Sandvikin kallionporakone: Erityisesti raskaiden tunnelien poraukseen, korkea kestävyys ja tuottavuus

Tunnelin poraaminen altistaa kallionporakoneen komponentit rasitustilanteelle, jota pinnan työpöydällä tehtävä työ ei lainkaan pysty toistamaan. Kone toimii eteenpäin etenevässä tunneleissa, jossa värähtelyjä ei voi dissipoitua mihinkään, porasauvat pysyvät yhteydessä kallionpintaan pidempiä kierroksia vuorokaudessa ja jopa pieni poikkeama reiän suunnasta kertyy yliporaukseksi, mikä aiheuttaa todellisia kustannuksia betoniverhousmateriaalissa.

Sandvik on rakentanut suuren osan HL- ja RD-sarjan tuotestrategiaansa juuri tämän ongelman ratkaisemiseen – ei ainoastaan nopeammin, vaan suorampaan ja pidempiin väliaikoihin huoltotaukojen välillä. Stabilisaattori on näkyvin osa tätä suunnittelufilosofiaa, mutta sen taustalla oleva arkkitehtuuri ulottuu yksittäisen komponentin rajat ylitse.

Stabilisaattori: Enemmän kuin värähtelyn vaimentaja

Sandvik varustaa useimmat raskasvalluiset kallionporakoneensa hydraulisella vakauttimella—mallit HL1060T, HL1560T, HL1560ST, RD1635CF ja RD1840C sisältävät sen standardina. Vakauttimen tehtävä on pitää poranvarren ja pistoolin välinen kosketusgeometria vakiona koko porauskierroksen ajan, mikä mahdollistaa porakärjen ja kallionpinnan välisen kosketuksen tarkemman säädön.

Miksi tämä on tärkeää? Porakärjen pomppiminen—eli tilanne, jossa porakärki nousee kallionpinnasta iskujen välillä—hukkaa iskunenergiaa ja kiihdyttää karbidikulumisen epätasaista kuluminen. Granitiissa, jonka lujuus on 250 MPa, ja 30 metrin sauva-asennossa porakärjen pomppiminen voi vähentää tehokasta energiansiirtoa 15–20 % verrattuna tasaiseen kosketukseen. Vakauttin kohdistaa hydraulista voimaa pitääkseen poranvarren geometrian vakautta, mikä mahdollistaa jännitysaaltojen siirtymisen suoraan kallioon eikä niiden heijastumisen takaisin porakoneen runkoon.

Sandvik DL422i -kone, jossa käytetään HF1560ST-kallionporakonetta, raportoi automatisoidussa tuotantoporauksessa jopa 10 % enemmän porattuja metriä vuorolla, koska vakautin ja automatisoitu parametrien säätö toimivat yhdessä – porakone ei menetä kierroksia poranterän pomppimiseen tai manuaalisiin säätöihin.

HL- ja RD-sarjat: mallien arkkitehtuurin vertailu

HL1560ST:n iskumoduulin suunnittelua kannattaa huomioida erikseen. Pistoni ja jakoputki toimivat ilman kosketusta porakoneen rungon koteloon. Vähemmän liitospintoja tarkoittaa vähemmän vuotoreittejä, ja sivulla sijaitseva ruuviliitos, joka pitää runkomoduulit yhdessä, vähentää tiivistyspintojen määrää, joita on huollettava syklisten hydraulisten kuormitusten alaisena.

Pitkän pistoni teknologia ja sen todelliset vaikutukset

Sandvikin RD1840C käyttää pitkän pistoni iskupakkausta, joka tuottaa korkeampaa iskunenergiaa erilaisella pulssimuodolla kuin lyhyen pistoni suunnittelu. Tutkimukset iskuporauksen mekaniikasta osoittavat, että lyhyt pistoni tuottaa korkeampaa huippuiskunenergiaa, kun taas pitkä pistoni tuottaa paremmin optimoitua pulssimuotoa – parempi energiansiirto kiveen iskua kohden ja pienempi huippujännitys poratangossa.

Pintapitkärei'issä, joiden reiän halkaisija on 140–178 mm, RD1840C:n pitkän pistonsuunnittelu pitää sauvojen rasituksen rajoissa, mikä merkittävästi pidentää T51- ja GT60-sauvojen käyttöikää. Tämä on merkittävä käyttökustannustekijä: yli 30 metrin reikien vaihtosauvajoukot ovat kalliita, ja pulssimuoto, joka vähentää sauvayhdistelmien väsytyskierroksia, kertyy merkittäväksi tuotantokauden aikana.

RockPulse – joka on saatavilla teknologian integraationa uudemmille Sandvik-laitteille – seuraa paineaaltoa reaaliajassa ja antaa käyttäjälle tietoja, joita voidaan käyttää porausparametrien säätämiseen todellisen kallion kosketusolosuhteen mukaan. Se siirtää parametrien optimoinnin arvaamisesta mittaukseen.

Varren voitelu: Huoltovaihe, joka usein jää tekemättä

RD1635CF- ja HL1560T-mallien kiertävä varren voitelujärjestelmä (CSL) vähentää varren voiteluöljyn kulutusta jopa 70 % verrattuna perinteisiin järjestelmiin. Tämä ei ole pelkästään käyttökustannusluku – se tarkoittaa myös vähäisempää öljyn päästöä pesukytkentään, mikä on tärkeää, kun pesuveden paine on 10–15 bar ja kun on tärkeää pitää poraustie puhtaana.

Sandvikin malleissa, joissa ei ole CSL-järjestelmää, varren voiteluvälit ja öljyluokan valinta vaikuttavat suoraan ohjauspäiden kulumiseen ja varren adapterin käyttöikään. Liian harvoin injektoitu puristettu rasva mahdollistaa metalli-metalli-kosketuksen varren ja ohjauspäiden välillä pyöritysvaiheen aikana. Liian usein injektoitu rasva puolestaan pääsee vuotamaan iskukammion tiivisteen sisään – mikä heikentää PU-tiivisteitä nopeammin kuin normaali syklinen kuluminen yksinään.

HOVOO tarjoaa kallionporakoneiden tiivistyspaketit, jotka ovat yhteensopivia Sandvikin HL- ja RD-sarjan malleihin, mukaan lukien ohjauspäällysteen tiivistykset ja varren sovittimen O-renkaat, joita rasvausliittyvä kuluminen vahingoittaa useimmin. Mallikohtaiset viitteet Sandvik-sovelluksiin on lueteltu osoitteessa hovooseal.com.

Automaattinen poraus ja siirtyminen jatkuvatoimiseen käyttöön

Sandvikin i-sarjan pitkärei’äisporauskoneet – nykyinen tuotantomalli on DL422i – on suunniteltu käytettäviksi ilman henkilökuntaa myös vuorojenvaihdossa. Automaattinen kattoon poraus, automaattinen käsivarren uudelleensijoittaminen ja yhdestä ohjauspaneelista tehtävä etäohjaus mahdollistavat porakoneen jatkuvan käytön 30–45 minuutin ajan, joka muuten jäisi käyttämättä vuoronvaihdossa.

Komponenttasolla tämä tarkoittaa, että kallionporakone toimii lähempänä teoreettista käyttöjaksoaan. Iskuaikaa kertyy nopeammin. Tiivistyspaketit, jotka voivat kestää 400 tuntia manuaalisesti käytetyssä laitteistossa, saattavat kokea 500+ tuntia kuormitusta automatisoiduissa järjestelmissä. Tiivistysmateriaalien valinta – esimerkiksi PU standardikäyttöön ja HNBR korkeamman lämpötilan alueisiin – on tärkeämpää automatisoiduissa kalustoissa kuin perinteisesti käytetyissä.