Systém mazania vrtáka: štruktúra, údržba a poruchy

Požiadavky na mazanie hydraulického kladivového vŕtacieho stroja nie sú v celom tele vŕtacej hlavy rovnorodé – rôzne zóny vyžadujú rôzne mazivá, dodávané v rôznych mierkach prostredníctvom samostatných obvodov. Považovať mazací systém za „pridať olej tu“ znamená ignorovať jeho štruktúrnu realitu. Typická vŕtacia hlava má najmenej tri odlišné mazacie zóny, pričom každá z nich vyžaduje iné zloženie maziva, má iné spôsoby poruchy a iné dôsledky v prípade zanedbania.

Oddelenie zón je východiskovým bodom údržbového programu, ktorý skutočne funguje. Zamieňanie obvodov – napríklad použitie oleja pre mazanie hriadeľa v hydraulickom obvode alebo naopak – poškodzuje presné komponenty do niekoľkých hodín. Náklady sú nesúmerne veľké vzhľadom na jednoduchosť chyby.

Zóna 1: Percučný (hydraulický) obvod

Perkutívny piest, prepínací ventil, akumulátor a príslušné povrchy otvorov sa mazajú samotným hydraulickým olejom – konkrétne tenkou vrstvou, ktorá sa tvorí v medzerách medzi pohybujúcimi sa povrchmi. Toto funguje preto, lebo hydraulický olej má kontrolovanú viskozitu, protiopotrebné prísady a je filtrovaný tak, aby sa častice odstránili pred tým, ako dosiahnu medzery v otvoroch. Kvalita mazania v tejto oblasti je preto určená výlučne čistotou, triedou viskozity a intervalom výmeny hydraulického oleja.

Hydraulický olej v údernom okruhu by mal byť udržiavaný na úrovni čistoty podľa ISO kódu 16/14/11 alebo lepšej. Väčšina prevádzok má olej znečistený viac ako tento štandard. Praktické opatrenia údržby: výmena hydraulického oleja v intervale určenom výrobcom (zvyčajne každých 500–1 000 hodín pre hydraulický olej vŕtacej hlavy, kratší interval v kontaminovaných prostrediach), výmena filtra pred dosiahnutím stavu obchádzania (čo znamená výmenu podľa plánu, nie čakanie na vizuálny indikátor) a odber vzoriek oleja po 200 h a 500 h na analýzu počtu častíc. Zvýšenie počtu častíc medzi vzorkami, ktoré presahuje normálnu základňu opotrebovania, naznačuje degradáciu komponentu – zvyčajne povrchu vŕtacieho otvoru alebo výšky ventilového zdvihu – a vyžaduje vyšetrenie ešte pred tým, než sa olej zakalí alebo zosklnie.

Zóna 2: Mazanie hriadeľa

Adaptér hriadela a jeho rozhrania s vodičovou objímkou, záberovým upínačom a spojenie drážkami vyžadujú špecifické mazanie oddelené od hydraulického okruhu. Hydraulický olej, ktorý poháňa piest, nie je formulovaný pre kontaktné tlaky a klzné rýchlosti na rozhraní hriadeľ–drážky – chýbajú mu prísady EP (extrémny tlak) a lepiace prostriedky, ktoré bránia priamemu kovovému kontaktu pri kombinovanej zaťaženosti nárazom a krútiacim momentom.

V súčasných vŕtacích strojoch sa používajú tri metódy dodávania maziva: atomizácia vzduch–mlha (stlačený vzduch prenáša olej na vŕtacie stroje vo forme mlhy cez teleso hriadeľa, spotreba 600–1 200 g/h), injekcia tuku cez dávkovací systém (automatická alebo manuálna dávková injekcia v definovaných intervaloch) a Sandvik jeho systém cirkulujúcej mazacej kvapaliny na základe závitu (CSL), ktorý vedie filtrovaný hydraulický návratový olej cez skrinku závitu späť do nádrže namiesto jeho vypúšťania. CSL zníži spotrebu mazacej kvapaliny pre závit až o 70 % a odstráni potrebu samostatného riadenia rezervoára, ktorú vyžadujú systémy s vzduchovou mlhou.

Oleje pre závity vrtákov musia mať viskozitu ISO VG 100 alebo ekvivalent s prísadami posilňujúcimi olejový film a lepiacimi prísadami. Tieto zlúčeniny udržiavajú olejový film na povrchu závitových drážok hriadeľa medzi jednotlivými úderovými cyklami – štandardný hydraulický olej sa pri kontakte pod tlakom rozkladá a odstredivou silou rotácie sa oddeľuje od kovového povrchu. Nahradenie oleja pre závity mazacím olejom pre hydraulické systémy len preto, lebo je dostupný, a keď správny olej nie je na mieste, spôsobuje za hodín vznik závitového poškodenia (galling) pri vŕtaní v tvrdých horninách.

Zóna 3: Otáčací motor a prevodovka

Otáčací motor – hydraulický lopatkový alebo ozubený motor – je mazaný hydraulickým olejom v obvode otáčania. Ide o samostatný obvod, oddelený od obvodu úderov v väčšine vŕtacích strojov, s vlastným nastavením tlaku a návratnou vetvou. Hlavnou údržbovou činnosťou je kontrola prietoku odvádzaného oleja na odvádzacom prípoji motora: zvýšený odvodný prietok (nad špecifikovanú hodnotu) indikuje opotrebovanie vnútorných tesniacich plienok motora alebo zväčšenie medzier medzi ozubenicami, čo znamená, že motor prehadzuje olej namiesto jeho premeny na otáčavý pohyb.

Porucha ložiska otáčacieho motora – ak k nej dôjde – spôsobuje charakteristický zvuk: suchý kovový škrípavý hluk na strane otáčacieho motora vŕtacieho stroja, nie na strane úderov. Tým sa odlišuje od úderového hluku pri normálnom prevádzkovaní za vysokého tlaku. Diagnostickým krokom je prevádzka vŕtacieho stroja bez úderov, len s otáčaním, pričom sa sleduje výskyt škrípania. Ložiská, ktoré sa blížia k poruche, zvyčajne tento príznak prejavujú skôr, ako sa objavia viditeľné známky zahrievania alebo prehadzovania oleja.

Tabuľka diagnostiky porúch mazania

Integrácia údržby: súčasné výmeny oleja a tesnení

Najefektívnejší plán údržby zosúladí výmenu oleja, výmenu filtračných prvkov a sadová uzátvorka výmenu do jednej údržbovej akcie namiesto samostatných zásahov. Samostatná výmena oleja po 500 hodinách prevádzky, ktorá sa vykoná oddelene od kontroly tesnení po 500 hodinách, znamená dve otvorenia hydraulického okruhu, dve možnosti pre vniknutie kontaminácie a dve vyslanie údržbového tímu. Zosúladenie týchto úkonov zníži celkový čas údržby o 30–40 % a zároveň eliminuje riziko straty kvality v prípade otvoreného okruhu, ktorý nie je okamžite uzavretý a znovu naplnený.

HOVOO dodáva tesniace sady pre všetky hlavné značky drifterov vo všetkých troch lubrikačných zónach – tesnenia pre úderovú časť, tesnenia pre umývacie skrinky a tesnenia pre rotujúce kľukové skrine – buď ako kompletné sady, alebo ako zónovo špecifické podmnožiny v závislosti od požiadaviek na servis. Objednávanie tesniacej sady spolu so plánovanou výmenou oleja vytvára podmienky pre integrovanú údržbu namiesto postupných jednobodových zásahov. Úplné odkazy na stránke hovooseal.com.