Kúpulþéttun borhálsborðs: Hvernig þvottþéttun virkar og hvernig á að velja viðskiptaþéttun

Sérhver hydraulískur bergbori sem hreinsar holuna með vatni er háð litlum elástómerhring til að halda vatninu þar sem það á að vera. Þessi bikarþætting er staðsettur á þeim stað þar sem snúandi, hamrarhluti tengist við framanhluta borans og hefur eina verkefni: að halda hreinsunarsvæðinu í sérstökum rými sínu í stað þess að láta vatninn inn í smyrslusvæði borans eða láta borunaraflið fara aftur á annan veg. Þessi grein útskýrir hvar kúpuloka er staðsett, hvernig hún getur lokað hlut sem snýr og er hamrað þúsund sinnum á mínútu, hvernig mistök líkja út og hvað á að athuga áður en ný kúpuloka er pöntuð.

Hvað er kúpuloka í hydraulískum bergbori?

Kúpulþéttun, einnig kölluð þéttun fyrir blásun, er þéttunarefnið sem er sett inn í framanhluta bergborhráðs eða „vatnskassann“ – hýsisskúrinn sem umlykur sköftasambandsliðinn þar sem blásunarsameindin er sett inn í borhráðsstrenginn. Flest bergborðun notar vatn, loft eða blanda af vatni og lofts til að færa brotinn bergfrum efna frá bitanum og kæla hann, og þessi blásunarsameind verður að vera innhreyst í innri holu sköftasambandsliðsins frá staðværu uppistöðu, þótt sambandsliðurinn sjálfur sé bæði snúandi og hamrar. Kúpulþéttunin er það sem heldur þessum tengingum þéttaðum.

Eftir framleiðanda og borhráðsgerð má einnig sjá þennan hlut nefndan sem blásunarthéttun, framanhlutathéttun eða vatnskassathéttun. Allar þessar heiti vísa til sömu virkni: að þétta ýttan blásunarskammt á móti sköftasambandslið sem ekki stöðvar hreyfingu meðan borhráðurinn er í gangi.

Hvar er kúpulþéttunin staðsett og hvað þéttaði hún raunverulega?

Stöngin á milli skurðhugans og borðunarvélanna hefur radíala holu (eða tvær, í sumum hönnunum) sem tengir ytri yfirborð hennar við innri þvottarhring. Þessi hole er staðsett innan hringslaga rýmis sem myndast af vatnskassanum í framanverandi hluta skurðhugans, svo að þvotturvökva sem gefinn er í kassann geti komið inn í hringinn gegnum holuna óháð því í hvaða snúningarstaða stöngin er í þeim augnablik. Að þetta rými sé þétt krefst venjulega að minnsta kosti tveggja sett af þéttunum: eitt sett þéttar vatnskassann gegn óhröðuðum framanverandi hluta skurðhugans og annað sett þéttar hann gegn stönginni sjálfri, sem er þéttunin sem gerir þungustu verkið, þar sem hún þarf að halda þéttun gegn yfirborði sem snýr og færist áslega samtímis.

Í raunvirkni þýðir þetta að þéttunarkringlan á skurðhugum er sjaldan einstök hringur. Hún er venjulega litla röð af þéttunum og álagshaldurum — þéttunum, slípiborðum og stundum sérstökum dust- eða vifurþáttum — sem eru byggðar inn í vatnskassann sem hægt er að opna fyrir viðhald án þess að taka út alla framanverandi hlutann.

Mynd1 :Frá framhliðinni Þversnið af vasskríninu fyrir framan

Hvernig virkar kubbþéttunin þegar skafadrifshluturinn snýr og hamrar?

Þetta er sá hluti verksins sem gerir kubbþéttunina að öðruvísi en venjulega staðfixa þéttun. Á meðan borðið er í gangi snýst skafadrifshluturinn samfellt (til að stilla borðbitann fyrir næstu áhrif) og fer einnig í litla áslega hreyfingu þegar hann tekur á móti og sendir áfram hverja áhrifshreyfingu pistonsins. Kubbþéttunin verður að halda samfelldum tengslum við þessa hreyfanda yfirborð í báðar áttir hreyfingarinnar, á meðan hún heldur aftur þvottsvæðið sem gæti verið undir miklu yfirþrýstingi.

Þessi samsetning — snúningur, ásleg drepahreyfing og þrýstingur, allt samtímis — er erfiðari notkun en flestar dýnamískar þéttanir upplifa. Það er líka ástæðan fyrir því að þéttunaryfirborðið á skafadrifshlutnum er jafn mikilvægt og sjálfa þéttunina: hvaða holur, ruslan, eða riss á því yfirborði sem er gefur þéttunarlöppunni ójafnt yfirborð til að renna á, og slík slitasvæði hafa oft áhrif á aukna slit á þeim stað.

Af hverju setur ytri þvottur aukin álag á koppþéttunina?

Stönguviðlögunar eru þvottar á eina af tveimur leiðum. Innri þvottur leidir vatnsrör í gegnum miðju borðunarinnar og þéttað við viðlögunina með einu O-hringur á oddinum, sem er bæði einfaldari og lægra álag á þéttunina. Ytri (framanhöfuðs) þvottur innflætir þvotturvökva í vatnskassann utan um viðlögunina í staðinn, sem er almennt talinn betri hönnun vegna þess að hann getur veitt meiri þvotturvöld án stærri líkur á lekk og skaða vegna vatnshamars – en nákvæmlega þessi hæfni veldur því að þéttunarnar verða útsett fyrir meiri samfellda þrýsting og straum.

Flestar nútíma hydraulískar bergborðanir nota ytri framanhöfuðsþvott af þessari ástæðu. Víxlverðið er að koppþéttunin í þessari framanhöfuðshönnun framkvæmir fulltíma, þrýstilögu, dýnamísku þéttun í stað þess að gera auðveldara verkið sem staðgild þéttun á oddinum, sem er hluti af því að þvotturþéttunir eru taldaðar venjulegar slitahlutir snarri en hlutir sem eru settir upp og gleymd.

Rásin sem fer inn í þá rúmu hegðar sér eins og rás í gegnum takmörkunaraugu, samband sem er vel staðfest í hreinsunarhringjahönnun fyrir dýnamískar þéttanir almennt:

Q = 0.0019159 · C · d2 · (Δp / ρ)1/2 (1)

þar sem Q er flæðisflæði, C er flæðisstuðull, d er virk efnaþvermál flæðisleiðarinnar, Δp er þrýstingsfallið yfir hana og ρ er þéttleiki flæðisefnisins. Aðalályktin er að flæðisflæði er stjórnuð af þrýstingsmuninum yfir vatnsdóskuna, ekki aðeins af þrýstingnum: í opinberum leiðbeiningum um flæðisvöktun á hrökkum þéttingum í iðnaðarhrökkum er ráðlagt að halda þrýstingi á flæðis- (eða vökvar)hliðinni aðeins yfir þrýstingi í þéttaða rúminu, um 0,05–0,2 MPa hærra, og að halda flæðihraða í gegnum neina takmörkun niður við þann hlut sem forðast getur skemmd vegna árekstrar, almennt undir 3–5 m/s þegar flæðiefnið inniheldur fast efni. Vatn til flæðisvöktunar í bergborum er sjaldan fullkomlega hreint, svo bæði of mikill þrýstingsmunur og of lítil flæðisleið geta hróðrað slítri á nákvæmum staðnum sem kúpustyttingin reynir að vernda.

Hvað gerist þegar kúpustytting bergbors brást?

Þegar koppþéttun missir þéttunarlappann sinn eða byrjar að leka um slitaðan snertisvæðisflatarmáta getur þvotturvötnin flæst frá vatnsskápnum inn í snúning- og álagshreyfingu borhráðans, þar sem hún blandaðist við smurrólið eða skýtur því út. Vatnsafurð í hydraulískum eða smurrólgufu hröðar rof innri hluta, minnkar smurrólsins þéttunareiginleika og getur leitt til hröðra slitaskeiða langt fyrir framan fremsta höfuðið sjálft.

Tilvikin geta einnig verið öfug: þéttun sem hefur missið grip sinn á skafarviðbótina getur látið borðunarflokkinn renna út um viðbótina í staðinn fyrir niður í holuna, sem birtist sem sýnileg leka á fremsta hluta vélarinnar og minnkun á þvottstraumi sem raunverulega náir bitanum – það minnkar hversu áhrifamikil er afhending á skorningsmenginu úr holunni.

Mynd2: Slitað koppþéttun og skafarviðbót

Hvernig get ég vitað hvort koppþéttun borhráðans míns hafi misheppnast?

Misheppnuð koppþéttun birtist venjulega sem samsetning á eftirfarandi:

• Sýnileg vatnsleka eða þvotturvökva leka úr fremsta höfuðhlutanum í rekstur.
• Milkulík eða mislituð áferð í olíu rafhjólsins eða smurrólsins, sem bendir á vatnsáhrif.
• Lægra þvotturstraumur eða lágt þvotturþrýstingur að bitinu, þótt pían og þvotturhálsinn séu í lagi.
• Hraðari en venjuleg rof eða skemmdir á sköpunum á shank adapter, þar sem það fer í gegnum fremsta höfuðhlutann.
• Aukin slitaskekkja eða skörungur á vatnsdósar-bushings við næsta uppþreyingu.

Tölfræðitöflan hér fyrir neðan tengir þessar táknmyndir við líklega ástæður og ræðan fyrsta athugun.

Því að vatnsáhrif og mekanísk slitasýndir geta gefið uppstöður sem haga sér á sama hátt, svo að opna fremsta höfuðið og skoða þéttunina, sætið hennar og þéttunarsvæðið á viðlágningu saman gefur traustari niðurstöðu en að dæma út frá einhverri eina sýnd alone.

Mynd3: Slitasýndir á þéttunarsvæði viðlágningar

Hvað veldur ofþyngdri slitasýndum á koppþéttun?

Mismunandi þættir minnka sjálfstæða þjónustutíma koppþéttunar og oft eru þeir sameinuðir:

• Slitmyndandi smádeili í þvottavatninu eða endurkomandi skurðmöguleikum, sem virka eins og slípiefni á þéttunarlippuna og yfirborð viðlágningarinnar.
• Rýnandi eða mísnotuð (meðal annars salt) þvottavatn, sem er algengt á mörgum gruvmótaskiptum og við strönd, sem myndar holur og gerir yfirborð viðlágningarinnar ójafnt með tímanum.
• Að keyra borhugann án vatns eða með ónógu þvottþrýstingi, sem getur látið þéttunina hitast of miklu gegn viðlágningunni í stað þess að renna á þunnri vökvafilmu.
• Radíalhræringur í skafþáttinum vegna slitaðra stuðilbuxna, sem ákvarðar að þéttunin vinni gegn yfirborði sem vafar í staðinn fyrir að snúast rétt.
• Ósamræmi milli þéttunarmaterials og vatnssemi staðarins eða hitastigs, sem fjallað er nánar um í sérstökum efni samanburðar á materialum.

Yfirborðsástand skafþáttans sjálfs á að vera sérstaklega athugað hér, því almennt slitfræði tengir tap á efni beint við yfirborðshardleika með jöfnu af almennri gerð:

W = K / Hn (2)

þar sem W er slíðrunarvolúmen, H er yfirborðshardleiki þeirrar hluta sem er harðari í slíðrun, K er fasti sem tengist efni-para og snertingarskilyrðum, og n er slíðrunarvísitala sem er venjulega á bilinu 1–2. Rannsóknir á hitabehandlingu efna í enda grófborða staðfestir að þessi tengsl hafa raunverulega gildi: kælingarskilyrði sem aukar yfirborðshardleikann á mælanlegan hátt bæta slíðrunarviðstanda, en of lítil eða of mikil hitastöðugleikabehandling skapar ástæður fyrir áspennu eða gráðustærðaraukningu sem minnkar slíðrunarviðstanda. Áhrifin á koppþéttun eru bein — róska í þéttunarsvæði viðlaga er í raun staðbundin tap á þessum harda laginu, svo róskaður viðlagi getur hrökkvað slíðrun þéttunar jafnvel ef þéttunin sjálf er í góðu ástandi og rétt sett.

Hvernig ákvarðar slíðrun viðlaga og buðu líftíma koppþéttunar?

Kúpulökkunin virkar ekki sjálfstætt frá hinum hlutum fremri höfuðsamsetningarinnar. Stöngarmiðlariinn er venjulega studdur af slíðrunarbúsum sem halda honum í réttri staðsetningu inni í vatnskassanum; þegar þessir búar slíða, fær miðlariinn að hreyfa sig meira í geisladás, þegar hann snýr og hamrar. Þessi aukin geislahreyfing fer beint yfir á kúpulökkunina, sem verður nú að beygja sig og endursetjast á yfirborði sem fylgir óstöðugri hreyfingu í stað hreinnar, samhverfur hreyfingar.

Þetta er algengur ástæða fyrir því að „ný“ kúpulökkun mistekst aftur fljótt eftir skipti: ef slíðrunarbúarnir og þéttunaryfirborð miðlarans eru ekki skoðaðir og, þar sem þörf krefst, ekki skiptir eða endurunnir á sama tíma, er nýja lökkunin strax sett undir sömu óvenjulegu álagningu sem slíðaði út gamla lökkunina.

Hvernig velurðu rétta skiptilökkunina?

Með staðfestri mistök og fremra höfuði opnuðu til skoðunar ákvarða þrjár hlutir hvaða skiptilökkun er rétt:

• Nákvæm samsvörun í mælingum og sniði við upprunalegt framleiðsluhlutann. Form vatnskassans, hliðarhönnun og rillumál eru tiltekinn fyrir ákveðið bergborðunarvélamódel og eru ekki almennt skiptanleg á milli merkja.
• Efni sem er hentugt fyrir þvothvatið og hitastigið á staðnum. Kúpulagsþéttunir eru oftast framleiddar í pólýúræþan eða FKM eftir áföllun, vatnssemi og hitastig – greint nánar í tengdri grein um efni kúpulagsþéttana.
• Staðfesting á því að þéttunarsvæði skafarviðbótarinnar og vatnskassans bussur séu innan leyfilegra marka, því rétt valin þéttun, sett upp á slitaða eða skorin skafa, mun ekki ná væntanlegum notkunartíma.

Mynd4 ：Samanburður á efnum skiptiþéttunar kúpulags

Hvar get ég fundið áreiðanlega skiptiþéttun kúpulags?

Þar sem málningarstærðir og vörpun á munnhluta eru tiltekinnar fyrir hvert einasta bergborða-gerð, þá fer leit að framleiðanda niður í að finna aðila sem getur veitt nákvæma hlutnúmerið fyrir vélinni þinni í stað almenns lýsingar á „málningu“.

Nanjing Hovoo Machinery Technology Co., Ltd, kínversk framleiðandi þéttunaraðila stofnuð árið 2013, framleiðir PU-, gummi- og PTFE-théttunaraðila fyrir hydraulískar bergborður og hydraulíska brotavél, með krossvísun til helstu merkja eins og Atlas Copco/ Epiroc , Furukawa, Montabert, Sandvik og Tamrock, ásamt öðrum, og segir að hún veiti frjálsan tæknistuðning til að staðfesta rétta hlutnúmerið, málningarnar og efnaflóðið fyrir tiltekna bergborðugerð áður en pöntun er skráð.

Ef þú ert ekki viss um hvaða kubburþéttun vélin þín þarf, þá er áreiðanlegast að veita birganda upplýsingar um líkan rokkskákuvélarinnar, hlutannúmer framsíðuhausins eða vatnskassans og athugasemd um gæði þvottavatnsins á staðnum (freskt, salt eða röðunargóð) svo hann geti samanburðarvið upprunalega framleiðandann (OEM).

Mynd5: Pakkaður kubburþéttunarsetur fyrir rokkskákuvél

1. Zhou B., Zhao Y., Zhang H., Liu F., Zhu W. „Greining á áhrifum þvottar á afköst mekanískrar þéttunar.“ Tækni í véla- og rafrásagerð, 2023, 52(05): 269–272.
2. Han Z. „Greining á áhrifum mismunandi hitabehandlingsstilla á styrk og slitageigindi enda skákuvélar.“ Zhejiang Pulanka Drilling Tools Co., Ltd., tæknigrein, 2026.
3. Zhang H., Liu X., Wang J., Sun M. „Rannsókn á uppbyggingu og hreyfisímyndun nýs samsettars snúðhroðuholefni.“ Tímarit um vélastyrk, 2017, 39(2): 392–396.