Kuinka huolletaan porakoneen voitelujärjestelmää? Estä lukkiutuminen ja kulumisvauriot

Hydrauliikkaan perustuvilla kallionporakoneilla on kaksi erillistä voitelujärjestelmää, joita sekoitetaan usein toisiinsa, ja yhden järjestelmän huolto ilman toisen huolehtimista on yleinen syy varhaiseen porakoneen vikaantumiseen. Ensimmäinen on itse hydrauliikkapiiri – korkeapaineinen öljy, joka ohjaa iskutoimintoa, pyörimistä ja työntötoimintoa, voitelee myös pistooliin liittyvää putkea, venttiililohkoa ja pyörimisvaihteiston hammaspyöräketjua suunniteltujen välysten ja valumapiirien kautta. Toinen on varren voitelujärjestelmä – erillinen, omistettu piiri, joka toimittaa öljyä tai öljypientä höyryä erityisesti varren sovittimeen, ohjausreikäputkeen ja hampaiden liitoksiin, joissa varren sovittimen ja pyörimisajurin kosketuspinta sijaitsee.

Pyörivät yksiköt ilman varren voitelua kuluavat nopeasti. Varren ja kuljettimen hampaiden kosketuspinta kantaa sekä vääntömomenttia että iskureaktiokuormia samanaikaisesti taajuudella 30–65 Hz. Ilman riittävää voitelua kyseisessä liitoksessa metalli-metalli-kosketus näillä kuormilla aiheuttaa hienokulumaa, kierteiden tarttumista (galling) ja lopulta hampaiden vaurioitumista, jolloin sekä varre että pyörivän kiinnikkeen osat on vaihdettava. Tämä on estettävissä oleva vika, mutta siihen vaaditaan ymmärrystä siitä, mikä varren voitelupiiri on, mihin se syöttää voiteluainetta ja mitä tapahtuu, kun sen toiminta keskeytyy.

Varren voitelupiirin toimintaperiaate

Useimmat hydrauliset porakoneet tarjoavat varren voitelun kahdella eri tavalla. Perinteinen menetelmä käyttää puristettua ilmaa kuljettimen apuilmapiiristä tai pienestä erillisestä kompressorista, joka muuttaa kallionporakoneen öljyn sumuksi ja ruiskuttaa sen varrenkoteloonsa kalibroidun suuttimen kautta. Öljysumu muodostaa voitelukalvon nivelsuorien pinnalle ja ohjausreikäputken sisäpinnalle jokaisen iskukierroksen aikana. Atlas Copco/Epiroc- ja Sandvik-järjestelmät ovat molemmat perinteisesti käyttäneet tätä menetelmää, ja varren voiteluöljyn kulutus on ollut noin 600–1 200 g/tunti riippuen porakoneen mallista.

Sandvik on esittänyt kiertävän varren voitelujärjestelmän (CSL) malleissaan RD1635CF ja HL1560T, joka toimii eri tavalla: se ohjaa suodatettua hydraulikkaöljyä pyörintämoottoripiiristä varren koteloon, voitelee liitospintoja ja palauttaa käytetyn öljyn takaisin hydraulijärjestelmään suodatettavaksi ja uudelleenkäytettäväksi sen sijaan, että se poistettaisiin. CSL-järjestelmä vähentää varren voiteluöljyn kulutusta jopa 70 % verrattuna perinteisiin sumujärjestelmiin ja poistaa tarpeen erillisestä varren öljysäiliöstä porakoneessa. Suljetun silmukan arkkitehtuuri tarkoittaa myös, että voiteluöljy ei kulje puhdistusveden saastumista takaisin porakoneen koteloon, mikä voi tapahtua perinteisissä sumujärjestelmissä, kun porakoneen asento muuttuu.

Epäriittävän varren voitelun seuraukset

Riittämätön varren voitelu aiheuttaa erityisen vauriojonon. Vaihe yksi: pyöräytysmomentin kasvu, kun liukupinnan ja kuljettimen välinen kitka kasvaa. Tämä ilmenee mittarissa normaalia korkeampana pyöräytyspaineena, mikä johtaa usein operaattoreiden virheelliseen tulkintaan, että kyseessä olisi kovuusmuodostuma eikä voiteluongelma. Vaihe kaksi: liukupintojen pinnanvaurio (fretting) tuottaa hienojakoisia metallihiukkasia, jotka siirtyvät ohjauspultin välykseen ja lisäävät varren sivullista välystä – mikä kiihdyttää ohjauspussin kulumista, kuten erikseen kuvataan. Vaihe kolme: liukupinnan pinnanliimaantuminen (galling) aiheuttaa tarttumisen varren ja kuljettimen pintojen välillä, mikä sitten rikkoutuu iskun ja pyöräytysmomentin yhdistetyn kuorman vaikutuksesta ja aloittaa halkeamien muodostumisen liukupinnan juuresta.

Aikajana ensimmäisestä vähentyneestä voitelusta näkyvään akselipinnan vaurioon riippuu iskutaajuudesta ja kallion kovuudesta. Kovassa graniitissa täyden iskutaajuuden ollessa kyseinen kehitys voi tapahtua 50–100 iskutunnin sisällä, jos varren voitelu on riittämätöntä. Pehmeämmässä kallioperässä osittaisella iskupaineella se voi kestää jopa 200 tuntia. Molemmissa tapauksissa aika on kuitenkin huomattavasti lyhyempi kuin porakoneen suunniteltu käyttöikä.

Voitelunopeus ja öljymäärittely porakoneen tyypin mukaan

Öljyn spesifikaatio on tärkeämmän tärkeää kuin viskositeetti. Kallionporakoneiden varsiöljyt vaativat pinnanmuodostavia lisäaineita, jotka säilyttävät tehonsa iskukuormituksessa – hetkelliset kosketuspaineet liukupinnassa iskun aikana ovat useita kertaluokkia suurempia kuin staattinen paine. Yleiskäyttöiset hydraulihydrauliikkaöljyt eivät tarjoa riittävää EP-suojaa (erityisen korkea paine) tähän käyttöön. Erityisesti kallionporakoneisiin tarkoitetut öljyt sisältävät liimaavia lisäaineita, jotka auttavat öljykalvon tarttumisessa metallipintojen väliin iskujen välillä sen sijaan, että kalvo poistuisi keskipakoisvoiman vaikutuksesta pyörivän osan aikana.

Pyörintäkotelo-tyhjennys: Huoltotoimenpide, jonka useimmat kohteet unohtavat

Hydrauliikka-drillauslaitteissa on työntömoottorin kotelossa tyhjennysportti, joka mahdollistaa käytetyn voiteluöljyn, kallion pölysaasteen ja kosteuden poistamisen varren alueelta. Jos tämä tyhjennysaukko tukkeutuu — esimerkiksi kertyneen lika-aineksen, tyhjennysputken taipuman tai sen yksinkertaisen irrottamisen palauttamatta takaisin paikalleen huollon jälkeen — käytetty voiteluöljy kertyy koteloon. Saastunut öljy leviää sitten iskumoottorin iskukammioon ohjauspultin välistä väliä pitkin, jossa se sekoittuu hydrauliikka-iskufluidiin. Tämä saastuminen kiihdyttää samanaikaisesti iskuvoitelusulkkien ja iskupiston kammion pinnan kulumista.

Tyhjennysputken tarkistaminen jokaisen huollon yhteydessä — virtauksen varmistaminen, putken puristumisen tai tukkeutumisen varmistus sekä sen varmistaminen, että putken pääty on sijoitettu porakoneen rungosta pois, jotta öljy voi pudota vapaasti — vie alle viisi minuuttia. Tämä estää työntökotelon muodostumasta saastumislähteeksi, joka vahingoittaisi iskukomponentteja seuraavalla huollon välillä.

Hydrauliöljyn huolto: Järjestelmän toinen puoli

Iskupiirin öljy ei vaadi erillisiä voiteluadditiiveja – hydrauliöljy itse muodostaa hydrodynaamisen kalvon iskupisteen putkeen, venttiililaatikon liukupinnalle ja pyörintämoottorille. Mitä se tarvitsee, on puhtauteen. Saastunut hydrauliöljy on pääasiallinen syy iskupiirin venttiilien kulumiseen, ohjauspussin tiivisteen kulumaan ja pyörintämoottorin naarmuuntumiseen. ISO-puhdassuuskoodi 16/14/11 on iskupiirin tavoite; järjestelmät, jotka toimivat tätä likaisemmassa ympäristössä, kiihdyttävät kulumaa kaikissa drifterin tarkkuusväleissä samanaikaisesti.

Öljynvaihdot valmistajan suosittelemin väliajoin – sekä välittömät öljynvaihdot kaikkien niiden komponenttihäiriöiden jälkeen, jotka saattavat olla tuoneet metallihiukkasia öljyyn – ovat tärkein hydrauliikan huoltotoimenpide. HOVOO tarjoaa tiivistesarjat kaikkiin tärkeimpiin drifter-malleihin; kun suunnittelet öljynvaihtoa, sovita se tiivistesarjan tarkastusvälin kanssa siten, että yhden huoltotapahtuman yhteydessä tehtävä piirin avaus ei vaadi erillistä piirin avausta kolmen viikon kuluttua toisen huoltotapahtuman vuoksi. Täydelliset malliviitteet osoitteessa hovooseal.com.