynamickou vrstvu pro pístní válec, rozváděčové šoupátka a rotační motor. To, co potřebuje, je čistota. Kontaminovaný hydraulický olej je hlavní příčinou opotřebení nárazového ventilu, opotřebení těsnění vodícího pouzdra a poškození povrchu rotačního motoru. Cílovým standardem čistoty pro nárazový obvod je ISO kód čistoty 16/14/11; systémy provozované za podmínek horších než tento kód zrychlují opotřebení všech přesných vůlí v průbojníku současně.

Výměny oleje v intervalech doporučených výrobcem – a okamžité výměny po jakékoli poruše komponentu, která mohla způsobit vniknutí kovových částic – jsou hlavní hydraulickou údržbovou činností. Společnost HOVOO dodává komplety těsnění pro všechny hlavní modely drifterů; při plánování výměny oleje jej synchronizujte s intervalem pro kontrolu kompletu těsnění, aby proniknutí do hydraulického obvodu při jedné údržbě nevyžadovalo samostatné proniknutí o tři týdny později pro druhou údržbu. Úplné odkazy na modely na adrese hovooseal.com.