Система смазки бурового оборудования: конструкция, техническое обслуживание и неисправности

Требования к смазке гидравлического горного перфоратора неоднородны по всему корпусу дрифтера — разные зоны нуждаются в различных смазочных материалах, подаваемых с разной интенсивностью через отдельные контуры. Подход к системе смазки как к простому «залейте масло сюда» игнорирует её конструктивную реальность. В типичном дрифтере имеется как минимум три отдельные зоны смазки, каждая из которых требует специфических смазочных составов, имеет свои характерные режимы отказов и последствия при пренебрежении ею.

Разделение на зоны — это отправная точка для эффективной программы технического обслуживания. Перепутывание контуров — например, заливка масла для смазки хвостовика в гидравлический контур или наоборот — приводит к повреждению прецизионных компонентов уже в течение нескольких часов. При этом затраты на устранение последствий несоразмерно велики по сравнению с элементарностью допущенной ошибки.

Зона 1: Ударный (гидравлический) контур

Ударный поршень, реверсивный клапан, аккумулятор и соответствующие поверхности отверстий смазываются самим гидравлическим маслом — в частности, тонкой пленкой, образующейся в зазорах между движущимися поверхностями. Это возможно благодаря тому, что гидравлическое масло обладает контролируемой вязкостью, содержит противоизносные присадки и фильтруется для удаления частиц до того, как они достигнут зазоров в отверстиях. Таким образом, качество смазки в этой зоне определяется исключительно чистотой масла, его классом вязкости и интервалом замены.

Гидравлическое масло в ударном контуре должно поддерживаться на уровне чистоты по стандарту ISO 16/14/11 или выше. На большинстве объектов уровень загрязнённости превышает этот показатель. Практические меры технического обслуживания: замена гидравлического масла через интервалы, указанные производителем (обычно каждые 500–1000 моточасов для гидравлического масла отбойных молотков; в условиях повышенного загрязнения — чаще), замена фильтрующего элемента до достижения им состояния байпаса (то есть плановая замена по графику, а не ожидание срабатывания визуального индикатора) и отбор проб масла через 200 и 500 моточасов для анализа содержания твёрдых частиц. Увеличение количества частиц между пробами сверх нормального уровня износа указывает на деградацию компонента — как правило, поверхности отверстия или зазора клапана — и требует проведения расследования до того, как масло приобретёт молочный или мутный оттенок.

Зона 2: Смазка хвостовика

Адаптер хвостовика и его соединения с направляющей втулкой, патроном для вращения и шлицевым соединением требуют отдельной смазки, не связанной с гидравлической системой. Гидравлическое масло, приводящее поршень в движение, не предназначено для работы при контактных давлениях и скоростях скольжения на границе контакта хвостовика и шлицев — в нём отсутствуют противоизносные (ЭП, экстремального давления) присадки и клейкие добавки, предотвращающие металлический контакт при комбинированной нагрузке, возникающей одновременно от ударных воздействий и крутящего момента.

В настоящее время в бурильных установках используются три метода подачи смазочного материала: распыление масла для бурильных машин в виде воздушно-масляного тумана (сжатый воздух переносит масло для бурильных машин в виде тумана через корпус хвостовика, расход составляет 600–1200 г/ч), подача смазки в виде пластичной смазки с помощью дозирующей системы (автоматическая или ручная порционная подача через заданные интервалы времени) и циркуляционная система смазки хвостовика Sandvik (CSL), при которой отфильтрованное масло из гидравлической системы возвращается через корпус хвостовика обратно в бак вместо его выброса. Система CSL снижает расход масла для смазки хвостовика до 70 % и устраняет необходимость в отдельном управлении резервуаром, требуемом системами воздушно-масляного тумана.

Масла для хвостовиков горных буровых установок должны соответствовать классу ISO VG 100 или эквивалентному, содержать присадки с высокой прочностью масляной плёнки и клейкие добавки. Эти компоненты обеспечивают устойчивую масляную плёнку на поверхностях шлицев хвостовика между каждым ударным циклом — стандартное гидравлическое масло разрушается под действием контактного давления и смывается с металлической поверхности под воздействием центробежной силы вращения. Замена специализированного масла для хвостовика гидравлическим маслом только потому, что оно имеется в наличии, а требуемый состав отсутствует на площадке, приводит к задиру шлицев уже через несколько часов при бурении в твёрдых породах.

Зона 3: Вращательный двигатель и зубчатая передача

Вращающийся двигатель — гидравлический лопастной или шестерёнчатый двигатель — смазывается гидравлическим маслом в контуре вращения. Это отдельный контур по сравнению с контуром ударного действия в большинстве бурильных установок, имеющий собственную настройку давления и линию слива. Основное техническое обслуживание заключается в проверке расхода сливного потока на сливном порту двигателя: повышенный расход сливного масла (свыше нормы) указывает на износ внутренних уплотнений двигателя или увеличение зазора между шестернями, что означает, что двигатель пропускает масло вместо того, чтобы преобразовывать его во вращательное движение.

Поломка подшипников вращающегося двигателя — когда она происходит — сопровождается характерным звуком: сухим металлическим скрежетом в области вращающегося двигателя бурильной установки, а не в области ударного механизма. Это позволяет отличить его от шума при бурении ударным способом в условиях нормальной работы под высоким давлением. Диагностический шаг заключается в запуске бурильной установки без включения ударного механизма и работе только в режиме вращения с последующим прослушиванием скрежета. Подшипники, находящиеся в предаварийном состоянии, как правило, проявляют этот симптом до появления видимого нагрева или утечки масла.

Таблица диагностики неисправностей системы смазки

Интеграция технического обслуживания: согласование замены масла и замены уплотнений

Наиболее эффективный график технического обслуживания предполагает объединение замены масла, замены фильтрующего элемента и замены комплекта уплотнений в единое сервисное мероприятие вместо выполнения их по отдельности. Отдельная замена масла через 500 моточасов, не совмещённая с осмотром уплотнений на том же пробеге, означает два вскрытия контура, две возможности проникновения загрязнений и два выезда бригады технического обслуживания. Согласование этих работ сокращает общее время обслуживания на 30–40 %, а также устраняет риски потери качества, связанные с вскрытым контуром, который не закрывается и не заполняется сразу после открытия.

HOVOO поставляет комплекты уплотнений для всех ведущих брендов пневмоударных отбойных молотков по всем трем зонам смазки — уплотнения ударного механизма, уплотнения промывочной коробки и уплотнения корпуса вращения — в виде полных комплектов или подмножеств, ориентированных на конкретную зону, в зависимости от требований к техническому обслуживанию. Заказ комплекта уплотнений одновременно с запланированной заменой масла создаёт условия для комплексного технического обслуживания вместо последовательных разрозненных вмешательств. Полные справочные данные на сайте hovooseal.com.