Wytrzymałe uszczelki wykonane z HNBR i PU do wind górniczych, maszyn LHD oraz wiertniczych jumbów

Górnicze robocizny podziemne to dziedzina o nieubłaganej charakterystyce, w której sprzęt działa w ograniczonych, brudnych, wilgotnych i poddawanych dużym obciążeniom mechanicznym warunkach. Niezawodność nie jest jedynie kwestią ekonomiczną, lecz stanowi podstawowy element bezpieczeństwa. Trzy z najważniejszych maszyn —windingi górnicze, maszyny załadunkowo-transportowo-wyładowcze (LHD) oraz wiertnice wieżowe —zależą od układów hydraulicznych i mechanicznych, w których awaria uszczelki może prowadzić do katastrofalnych skutków: awarii hamulca windy górniczej, utraty sterowania maszyną LHD lub pęknięcia przewodu hydraulicznego w pobliżu operatora wiertnicy.

Windingi górnicze:

To są windy przeznaczone dla mężczyzn, materiałów i rud, przewożące masywne ładunki z dużą prędkością w szybach pionowych. Ich systemy hamulcowe są zazwyczaj hydrauliczne lub hydro-pneumatyczne, działają pod wysokim ciśnieniem i wymagają bezwzględnej niezawodności. Uszczelki w klockach hamulcowych i akumulatorach są narażone na:

· Wysokie ciśnienie statyczne i dynamiczne.

· Możliwość zanieczyszczenia pyłem unoszącym się w szybie.

· Funkcjonalność krytyczną pod względem bezpieczeństwa.

  Wodorowane kauczuki akrylonitrylowo-butadienowe (HNBR) są preferowanym materiałem do tych uszczelek. Zapewniają one doskonałą odporność na oleje charakterystyczną dla standardowych kauczuków NBR, ale z wyraźnie poprawionymi cechami:

· Odpornością na ciepło (do 150 °°C w trybie ciągłym), co jest kluczowe dla układów hamulcowych.

· Wytrzymałością mechaniczną oraz odpornością na zużycie.

· Odpornością na ozon i starzenie się.

  Właściwości te zapewniają, że uszczelka zachowuje swoja integralność i elastyczność przez długi czas – jest to wymóg bezwzględnie konieczny dla systemu bezpieczeństwa.

LHD (maszyny do załadunku, przewozu i rozładunku):

Te połączone pojazdy typu tramming są podstawowymi maszynami wykorzystywanymi w górnictwie produkcyjnym. Ich liczne cylindry hydrauliczne (do sterowania, podnoszenia ramy oraz nachylania kosza) są stale narażone na intensywne, dynamiczne obciążenia o wysokiej wartości siły. Główne wyzwanie dla uszczelek cylindrowych to wyciskanie i ścieranie.

· Poliuretan (PU) jest dominującym materiałem stosowanym na uszczelki tłoczyskowe i wałkowe w cylindrach LHD. Jego nieporównywalna odporność na ścieranie oraz wysoki moduł sprężystości (twardość) zapobiegają odkształceniu się uszczelki i jej wyciskaniu w ciasną szczelinę pomiędzy tłoczyskiem a gniazdem cylindra pod ciśnieniem przekraczającym 300 bar.

· HNBR jest często stosowany do uszczelek pomocniczych, uszczelek zewnętrznych (skrobaków) oraz uszczelek statycznych wewnątrz zespołu cylindra. Zapewnia doskonałą funkcję wspomagającą uszczelnianie oraz odporność na gorącą olejową ciecz hydrauliczną.

Wiertnice jumbo:

Te maszyny wykorzystują hydrauliczne wiertniki do skał w celu tworzenia otworów strzałowych.

· Standardem jest połączenie poliuretanu (PU) i wodorowanego kauczuku akrylonitrylowo-butadienowego (HNBR). PU zapewnia uszczelnienie przy wysokim ciśnieniu w cylindrach zasilania, podczas gdy HNBR stosuje się w złożonych uszczelkach głowicy wiertarki, gdzie odporność materiału na ścierającą pył skalny oraz olej o wysokiej temperaturze jest kluczowa.

Współpraca z producentami oryginalnymi (OEM) oraz konserwacja predykcyjna:

Dostawcy tacy jak Atlas Copco, Sandvik i Caterpillar projektują swoje urządzenia z uwzględnieniem określonych profili uszczelnień oraz zaleceń dotyczących materiałów. Stosowanie uszczelnień niepochodzących od producenta oryginalnego (OEM) lub wykonanych z niewłaściwego materiału może skutkować utratą gwarancji oraz pogorszeniem wydajności.

W głębokich, gorących kopalniach w zachodniej części Australii oraz w USA (Nevada) temperatura otoczenia skały może przekraczać 50 °°C, co dodatkowo obciąża układy hydrauliczne. W takich przypadkach strategie konserwacji są zaawansowane:

1. Analiza oleju: Regularne pobieranie próbek płynu hydraulicznego pozwala śledzić lepkość, liczbę cząstek oraz – co najważniejsze – obecność krzemu (pochodzącego od pyłu ściernego, co wskazuje na uszkodzenie uszczelek lub zaworu wentylacyjnego) lub miedzi/żelaza (wynikającego z zużycia elementów).

2. Zastępcze wymiany w oparciu o stan techniczny: Zamiast ustalonych interwałów roboczych, uszczelki w systemach krytycznych wymienia się na podstawie wyników analizy oleju oraz inspekcji przeprowadzanych podczas planowanych demontaży i remontów.

3. Programy ulepszania uszczelek: Kopalnie często współpracują z producentami uszczelek przy opracowywaniu niestandardowych mieszanków materiałów. —na przykład hybrydowego poliuretanu o poprawionej odporności na hydrolizę do pracy w warunkach wilgotnych lub specjalnie wzmocnionego HNBR do wiertnic działających w wyższych temperaturach.

Kwestie ekonomiczne są oczywiste: awaria nieplanowana LHD lub maszyny jumbo w odległym podziemnym stope może kosztować dziesiątki tysięcy dolarów na godzinę utraconej produkcji. Inwestycja w odpowiednie uszczelki o wysokiej wydajności z HNBR i PU oraz wprowadzenie programu konserwacji opartego na danych naukowych to jedna z najskuteczniejszych metod zapewnienia gotowości sprzętu oraz ochrony załogi pracującej pod ziemią.