Как устранить износ направляющей втулки перфоратора? Замена и регулировка

Изношенная направляющая втулка относится к тем неисправностям, которые проявляются в виде целой цепи других проблем до того, как будет установлено их первопричина. Адаптер хвостовика начинает разрушаться у корня резьбы — инженеры обвиняют производителя адаптера. Скорость проникновения снижается на твёрдых породах — операторы предполагают, что необходимо отрегулировать давление подачи. Звук удара становится нерегулярным — служба технического обслуживания изменяет предварительное давление в аккумуляторе. Все три симптома могут иметь единую причину: износ направляющей втулки сверх допустимого зазора, вследствие чего адаптер хвостовика совершает боковые колебания в течение цикла удара.

Направляющая втулка расположена спереди корпуса отбойного молотка и обеспечивает осевое выравнивание переходника хвостовика относительно цилиндрического отверстия поршня. Когда зазор между внутренним диаметром втулки и внешним диаметром хвостовика превышает допустимые проектные пределы, хвостовик может отклоняться от оси между ударами. Такое отклонение вызывает изгибающие напряжения в хвостовике именно в том месте, где он уже испытывает максимальные крутильные и ударные нагрузки — в корне резьбы. В результате происходит предсказуемый разрыв.

Фактическая функция направляющей втулки под нагрузкой

При ударном воздействии поршень соударяется с торцевой поверхностью хвостовика, передавая энергию до нескольких сотен джоулей с частотой 30–65 Гц. Ударная волна распространяется от хвостовика по буровому штангу к породе. Одновременно вращательный двигатель прикладывает крутящий момент к хвостовику через шлицевое соединение. Задача направляющей втулки — ограничивать боковое (поперечное) перемещение хвостовика, одновременно обеспечивая свободу его осевого и вращательного движения: для этого требуется плотный радиальный зазор без каких-либо ограничений в осевом направлении.

При новой установке зазор между хвостовиком и втулкой обычно составляет 0,05–0,15 мм в зависимости от модели отбойного молотка. При таком зазоре боковое отклонение хвостовика при ударном воздействии пренебрежимо мало — хвостовик перемещается исключительно в осевом направлении и сохраняет соосность. Когда износ увеличивает этот зазор до 0,3–0,5 мм и более, хвостовик может отклоняться на 0,2–0,4 мм в сторону от оси при каждом обратном ходе. При частоте 50 Гц это соответствует 3000 циклам отклонения в минуту, сосредоточенным в области корня резьбы — именно там начинают образовываться усталостные трещины.

Распознавание износа до возникновения разрушения

Первым признаком является изменение звука ударного воздействия — от чёткого, равномерного щелчка к несколько приглушённому и менее однородному звуку. Такое изменение происходит потому, что поршень больше не ударяет по торцевой поверхности хвостовика строго перпендикулярно; износ направляющей втулки вызывает небольшое смещение оси удара, в результате чего точка контакта смещается немного в сторону от центра, что изменяет характер распространения ударной волны напряжений. Большинство операторов не замечают этот акустический сигнал, поскольку он проявляется постепенно.

Более надежной ранней проверкой является ручной тест на радиальное биение адаптера хвостовика. При разгерметизированном дрифтере и установленном в положение хвостовике приложите боковое усилие вручную к передней части хвостовика и ощутите люфт. У новых направляющих втулок практически отсутствует ощутимое перемещение. Втулка, приближающаяся к пределу замены, допускает перемещение 0,3–0,5 мм, которое чётко ощущается без использования измерительных инструментов. При превышении этого значения посадка становится настолько свободной, что вибрация во время бурения вызывает видимое биение хвостовика.

Характер повреждений резьбы на адаптере хвостовика также указывает на состояние направляющей втулки. Равномерный износ резьбы по всей окружности является нормальным явлением. Асимметричный износ, сосредоточенный с одной стороны резьбы — там, где хвостовик сильнее контактирует с упорным плечом штанги из-за её прогиба — свидетельствует о том, что износ направляющей втулки уже привёл к нарушению соосности.

Интервалы осмотра и критерии замены

Направляющую втулку следует проверять при каждой замене ударного уплотнения — как правило, каждые 400–500 часов. В условиях высокой абразивности породы или при попадании мелких частиц горной породы с промывочной водой в зону переднего патрона интервал проверки следует сократить до 300 часов. Скорость износа втулки возрастает при постоянном протекании загрязнённой промывочной воды через контактную поверхность «хвостовик–втулка».

Процедура замены: достижение правильной посадки

Замена направляющей втулки механически проста, однако требует внимания к посадке. Новую втулку необходимо запрессовать в отверстие передней крышки до полной глубины посадки: если втулка не установлена полностью, образуется воздушный зазор, из-за которого хвостовик может прогибаться на неподдерживаемом участке между торцом втулки и уступом крышки. Для запрессовки втулок с посадкой «напресс» обычно требуется усилие 5–15 кН; если втулка легко входит вручную, отверстие в крышке изношено сверх допустимых пределов, и крышку необходимо подвергнуть осмотру.

После установки убедитесь, что внутренний диаметр новой втулки соответствует внешнему диаметру переходника хвостовика с учётом заданного зазора. Измерьте оба параметра с помощью нутромера и микрометра, если марка или технические характеристики втулки изменились по сравнению с предыдущей установкой. Номинально подходящая втулка от другого производителя может быть обработана с несколько иным допуском — либо слишком малым (что вызовет заклинивание хвостовика при вращении), либо слишком большим (повторяя проблему избыточного зазора, ставшую причиной замены).

Уплотнение и его связь с втулкой: почему износ направляющей втулки влияет на ударные уплотнения

Чрезмерное боковое перемещение хвостовика из-за износа направляющей втулки приводит к вторичному повреждению передних ударных уплотнений. Уплотнение очистителя и уплотнения направляющей втулки ударного контура предназначены для поддержания контакта с торцевой поверхностью хвостовика при осевой нагрузке. При боковом отклонении хвостовика во время удара эти уплотнения испытывают нагрузку вне оси — кромка уплотнения контактирует с хвостовиком под углом, что приводит к концентрации износа на одной стороне кромки. В результате возникает асимметричный износ рабочей поверхности уплотнения, вызывающий утечки через обходной путь до того, как уплотнение достигнет своего полного расчётного срока службы.

На некоторых участках наблюдается выход из строя ударных уплотнений через 200–250 часов работы, хотя заявленный интервал их службы составляет 400–500 часов; в таких случаях перед тем, как делать вывод о низком качестве уплотнений, следует проверить зазор в направляющей втулке. Компания HOVOO поставляет уплотнения для направляющих втулок и комплекты передних уплотнений для основных моделей отбойных молотов, а также комплекты ударных элементов — одновременное указание обоих компонентов при замене упрощает обслуживание и исключает распространённую ошибку: замена ударных уплотнений при сохранении изношенной направляющей втулки. Список моделей на сайте hovooseal.com.