Prifresymeg Gweithio Dril Carreg Hidrolegol: Mechanwaith Crafftfyrraf Effaith a Drilio Cylchrol

Mae'r rhan fwyaf o eglurhiadau sut mae dril carreg hydrolig yn gweithio'n dechrau â'r pistyn. Mae hynny'n le anghywir i ddechrau. Mae'r pistyn yn allbwn system hydrolig-mecanegol cyfuniadur —nid yw deall beth mae'r pistyn yn ei wneud yn ddefnyddiol oni bai fod eich bod yn deall yn gyntaf beth sydd yn ei reoli. Mae'r system percwsiau yn hanfodol yn oscillator hydrolig: mae'r foliant newid cyfeiriad yr olew yn trosglwyddo rhwng y cymylau blaen a chefn y pistyn yn y moment cywir i gynnal symudiad cyffredinol parhaol. Popeth sydd yn dilyn—cyflymder y pistyn, ynni'r effaith, amlder—yn ddibynol ar faint o gywirdeb sydd yn y trosglwyddiad hwn.

Mae'r weithrediad llawn o ddrielloi yn cyfuno tri swyddogaeth ar unwaith: percwsiau ar draws (effaith y pistyn), cylchdro (troi'r llinell drielloi fel bod pob taro yn taro carreg newydd), a grym y feddiannu (grym y taro sydd yn rhoi'r bit yn erbyn y wyneb). Rhaid cânoli'r tri yn gywir, neu bydd y system yn aneffeithlon, p'un a oes llawer o bwer oléwol ar gael.

Y Gylch Percwsiau: Wyth Stadiwm mewn Un Taro

Mae symudiad y pistyn mewn un cylch percwsiau yn mynd trwy tua chwech o gyflwr hydrolig gwahanol wrth i'r valve newid cyfeiriad cydsynhwyso llif olew â safle'r pistyn. Yn Cyflwr 1, mae olew dan bwysedd uchel yn llenwi'r cawell flaenol a'n yrru'r pistyn yn ôl (strodiad adfer). Yn ystod y strodiad adfer, mae'r valve newid cyfeiriad yn adnabod safle'r pistyn drwy'r sianel pilot mewnol a dechrau ei newid cyfeiriad ei hun—gan newid y pwysedd uchel o'r cawell flaenol i'r cawell olaf. Yn Cyflwr 7, mae'r pistyn yn ei weithrediad cyflymder uchaf pan fydd yn cyffwrdd â'r wyneb shank. Rhaid i'r valve newid cyfeiriad gyrraedd ei sefyllfa newidiad yn union ar y foment hwn: os yw'n rhy gyflym, bydd olew dan bwysedd uchel yn y cawell flaenol yn atal y pistyn cyn iddo gyffwrdd â'r shank; os yw'n rhy araf, bydd y cawell olaf yn parhau dan bwysedd ar ôl y taro, gan achosi 'taro dwbl' eilradd sydd yn trechu ynni yn hytrach na chyfrannu at y taro cynhyrchiol nesaf.

Mae ymchwil ar amseru'r foli cyfeiriad wedi adnabod y methiant ail-effaith fel prif achos ynni percwsiau is-na-chyflwr yn y drifterau cynhyrchu. Mae'r ail effaith yn digwydd pan mae cyflymder y foli cyfeiriad yn annigonol—mae'r gwlff clirio ε rhwng y silindr a'r cylchfoli'n rheoli faint o gyflymder sydd angen i'r foli newid. Pan mae ε = 0.01 mm, mae llif y gwlff clirio'n cynnal cyflymder newid y wedi'i gynllunio; mae gwlffoedd ehangach neu'ch na chyngach yn dirwyn perfformiad percwsiau, naill ai trwy newid araf (ail effaith) neu drosdroi (colli cyflymder y pistyn).

Troiad Doni Gweithredu: Ynni ar Wyneb y Creigiau

Pan mae'r pistyn yn taro'r shank ar gyflymder v, mae'r effaith yn creu tonnau pwysedd crynhoi sydd yn teithio i lawr y rhewin drilio tuag at y bit. Mae lled-tonnau hynny yn pennu grym torri'r carreg ar wyneb y bit. Mae'r tonnau pwysedd yn diflannu'n esbonyddol ar hyd y rhewin trwy ymylioni geometrig, adlewyrchiadau cysylltiadau ar y rhewin cysylltiadau , a llunio'r damganiad. Mae mesuriadau maes yn dangos bod patrwm y tonnau tensiwn yn gyfnodol ac yn diflannu i wrthwynebiad bron i sero dros hyd y gwrdd—sy'n golygu bod yr egni taro defnyddiol ar dyfnder yn ffracsiwn o'r hyn a gynhyrchwyd gan y pistyn ar y shank.

Mae cydweddu'r gwrthwynebiad rhwng y pistyn, y shank, y rhod a'r bit yn bwysig ar gyfer trosglwyddo'r ynni. Pan mae gwrthwynebiad y ton (sydd yn lluoswm arwynebedd croesiadol a chyflymder sain) wedi'i gydwedd rhwng y rhannau hyn, mae'r ton sy'n tensiwn yn teithio'n effeithlon heb adlewyrchu ar bob rhyngwyneb. Pan mae diamedr rhod y pistyn yn wahanol yn sylweddol i ddiamedr y rhod drilio, mae rhagfarn o'r ton yn adlewyrchu'n ôl—mae'r rhan adlewyrchus hon yn ynni a gollir. Felly mae geometreg y pistyn wedi'i leihau ar gyfer dosbarth penodol o ddiamedr rhod yn hytrach na bod yn ddyluniad cyffredinol.

Y Mecanwaith Cylchdro: Amseriad rhwng Yr Yrrwyr

Mae'r corff cylchol yn troi'r llinell brydliad yn barhaus yn ystod y taro, gyda'r cyflymder cylchol wedi'i osod fel bod y pen yn symud tua 5–10 gradd rhwng pob taro. Mae'r symudiad onglol hwn yn gosod arwyneb newydd o'r creigiau dan bob botwm carbide cyn y taro nesaf. Symudiad rhy lew: mae'r carbide yn taro'r un pwll sydd eisoes wedi chwyddo, gan gynhyrchu powdr manwl a chynhesi na phropagadu craciau newydd. Symudiad rhy lawr: mae'r carbide yn taro creigiau nad ydynt wedi chwyddo eto rhwng y rhannau sydd wedi eu taro'n gryfach gan y taroau blaenorol—hynny yw llai effeithlon na thrwyddo ar arwyneb sydd yn rhannol chwyddo.

Mae'r corff rhedeg cylchdro yn gweithio'n annibynnol ar gylchdro'r tarwgiad, ac mae ei reoli dan gylchdro hydrolig ar wahân. Mae'r trothwy cylchdro yn cynyddu pan fydd y pen yn cyfarfod haenau hardd neu pan fydd y cipiau'n casglu a'u herbyn i'w chwifio allan. Mae pwl o drothwy sy'n achosi i'r cylchdro seilio—tra bod y tarwgiad yn parhau—yn gloi'r pen yn ei le tra bod y pistyn yn parhau i roi tarwgiadau i llinell nad yw'n cylchdroi. Dan y cyflwr hwn, mae'r barcud drilio yn profi straen cyfunol o droelli a chwasgu sydd yn gallu bod yn uwch na'i weithrediad tanfleidiol mewn eiliadau. Mae'r swyddogaeth gwrth-gwmpasu ar jumbos diweddar yn adnabod y cyflwr hwn ac yn lleihau pwysedd y tarwgiad neu'n gwrthdroi'r cylchdro am eiliad byr cyn i gamwedd ddigwydd i'r llinell.

Grym Cyflenwi: Hafaliad y Cysylltiad

Mae'r grym a chynhelir yn darparu'r grym echlinol sydd yn cadw'r binell yn erbyn wyneb y creigiau rhwng pob taro. Heb ef, mae'r binell yn codi'n ychydig ar y donen stress adferiad ac yn colli cysylltiad cyn i'r taro nesaf ddod—felly mae pob effaith yn cael ei wario rhannol ar gyacceleru'r binell yn ôl at y wyneb cyn iddi ddechrau torri'r creigiau. Gyda grym a chynhelir rhy uchel, mae'r binell wedi'i gwasgu yn gryfach yn erbyn y wyneb fel nad yw'r piston yn gallu cwblhau hyd ei symudiad llawn; mae'r egni taro wedi'i dorri ac yn gostwng yr egni taro effeithiol.

Mae'r grym fwyaf effeithlon o'r rhewyn yn cynhyrchu cysylltiad sefydlog, parhaus rhwng y rhewyn a'r creigiau heb gyfyngu ar y symudiad o'r pistyn. Yn ymarfer, rhaid cynyddu pwysedd y rhewyn wrth i hyd y twll gynyddu, gan fod pwysau'r llinell brenhinol yn darparu grym gwrthweithio sydd yn cynyddu ac yn gwrthdroi'r bwleden o'r silindr. Roedd monitro maes yn chwarel Malmberget gan LKAB yn dangos cynydd lliniol yn bwysedd y rhewyn â hyd y twll mewn peiriannau cynhyrchu sydd wedi'u gweithredu'n iawn—gan gadarnhau bod gosodiadau cyson o bwysedd y rhewyn yn cynhyrchu grym cysylltiad anghyson ar dyfnder.

Ymddifrodi: Adferu'r Energi nad defnyddiodd y Creigiau

Ar ôl i'r tonnau tensiwn gyrraedd y wyneb y bit, mae rhannau o'r egni yn torri'r creigiau. Mae'r gweddill yn adlewyrchu i fyny'r llinell borchwiad fel tonnau tynnol. Os nad oes dim yn ei atal, mae'r tonnau adlewyrchus hyn yn teithio i'r shank ac yn cael ei thraslio'n ôl i mewn i'r corff drifter—sy'n stresio'r casediad, y mynegiadau braced, a'r cyngreiriau strwythurol. Mae'r system llunio yn atal yr egni adlewyrchus hwn. Mae cynlluniau llunio sengl (adapter sydd yn nofio, fel yn Epiroc COP) yn hanneru'r tonnau adlewyrchus ar y rhyngwyneb shank-pistyn. Mae cynlluniau llunio dwbl (cyfres Furukawa HD) yn defnyddio dau ghamrau cyfresol: y cyntaf yn hanneru'r tonnau adlewyrchus prifol; y trydydd yn dal yr egni adlewyrchus sydd wedi gorffen o dan y cam cyntaf.

Dros gweithio dan y ddaear o uchel defnyddiau am 8 awr percwsiau, mae'r egni tonnau adlewyrchol cyfanswm a chafodd ei habsorfu gan y system sydd yn lleddfu yn sylweddol. Mae'r tarwad ar y sêl yn y cylchred lleddfu'n lleihau effeithlonrwydd yr absorpshen—dechrau mae'r corff yn derbyn yr egni y buasai'r system lleddfu wedi'i gynllunio i'w gipio. Mae HOVOO yn darparu setiau sêlau ar gyfer cylchredu lleddfu ar gyfer y rhaglenni drifter prif, ynghyd â setiau percwsiau safonol. Cyfeiriadau llawn ar hovooseal.com.