Sandvik Rock Drill: Speciální zařízení pro těžké ražení tunelů, vysoká odolnost a produktivita

Ražení tunelů vystavuje součásti horninových vrtáků zatěžování, které se v žádném případě nepodobá povrchové práci na pracovním stolku. Stroj pracuje v hlavní ražební čelní části, kde se vibrace nemohou rozptýlit, vrtací tyče zůstávají v kontaktu s čelní plochou po delší dobu během každé směny a i malá odchylka v zarovnání vrtaného otvoru se násobí a vede k nadměrnému odbití horniny, což má reálné finanční dopady na betonové obložení.

Společnost Sandvik vybudovala většinu své strategie produktových řad HL a RD právě kolem řešení tohoto konkrétního problému – nejen rychleji vrtat, ale vrtat rovněji a déle mezi servisními zásahy. Stabilizátor je nejviditelnější součástí této konstrukční filozofie, avšak architektura stojící za ním sahá daleko za jedinou komponentu.

Stabilizátor: Více než tlumič vibrací

Společnost Sandvik vybavuje většinu svých těžkých modelů kamenolomních vrtaček hydraulickým stabilizátorem – standardně jej mají modely HL1060T, HL1560T, HL1560ST, RD1635CF a RD1840C. Jeho funkce spočívá v udržování stálé geometrie kontaktu mezi nástavcem a pístem po celou dobu vrtacího cyklu, čímž se řídí kontakt mezi vrtákem a povrchem skály.

Proč je to důležité? Skok vrtáku – tedy zvednutí vrtáku od povrchu skály mezi jednotlivými údery – ztrácí nárazovou energii a zrychluje nerovnoměrné opotřebení karbidu. Při vrtání žuly o pevnosti 250 MPa s řetězcem vrtacích tyčí o délce 30 metrů může skok vrtáku snížit účinný přenos energie o 15–20 % oproti ustálenému kontaktu. Stabilizátor působí hydraulickou silou, která udržuje stálou geometrii nástavce, čímž se napěťové vlny šíří čistě do skály místo toho, aby se odrážely zpět do těla vrtačky.

Sandvik DL422i, který využívá kamenolomní vrták HF1560ST, dosahuje až o 10 % více vrtaných metrů za směnu při automatizovaném vrtání v rámci produkčního provozu – a to právě proto, že stabilizátor a automatická regulace parametrů spolupracují; vrták tak neztrácí cykly kvůli odskakování vrtáku nebo ručním úpravám.

Řady HL a RD: Porovnání architektury modelů

Konstrukce úderného modulu modelu HL1560ST si zaslouží zvláštní pozornost. Píst a rozváděcí pouzdro pracují bez kontaktu s tělem vrtáku. Menší počet styčných ploch znamená méně možných cest pro únik, a montáž bočních šroubů, která spojuje jednotlivé části těla vrtáku, snižuje počet těsnicích ploch, které musí odolávat cyklickému hydraulickému zatížení.

Technologie dlouhého pístu a to, co ve skutečnosti změní

RD1840C od společnosti Sandvik využívá úderný balíček s dlouhým pístem, který generuje vyšší údernou energii s jiným tvarem pulzu než konstrukce se zkráceným pístem. Výzkum mechaniky úderného vrtání ukazuje, že zkrácený píst vytváří vyšší špičkovou údernou energii, zatímco dlouhý píst vytváří optimalizovanější tvar pulzu – lepší přenos energie do horniny při každém úderu a nižší špičkové napětí na vrtací tyči.

Při průměrech vrtů 140–178 mm v povrchových aplikacích dlouhých vrtů udržuje dlouhý pístový design RD1840C napětí na tyčích v mezích, které významně prodlužují životnost tyčí T51 a GT60. To je významný faktor provozních nákladů: náhradní sady tyčí pro vrty delší než 30 metrů jsou drahé a tvar tlakové vlny, který snižuje počet cyklů únavy v místech spojení tyčí, se během celé produkční sezóny výrazně sčítá.

RockPulse – dostupný jako technologická integrace na novějších zařízeních Sandvik – monitoruje napěťovou vlnu v reálném čase a poskytuje operátorovi data pro úpravu vrtacích parametrů podle skutečného stavu kontaktu s horninou. Tím přesouvá optimalizaci parametrů od odhadu k měření.

Mazání nástavce: úkon údržby, který se často vynechává

Systém cirkulujícího mazání nože (CSL) na modelech RD1635CF a HL1560T snižuje spotřebu oleje pro mazání nože až o 70 % oproti konvenčním systémům. To není jen číslo týkající se provozních nákladů – znamená to také menší kontaminaci oběhového okruhu pro promývání způsobenou unikáním oleje, což je důležité zejména tehdy, když je tlak promývací vody nastaven na 10–15 bar a je nutné udržovat čisté podmínky v vrtané jamce.

U modelů Sandvik bez systému CSL mají intervaly mazání nože a volba třídy oleje přímý vliv na opotřebení vodícího pouzdra a životnost adaptéru nože. Pokud je stlačený tuk aplikován příliš zřídka, dochází během fáze rotace ke kontaktu kovu s kovem mezi nožem a vodícím pouzdrem. Pokud je naopak aplikován příliš často, přebytečné mazivo proniká do těsnění rázové komory – čímž dochází k rychlejšímu poškození polyuretanových těsnění než pouhým cyklickým opotřebením.

HOVOO dodává těsnicí sady pro kamenické vrtáky, kompatibilní s modely řad Sandvik HL a RD, včetně těsnění vodících pouzder a O-kroužků pro nástavce vrtáků, která jsou nejčastěji poškozena opotřebením souvisejícím se mazáním. Modelové reference pro aplikace Sandvik jsou uvedeny na webu hovooseal.com.

Automatické vrtání a přechod na nepřetržitý provoz

Dlouhodírové vrtací stroje řady i-Series od společnosti Sandvik – aktuálním výrobním modelem je DL422i – jsou navrženy pro neobsazený provoz napříč směnami. Automatické vrtání ventilátorem, automatické přemístění ramene a dálkové ovládání z jediného ovládacího panelu umožňují dole udržovat vrták v provozu po dobu 30–45 minut během výměny posádky, která by jinak zůstala nevyužitá.

Na úrovni komponentu to znamená, že kamenolomný vrták pracuje blíže ke své teoretické provozní době. Počet hodin rázového provozu se hromadí rychleji. Těsnicí sady, které by v ručně ovládaném zařízení vydržely například 400 hodin, v automatických konfiguracích začínají být zatěžovány 500+ hodin. Výběr těsnicích materiálů – polyuretan (PU) pro standardní cykly, vodíkem nasycený butadien-akrylonitrilový kaučuk (HNBR) pro oblasti s vyšší teplotou – s ohledem na skutečnou provozní dobu je důležitější u automatických vozových parků než u tradičně provozovaných.