Πώς να συντηρήσετε το σύστημα λίπανσης του τρυπανιού; Πρόληψη φραξιμάτων και φθοράς

Οι υδραυλικοί διατρητικοί μηχανισμοί διαθέτουν δύο ξεχωριστά συστήματα λίπανσης, τα οποία συχνά συγχέονται μεταξύ τους, ενώ η συντήρηση μόνο του ενός και η παράβλεψη του άλλου αποτελεί συνηθισμένη αιτία πρόωρης αποτυχίας του διατρητικού μηχανισμού. Το πρώτο είναι το ίδιο το υδραυλικό κύκλωμα — το λάδι υψηλής πίεσης που κινεί τις λειτουργίες πλήξης, περιστροφής και προώθησης λιπαίνει επίσης τον κύλινδρο του εμβόλου, το μπλοκ βαλβίδων και το γρανάζι περιστροφής μέσω των προβλεπόμενων χαραμάδων και των κυκλωμάτων αποστράγγισης. Το δεύτερο είναι το σύστημα λίπανσης του στελέχους — ένα αφιερωμένο, ξεχωριστό κύκλωμα που παρέχει λάδι ή αέριο λάδι (oil mist) ειδικά στον προσαρμογέα στελέχους, τον οδηγό κυλινδρικό σωλήνα (guide bushing) και τις επαφές με εξωτερικό δόντι (spline interfaces), όπου ο προσαρμογέας στελέχους και ο κινητήρας περιστροφής έρχονται σε επαφή.

Οι μονάδες περιστροφής χωρίς λίπανση του στελέχους αποτυγχάνουν γρήγορα. Η επαφή μεταξύ των δοντιών του στελέχους και του κινητήρα μεταφέρει ταυτόχρονα ροπή και φορτία αντίδρασης κρούσης σε συχνότητα 30–65 Hz. Χωρίς επαρκή λίπανση σε αυτήν την επαφή, η μεταλλική επαφή μετάλλου-μετάλλου υπό αυτά τα φορτία προκαλεί φθορά από τριβή (fretting wear), πρόσφυση (galling) και τελικά ζημιά στα δόντια, η οποία απαιτεί την αντικατάσταση τόσο του στελέχους όσο και των εξαρτημάτων της πιάστρας περιστροφής. Πρόκειται για μια αποφεύξιμη αποτυχία, αλλά απαιτεί κατανόηση του τι είναι το κύκλωμα λίπανσης του στελέχους, πού τροφοδοτεί και τι συμβαίνει όταν διακόπτεται.

Πώς λειτουργεί το κύκλωμα λίπανσης του στελέχους

Οι περισσότεροι υδραυλικοί δρύφτερες παρέχουν λίπανση του στελέχους (shank) μέσω μίας από δύο μεθόδους. Η παραδοσιακή προσέγγιση χρησιμοποιεί συμπιεσμένο αέρα από το επικουρικό κύκλωμα αέρα του φορέα ή από έναν μικρό, αφιερωμένο συμπιεστή για να ατομοποιήσει το λάδι της γεωτρύπανου σε ατμό και να το εισαγάγει στο περίβλημα του στελέχους (shank housing) μέσω ενός καλιβραρισμένου ανοίγματος. Το ατμώδες λάδι επικαλύπτει τις επιφάνειες των εγκοπών (spline surfaces) και την εσωτερική επιφάνεια της οδηγού βαλβίδας (guide bushing bore) με ένα λιπαντικό φιλμ κατά τον κάθε κύκλο πλήξης. Τα συστήματα Atlas Copco/Epiroc και Sandvik χρησιμοποιούσαν ιστορικά αυτήν την προσέγγιση, με κατανάλωση λαδιού για το στέλεχος (shank lube oil) στην περιοχή των 600–1.200 g/ώρα, ανάλογα με το μοντέλο του δρύφτερα.

Το σύστημα κυκλικής λίπανσης του στελέχους (CSL), που εισήγαγε η Sandvik σε μοντέλα όπως τα RD1635CF και HL1560T, ακολουθεί διαφορετική προσέγγιση: κατευθύνει φιλτραρισμένο υδραυλικό λάδι από το κύκλωμα του κινητήρα περιστροφής μέσω του περιβλήματος του στελέχους, λιπαίνει τις επαφές και επιστρέφει το χρησιμοποιημένο λάδι στο υδραυλικό σύστημα για φιλτράρισμα και επαναχρησιμοποίηση, αντί να το αποβάλλει. Το σύστημα CSL μειώνει την κατανάλωση λαδιού λίπανσης του στελέχους έως και κατά 70% σε σύγκριση με τα παραδοσιακά συστήματα ατμού και εξαλείφει την ανάγκη για ξεχωριστό δοχείο λαδιού λίπανσης του στελέχους στο γεωτρύπανο. Η αρχιτεκτονική κλειστού κύκλου σημαίνει επίσης ότι το λάδι λίπανσης δεν μεταφέρει μολυσματικά συστατικά από το νερό πλύσιμος πίσω στο περίβλημα του γεωτρυπάνου, όπως μπορούν να κάνουν τα παραδοσιακά συστήματα ατμού όταν αλλάζει η προσανατολισμός του γεωτρυπάνου.

Οι Συνέπειες της Ανεπαρκούς Λίπανσης του Στελέχους

Η ανεπαρκής λίπανση του στελέχους προκαλεί μια χαρακτηριστική ακολουθία αστοχιών. Στάδιο ένα: αύξηση της ροπής περιστροφής καθώς αυξάνεται η τριβή μεταξύ των εγκοπών και του κινητήρα. Αυτό εμφανίζεται ως υψηλότερες από το φυσιολογικό αναγνώσεις πίεσης περιστροφής στο μανόμετρο, τις οποίες οι χειριστές συχνά αποδίδουν στη σκληρότητα της γεωλογικής μορφής, αντί για πρόβλημα λίπανσης. Στάδιο δύο: η τριβοδιάβρωση στις επιφάνειες επαφής των εγκοπών παράγει λεπτά μεταλλικά σωματίδια που μεταναστεύουν στο κενό της κατευθυντικής βαλβίδας και αυξάνουν την εγκάρσια κίνηση του στελέχους—επιταχύνοντας κατ’ αυτόν τον τρόπο τη φθορά της κατευθυντικής μανίκας, όπως περιγράφεται ξεχωριστά. Στάδιο τρία: η πρόσφυση (galling) στη διεπιφάνεια των εγκοπών προκαλεί αδεσμική μεταφορά υλικού μεταξύ των επιφανειών του στελέχους και του κινητήρα, η οποία στη συνέχεια ρήγνυται υπό τη συνδυασμένη φόρτιση κρούσης και ροπής, προκαλώντας ρωγμές στη ρίζα των εγκοπών.

Το χρονικό διάστημα από την πρώτη μείωση της λίπανσης μέχρι την ορατή ζημιά των εγκοπών εξαρτάται από τη συχνότητα των κρουστικών ενεργειών και τη σκληρότητα του γεωλογικού σχηματισμού. Σε σκληρό γρανίτη με πλήρη κρουστική συχνότητα, αυτή η εξέλιξη μπορεί να συμβεί εντός 50–100 ωρών κρουστικής λειτουργίας με ανεπαρκή λίπανση του στελέχους. Σε μαλακότερους σχηματισμούς με μερική κρουστική πίεση, μπορεί να απαιτηθούν έως 200 ώρες. Σε κάθε περίπτωση, είναι μετρήσιμα μικρότερο από τη σχεδιασμένη διάρκεια ζωής του κρουστικού δρύιδα.

Ρυθμός λίπανσης και προδιαγραφές λαδιού ανάλογα με τον τύπο κρουστικού δρύιδα

Η προδιαγραφή του λαδιού είναι σημαντική πέραν της ιξώδους. Τα λάδια για τον άξονα διατρητικών μηχανημάτων πρέπει να περιέχουν πρόσθετα που δημιουργούν φιλμ, τα οποία διατηρούν την αποτελεσματικότητά τους υπό επιβάρυνση κρούσης — οι στιγμιαίες πιέσεις επαφής στη διεπιφάνεια των εγκοπών κατά την κρούση του εμβόλου είναι τάξεων μεγέθους υψηλότερες από τη στατική πίεση. Το λάδι υδραυλικών συστημάτων γενικής χρήσης παρέχει ανεπαρκή προστασία EP (extreme pressure) για αυτήν την εφαρμογή. Τα ειδικά λάδια για διατρητικά μηχανήματα περιέχουν πρόσθετα προσκόλλησης (tackifiers), τα οποία βοηθούν το φιλμ του λαδιού να προσκολλάται στις μεταλλικές επιφάνειες μεταξύ των κρούσεων, αντί να απομακρύνεται από την κεντροφύγου δύναμη κατά την περιστροφή.

Το Αποστράγγισμα του Περιβλήματος Περιστροφής: Το Βήμα Συντήρησης που Παραλείπεται Από Τις Περισσότερες Θέσεις Εργασίας

Οι υδραυλικοί δριφτερς διαθέτουν μια θύρα αποστράγγισης στο περίβλημα του κινητήρα περιστροφής, η οποία επιτρέπει την απόρριψη χρησιμοποιημένου λιπαντικού ελαίου, μόλυνσης από σκόνη πετρώματος και υγρού συμπύκνωματος από την περιοχή του στελέχους. Εάν αυτή η θύρα αποστράγγισης εμποδιστεί — από συσσωρευμένα υπολείμματα, από μια κάμψη στη γραμμή αποστράγγισης ή απλώς επειδή η γραμμή δεν επανασυνδέθηκε μετά από συντήρηση — το χρησιμοποιημένο λιπαντικό συσσωρεύεται στο περίβλημα. Το μολυσμένο λάδι στη συνέχεια μεταναστεύει στον κύλινδρο περκουσιόν μέσω της ελευθέρας του οδηγού βαθμίδας, όπου αναμιγνύεται με το υδραυλικό υγρό περκουσιόν. Η προκύπτουσα μόλυνση επιταχύνει τη φθορά των σφραγίδων περκουσιόν και της επιφάνειας του κυλίνδρου του εμβόλου ταυτόχρονα.

Η ελέγχου της γραμμής αποστράγγισης σε κάθε διάστημα συντήρησης — επαλήθευση της ροής, επιβεβαίωση ότι η γραμμή δεν είναι συμπιεσμένη ή εμποδισμένη και διασφάλιση ότι καταλήγει μακριά από το σώμα του γεωτρύπανου, ώστε το λάδι να αποστραγγίζεται ελεύθερα — διαρκεί λιγότερο από πέντε λεπτά. Αυτό εμποδίζει το περίβλημα περιστροφής να μετατραπεί σε πηγή μόλυνσης που θα προκαλέσει ζημιά στα εξαρτήματα περκουσιόν κατά το επόμενο διάστημα συντήρησης.

Συντήρηση Υδραυλικού Λαδιού: Το Άλλο Μισό του Συστήματος

Το λάδι του κυκλώματος πλήξης δεν απαιτεί ξεχωριστά πρόσθετα λιπαντικά — το ίδιο το υδραυλικό λάδι παρέχει το υδροδυναμικό φιλμ για τον κύλινδρο του εμβόλου, τις σπούλες του μπλοκ βαλβίδων και τον κινητήρα περιστροφής. Αυτό που απαιτείται είναι η καθαριότητα. Το μολυσμένο υδραυλικό λάδι αποτελεί την κύρια αιτία φθοράς των βαλβίδων πλήξης, της απόσβεσης των σφραγίδων του οδηγού μανδύα και της γρατζουνιάς του κινητήρα περιστροφής. Ο κωδικός καθαρότητας ISO 16/14/11 αποτελεί τον στόχο για το κύκλωμα πλήξης· τα συστήματα που λειτουργούν με χειρότερη καθαριότητα από αυτήν επιταχύνουν τη φθορά σε κάθε ακριβή ρύθμιση διακένου του δρύφτη ταυτόχρονα.

Οι αλλαγές λαδιού στο διάστημα που συνιστά ο κατασκευαστής — και οι άμεσες αλλαγές μετά από οποιαδήποτε βλάβη ενός εξαρτήματος που ενδέχεται να έχει εισαγάγει μεταλλικά σωματίδια — αποτελούν την κύρια ενέργεια συντήρησης του υδραυλικού συστήματος. Η HOVOO προμηθεύει σετ σφραγίδων για όλα τα κύρια μοντέλα δρίφτερ· κατά τον προγραμματισμό μιας αλλαγής λαδιού, ευθυγραμμίστε την με το διάστημα επιθεώρησης του σετ σφραγίδων, ώστε η εισχώρηση στο κύκλωμα για μία εργασία συντήρησης να μην απαιτεί μια ξεχωριστή εισχώρηση τρεις εβδομάδες αργότερα για την άλλη. Πλήρεις αναφορές μοντέλων στη διεύθυνση hovooseal.com.