Klints urbja kausa blīvējums: kā darbojas izskalošanas blīvēšana un kā izvēlēties aizvietojuma detaļu

Katrs hidrauliskais akmeņu urbis, kas iztīra urbumu ar ūdeni, ir atkarīgs no maza elastomēra gredzena, lai turētu ūdeni tajā vietā, kur tam jābūt. kausa blīve tas atrodas tur, kur rotējošs un sitienveida šafta adapters iet cauri urbjmašīnas priekšējai galvai, un tam ir viena funkcija: turēt iztīrošo ūdeni tās pašas kamerā, nevis ļaut tam iekļūt urbjmašīnas eļļotajā mehānismā vai ļaut urbšanas atkritumiem virzīties pretējā virzienā. Šajā rakstā paskaidrots, kur atrodas kausveida blīvējums, kā tas spēj blīvēt komponentu, kas vienlaikus rotē un tiek sitams tūkstošiem reižu minūtē, kā izskatās bojājums un ko pārbaudīt pirms aizpasūtīšanas aizvietojuma.

Kas ir kausveida blīvējums hidrauliskajā akmeņu urbī?

Kausa blīvējs, ko sauc arī par izskalošanas blīvēju, ir blīvējošais elements, kas ievietots akmeņurbuma urbja priekšgalā vai „ūdens kastē” — korpusā, kas ieskauj stieņa adapteri, kur izskalošanas šķidrums tiek ievadīts urbju virknē. Lielākā daļa akmeņurbuma darbā izmanto ūdeni, gaisu vai ūdens un gaisa maisījumu, lai no urbuma galviņas aizvadītu sabrokenos akmeņus un to atdzistu, un šo izskalošanas šķidrumu jāievada stieņa adaptera iekšējā caurumā no nekustīgas piegādes līnijas, pat ja pats adapters gan griežas, gan sitas. Kausa blīvējs nodrošina šī savienojuma blīvumu.

Atkarībā no ražotāja un urbja modeļa šo komponentu var norādīt arī kā izskalošanas blīvēju, priekšgala blīvēju vai ūdens kastes blīvēju. Visi šie nosaukumi attiecas uz vienu un to pašu funkciju: spiediena izskalošanas kameru blīvēšanu pret stieņa adapteri, kas urbšanas laikā nepārtraukti kustas.

Kur atrodas kausa blīvējs un ko tas patiesībā blīvē?

Kāta adapteram ir rādiālā caurume (vai divas caurumes dažos dizainos), kas savieno tā ārējo virsmu ar iekšējo skalošanas cauruli. Šī caurume atrodas gredzenveida kamerā, ko veido priekšgalvas ūdens kaste, tādējādi skalošanas šķidrums, kas tiek pievadīts kastē, var iekļūt caurulē caur caurumiem neatkarīgi no tā, kādā rotācijas pozīcijā adapteris pašlaik atrodas. Šīs kameras noslēgšanai parasti nepieciešamas vismaz divas blīvējumu kopas: viena blīvējumu kopa noslēdz ūdens kasti pret nekustīgo priekšgalvas struktūru, bet otra — pret kāta adapteri pašu, kas ir smagākais uzdevums, jo tai jānodrošina blīvējums pret virsmu, kas vienlaicīgi rotē un pārvietojas aksiāli.

Praksē tas nozīmē, ka akmeņurbuma urbuma blīvējumu izkārtojums reti kad ir viens gredzens. Parasti tas ir neliels blīvējumu un bultskrūvju elementu komplekts — blīvējumi, nodiluma bukšes un reizēm atsevišķs putekļu vai tīrīšanas elements — kas iebūvēts ūdens kastē, kuru var atvērt apkopei, neizņemot visu priekšgalvu.

Foto1 :Priekšpuse Galvenā ūdens kastītes šķērsgriezums

Kā darbojas krūzītes blīvējums, kamēr stieņa adapteris griežas un sit?

Šis ir darba posms, kas padara krūzītes blīvējumu atšķirīgu no parastā statiskā blīvējuma. Kad urbjmašīna darbojas, stieņa adapteris nepārtraukti griežas (lai indeksētu urbja galu nākamajam sitienam) un vienlaikus veic nelielu aksiālo pārvietošanos, absorbējot un nododot katru sitiena spēku no pistona. Krūzītes blīvējam jānodrošina nepārtraukta saskare ar šo kustīgo virsmu abos kustības virzienos, vienlaikus noturot atpakaļ izskalošanas šķidrumu, kura spiediens var būt ievērojami augstāks par atmosfēras spiedienu.

Šī kombinācija — griešanās, aksiālā vibrācija un spiediens, visas vienlaikus — ir smagāka slodze nekā lielākā daļa dinamiskie blīvējumi pieredz. Tāpēc arī stieņa adaptera blīvēšanas virsma ir tikpat svarīga kā pats blīvējums: jebkāda rievota virsma, korozija vai nobrāzumi uz šīs virsmas sniedz blīvējuma lūpai nevienmērīgu virsmu, uz kuras tā kustējas, un no šī punkta nodilums parasti paātrinās.

Kāpēc ārējā izskalošana uzliek papildu slodzi uz kausa blīvi?

Kātu adapterus izskalo vienā no divām iespējām. Iekšējā izskalošana cauc ūdens cauruli cauri urbja centrā un to noslēdz pret adapteri ar vienu O-rings galiņā — salīdzinoši vienkāršu, zemas slodzes blīvi. Ārējā (priekšējā galva) izskalošana ievada izskalošanas šķidrumu ūdens kastē ap adaptera ārpusi, kas parasti tiek uzskatīta par labāku dizainu, jo tā var nodrošināt lielāku izskalošanas tilpumu ar mazāku noplūdes vai ūdens trieciena bojājumu risku — taču tieši šī spēja liek blīvēm izturēt nepārtrauktu spiedienu un plūsmu.

Lielākā daļa moderno hidraulisko akmeņurbju izmanto šī iemesla dēļ ārējo, priekšējās galvas izskalošanu. Samaksa ir tāda, ka kausa blīve šajā priekšējās galvas dizainā veic nepārtrauktu, spiediena pakļauto, dinamisku blīvēšanu, nevis salīdzinoši vieglo statiskās galiņa blīves darbu, kas ir viena no iemesliem, kādēļ izskalošanas blīves tiek uzskatītas par regulāri nolietojamu komponentu, nevis par „uzstādi un aizmirsti“ daļu.

Plūsma, kas iekļūst šajā kamerā, uzvedas kā plūsma caur režģa atveri — attiecība, kas ir labi izpētīta dinamisko blīvējumu skalošanas shēmu projektēšanā vispārīgi:

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

kur Q ir izplūdes plūsmas ātrums, C ir plūsmas koeficients, d ir plūsmas ceļa efektīvais diametrs, Δp ir spiediena kritums caur to un ρ ir izplūdes šķidruma blīvums. Praktiskais secinājums ir tāds, ka izplūdes plūsma tiek regulēta ar spiediena starpību pa ūdens kastīti, nevis tikai ar spiedienu: publiskotie norādījumi par dinamisko blīvējumu izplūdes nodrošināšanu rūpnieciskajās rotējošajās iekārtās ieteic izplūdes puses spiedienu uzturēt tikai nedaudz augstāku par noslēgtās kameru spiedienu — aptuveni par 0,05–0,2 MPa — un šķidruma ātrumu jebkurā sašaurinājumā uzturēt pietiekami zemu, lai izvairītos no trieciena erozijas, parasti zem 3–5 m/s, ja šķidrumā ir cietās daļiņas. Akmeņurbšanas instrumentu izplūdes ūdens reti ir pilnīgi tīrs, tāpēc pārmērīgi liela spiediena starpība un nepietiekami liels plūsmas ceļš var paātrināt nodilumu tieši tajā vietā, ko kausveida blīvējums cenšas aizsargāt.

Kas notiek, kad akmeņurbšanas instrumenta kausveida blīvējums nolūst?

Kad kausa blīvējuma hermētizācijas lūpa ir bojāta vai sāk noplūst gar nodilu kontaktvirsmu, skalošanas šķidrums var pāriet no ūdens kastes uz urbja rotācijas un trieciena mehānismu, kur tas sajaucas ar eļļu vai to izspiež. Ūdens piesārņojums hidrauliskajā vai eļļojošajā eļļā paātrina iekšējo komponentu koroziju, pasliktina eļļas eļļojošās īpašības un var izraisīt paātrinātu nodilumu, kas iet daudz tālāk par priekšējo galviņu.

Bojājums var rasties arī pretējā virzienā: blīvējums, kas zaudējis savu satveri uz stieņa adaptera, var ļaut urbšanas šķidrumam izplūst ārpus adaptera vietā, lai tas plūstu caur urbumu, kas izpaužas kā redzama noplūde mašīnas priekšpusē un kā samazināta skalošanas plūsma, kas patiešām nonāk līdz urbim — tādējādi samazinot atkritumu izvadīšanas efektivitāti no urbuma.

Attēls 2: Nodilis kausa blīvējums un stieņa adapters

Kā noteikt, vai jūsu akmeņurbja kausa blīvējums ir bojāts?

Bojāts kausa blīvējums parasti izpaužas kā šādu pazīmju kombinācija:

• Redzama ūdens vai skalošanas šķidrums noplūst no priekšējās galvas zonas darbības laikā.
• Dūrļa hidrauliskajā vai smērvielā redzama pienveida vai nobrūnināta krāsa, kas norāda uz ūdens piesārņojumu.
• Samazināts skalošanas šķidruma plūsmas ātrums vai spiediens, kas nonāk līdz dūrļa galam, pat ja sūknis un skalošanas caurule ir pārbaudīti kā normāli darbojošies.
• Ātrāka nekā parasti korozija vai rievu veidošanās redzama uz vārpstas adaptera tajā vietā, kur tas iet cauri priekšējai galvai.
• Palielināta nodiluma vai rievu veidošanās uz ūdens kastes bultskrūvju gultņiem nākamajā demontāžā.

Zemāk esošā tabula saista šos simptomus ar iespējamajām cēlonībām un racionālo pirmo pārbaudi.

Tā kā ūdens piesārņojums un mehāniskais nodilums var izraisīt pārklājošus simptomus, priekšējās galvas atvēršana un blīves, tās sēdekļa un adaptera blīvēšanas virsmas vizuāla pārbaude kopā dod uzticamāku atbildi nekā spriedums, balstoties tikai uz vienu simptomu.

Attēls3: Adaptera stublāja blīvēšanas virsmas nodilums

Kas izraisa ātru kausa blīves nodilumu?

Vairāki faktori neatkarīgi saīsina kausa blīves kalpošanas laiku, un bieži vien tie pastiprina viens otru:

• Abrazīvas smalkdaļiņas skalošanas ūdenī vai atgriežamajos urbšanas atlikumos, kas darbojas kā līmēšanas komponents pret blīves malu un adaptera virsmu.
• Korozīvs vai minerālizēts (ieskaitot sāļo) skalošanas ūdens, kas ir tipisks daudzām raktuvēm un piekrastes vietām, un kas laika gaitā izraisa adaptera blīvēšanas virsmas iedobes un raupjumu.
• Urbuma darbināšana bez ūdens vai ar nepietiekamu skalošanas spiedienu, kas var ļaut blīvei darboties karstā stāvoklī pret adapteru, nevis slidināties uz plānas šķidruma kārtiņas.
• Radiālais spēles lielums stieņa adapterī no nodilušām atbalsta bukšēm, kas liek blīvējumam darboties pret virsmu, kura svārstās, nevis griežas pareizi.
• Blīvējuma materiāla neatbilstība vietējai ūdens ķīmijai vai temperatūrai, ko detalizētāk apskata atsevišķā materiālu salīdzinājumā.

Šeit īpaši jāpievērš uzmanība stieņa adaptera paša virsmas stāvoklim, jo vispārīgā nodiluma inženierzinātnē materiāla zudumu tieši saista ar virsmas cietību, izmantojot vispārīgas formas sakarību:

W = K / Hn (2)

kur W ir nodiluma tilpums, H ir cietākā komponenta virsmas cietība, K ir konstante, kas saistīta ar materiālu pāri un saskares apstākļiem, un n ir nodiluma indekss, parasti starp 1 un 2. Pētījumi par akmeņurbuma vārpstas gala materiāla termisko apstrādi apstiprina šīs sakarības praktisko pusi: ārdīšanas parametri, kas palielina virsmas cietību, redzami uzlabo nodilumizturību, kamēr nepietiekami vai pārmērīgi atkausēšanas parametri rada paliekošo spriegumu vai rupju graudu struktūru, kas to pasliktina. Šī sakarība tieši attiecas uz kausa blīvi — korozijas rievu veidošanās adaptera blīvēšanas virsmā funkcionāli nozīmē vietēju šīs cietinātās kārtas zudumu, tāpēc korodējis adapters var paātrināt blīves nodilumu pat tad, ja pati blīve ir labā stāvoklī un pareizi uzstādīta.

Kā vārpstas adaptera un bukšas nodilums ietekmē kausa blīves kalpošanas laiku?

Kausa blīve nedarbojas neatkarīgi no pārējās priekšējās galvas montāžas. Kāta adapteris parasti tiek balstīts uz nodiluma buksēm, kas to tur pareizā pozīcijā ūdens kastē; kad šīs bukses nodilst, adapterim rodas lielāka rādiālā kustība, kamēr tas griežas un sitas. Šo papildu rādiālo kustību tieši pārnes uz kausa blīvi, kas tagad ir spiests elastīgi izliekties un atkal pieglausties virsmai, sekojot nestabila, svārstīga ceļa vietā vienmērīgam, koncentriskam ceļam.

Tas ir biežs iemesls, kāpēc „jauna” kausa blīve pēc nomainīšanas atkal ātri iznāk no darba: ja bukses un adaptera blīvēšanas virsma netiek pārbaudītas un, kur nepieciešams, vienlaicīgi nomainītas vai atjaunotas, jaunā blīve uzreiz tiek pakļauta tādam pašam nenormālam slodzes režīmam, kas iznīcināja veco.

Kā izvēlēties pareizo aizvietošanas kausa blīvi?

Pēc apstiprinātas atteices un priekšējās galvas atvēršanas pārbaudei trīs lietas nosaka pareizo aizvietojumu:

• Precīzs izmēru un profila atbilstība oriģinālajam ražotāja komponentam. Ūdens kastes blīves ģeometrija, lūpu konstrukcija un rievas izmēri ir specifiski akmeņurbuma modelim un parasti nav aizvietojami starp dažādiem ražotājiem.
• Materiāls, kas piemērots vietnes mazgāšanas ūdenim un temperatūrai. Kausveida blīves visbiežāk izgatavo no poliuretāna vai FKM atkarībā no nodiluma, ūdens ķīmiskā sastāva un temperatūras — šo atšķirību detalizēti apskata pavadoņa raksts par kausveida blīvju materiāliem.
• Apstiprinājums, ka uzpildes adaptera blīvēšanas virsma un ūdens kastes bušingi ir pieļaujamās novirzes robežās, jo pareizi izvēlēta blīve, kas uzstādīta uz nodiluša vai rievota adaptera, nesasniegs paredzamo kalpošanas laiku.

Attēls4 ：Aizvietojamo kausveida blīvju materiālu salīdzinājums

Kur var iegādāties uzticamu aizvietojamo kausveida blīvi?

Tāpēc, tā kā krāna blīvējuma izmēri un lūpu profili ir specifiski katram akmeņurbuma urbim, to iegāde ir saistīta ar piegādātāja meklēšanu, kurš var nodrošināt precīzi jūsu mašīnas daļas numuru, nevis vispārīgu „krāna blīvējuma” aprakstu.

Nandzinas Hovoo Machinery Technology Co., Ltd., Ķīnas blīvējumu ražotājs, kas dibināts 2013. gadā, ražo PU, gumijas un PTFE blīvējuma komponentus hidrauliskajiem akmeņurbuma urbiem un hidrauliskajiem lūzumiem, kuri ir krustsaitēti ar vadošajām zīmōm, piemēram, Atlas Copco/ Epiroc , Furukawa, Montabert, Sandvik un Tamrock, kā arī citām zīmōm, un paziņo, ka pirms pasūtījuma apstiprināšanas sniedz bezmaksas tehnisko atbalstu, lai apstiprinātu pareizo daļas numuru, izmērus un materiāla klasi konkrētam akmeņurbuma urba modelim.

Ja jūs neesat pārliecināts, kuru krāna blīvējumu jūsu mašīnai nepieciešams, visuzticamākais veids, kā iegūt piemērotu un ilgstošu blīvējumu, ir sniegt piegādātājam urbšanas instrumenta modeli, priekšgalvas vai ūdens kastes daļas numuru un piezīmi par jūsu vietnes izskalošanas ūdens kvalitāti (salds, sāļš vai abrazīvs), lai viņš varētu to salīdzināt ar OEM specifikācijām.

Attēls 5: Iepakots urbšanas instrumenta krāna blīvējumu komplekts

1. Zhou B., Zhao Y., Zhang H., Liu F., Zhu W. „Urbšanas šķidruma ietekmes uz mehāniskā blīvējuma darbību analīze.“ Mehāniskās un elektrotehniskās inženierzinātnes tehnoloģijas, 2023, 52(05): 269–272.
2. Han Z. „Dažādu termiskās apstrādes parametru ietekmes uz akmeņurbja vārpstas galu cietību un nodilumizturību analīze.“ Zhejiang Pulanka Drilling Tools Co., Ltd., tehniskais dokuments, 2026.
3. Zhang H., Liu X., Wang J., Sun M. „Jauna kompozīta rotējoša trieciena urbšanas rīka strukturālā konstrukcija un kustības simulācijas pētījums.“ Mehāniskās izturības žurnāls, 2017, 39(2): 392–396.