Ako vybrať vrták s vhodnou nosnosťou pre bagr? Správne prispôsobenie

Intuícia, že väčší vrták na väčšom rýpadle znamená vždy vyššiu produktivitu, je nesprávna – a to špecifickým a nákladným spôsobom. Príliš veľký vrtací príslušenstvo odoberá viac hydraulického prietoku, než bolo navrhnuté pre pomocný obvod nosného stroja, čo núti motor rýpadla počas každého vrtacieho cyklu pracovať za vyššieho zaťaženia. Spotreba paliva stúpa. Hydraulický olej sa zahrieva viac. Pomocná hydraulická čerpadlá nosného stroja pracujú mimo svojej menovitej účinnostnej zóny, čím sa skracuje ich životnosť. A samotné príslušenstvo – ktoré dostáva nedostatočný prietok pri minimálnom prevádzkovom tlaku vrtacej hlavy – neposkytuje úderovú energiu, ktorú sľubuje jeho technická špecifikácia.

Pravidlo pomeru hmotnosti 10–15 % je východiskovým bodom pre priradenie vrtacích príslušenstiev k rýpadlám: spoločná hmotnosť vrtáka a zásobníkového systému by mala predstavovať 10 až 15 % prevádzkovej hmotnosti nosného vozidla. Rýpadlo s hmotnosťou 20 ton by sa malo kombinovať s vrtacím príslušenstvom v rozsahu 2 000–3 000 kg. Okrem hmotnosti rozhodujú o tom, či sa daná kombinácia v praxi skutočne osvedčí, kompatibilita hydraulického prietoku a odolnosť voči spätnému tlaku.

Prečo je pomer hmotnosti základom, nie však celou odpoveďou

Pravidlo 10–15 % sa týka štrukturálnej kompatibility: valce ramena, osi otáčania paža a protizávažie nosnej platformy sú všetky dimenzované pre zaťaženia v rámci tohto pomeru. Prísladenie, ktoré je výrazne ťažšie ako 15 % hmotnosti nosnej platformy, spôsobuje predné nestabilitu počas premiestňovania, preťažuje ložiskové vložky osi ramena pri pozicionovaní a vyvoláva nadmerné prenášanie vibrácií do rámu nosnej platformy počas úderovej činnosti. V priebehu času sa to prejavuje prasklinami zváraných spojov v mieste pripojenia paža a opotrebovaním tesniacich krúžkov valcov ramena – poškodenie, ktoré sa postupne hromadí neviditeľne, kým ho neodhalí kontrola na mieste.

Avšak samotná hmotnosť nestačí na posúdenie toho, či hydraulický systém dokáže v skutočnosti poháňať vŕtačku. 20-tonový rýpadlový stroj s obvodom pre kladivový nástroj, ktorý dodáva 80 l/min pri tlaku 150 bar, má zásadne iné vŕtacie schopnosti než stroj, ktorý dodáva 160 l/min pri tlaku 200 bar, aj keď majú oba rovnakú hmotnosť. Pri príslušenstve na vŕtanie hornín – ktoré je hydraulicky náročnejšie než kladivové nástroje – určujú skutočný výkon vŕtacej hlavy v reálnych podmienkach prietoková rýchlosť a prevádzkový tlak, ktoré nosný stroj skutočne dodáva na pomocnom hydraulickom obvode, bez ohľadu na údaje uvedené v technických špecifikáciách príslušenstva.

Správne čítanie špecifikácií hydraulickej kompatibility

Každý výrobca príslušenstva na vŕtacie stroje uvádza minimálne a maximálne požiadavky na hydraulický prietok (l/min) a prevádzkový tlak (bar). Príslušenstvo bude fungovať v rámci tohto rozsahu; mimo neho je buď úderová sila nedostatočná (pri prietoku pod minimálnou hodnotou), alebo sa hydraulický systém prehrieva a tesniace prvky sa poškodia (pri prietoku nad maximálnou hodnotou). Z technických špecifikácií nosného zariadenia je rozhodujúci prietok pomocného hydraulického okruhu pri menovitých otáčkach motora – nie prietok hlavného okruhu, nie tlak uvoľnenia hydraulického systému, ale konkrétne výstup pomocného okruhu pre kladivové príslušenstvo pri pracovných otáčkach.

Spätný tlak v návratovej časti je faktor zhody, ktorý väčšina kupujúcich ignoruje. Každý ďalší meter hydraulického hadica, každé spojovacie prvok a každý smerový ventil pridávajú odpor pri návratovom toku. Vŕtacia príslušenstvo, ktoré špecifikuje „maximálny spätný tlak 30 bar“, bude mať skrátený návratový zdvih svojho úderového piesta, ak je skutočný spätný tlak v návratovej časti 35–40 bar. Piest neskončí svoj úplný návrat, ďalší pracovný zdvih sa začne z kratšej polohy a úderová energia na jediný úder klesne. Kontrola spätného tlaku manometrom na návratovom prípojnom mieste príslušenstva – nie len meranie tlaku v prívodnom okruhu – potvrdzuje, či tento jav ovplyvňuje výkon konkrétneho nosného zariadenia.

Zhoda vŕtacieho príslušenstva podľa tonáže bagre

Tieto rozsahy sú orientačné predovšetkým pre vŕtacie príslušenstvo so špičkovým kladivom. Kladivové lomenice, rotačné hlavy a vŕtacie príslušenstvo DTH majú iné vzťahy medzi hmotnosťou a prietokom. Vŕtací stroj DTH, ktorý odoberá 200 l/min na 22-tonovom rýpadle, v väčšine prípadov prekročí hydraulický výkon nosného zariadenia; to isté rýpadlo však môže pohodlne prevádzkovať vŕtacie príslušenstvo so špičkovým kladivom s výkonom 12–16 kW, ak sa jeho požiadavka na prietok zhoduje s kapacitou zariadenia.

Problém výstrelov do prázdna a prečo rýchlo ničí nesprávne kombinácie

'Prázdne vystreľovanie' – percusia bez kontaktu vrtáka so skalou – je najrýchlejší spôsob poškodenia vrtacej príslušenstva na nedostatočne výkonných nosičoch. Keď vrták prebije skalnú stenu alebo keď operátor nastavuje vrták medzi dierami, percusný obvod sa stále napĺňa tlakom, ak operátor nevypne zariadenie. V prípade chýbajúceho odporu skaly sa percusný piest vracia príliš rýchlo, akumulátor sa nadmerné vybíja a hydraulický systém zažíva tlakové špičky, ktoré presahujú nastavenie pojistného ventilu obvodu nosiča.

Na správne prispôsobenom nosiči pojistný ventil tieto špičky zvláda v rámci svojho konštrukčného tolerančného rozsahu. Na nedostatočne výkonných nosičoch, ktorých hydraulické čerpadlo už pracuje na hranici svojho výkonového výkonu kvôli zásobe vrtacej jednotky, tieto špičky pretiažia celý systém. Moderné vysokokvalitné vrtacie príslušenstvo obsahuje automatické systémy zastavenia, ktoré detegujú prázdne vystreľovanie a vypnú zariadenie do niekoľkých milisekúnd – lacnejšie príslušenstvo však takéto systémy nemá a práve tu vznikajú poruchy hydraulických tesnení nosiča spôsobené prebytkovým tlakom.

Určenie veľkosti hydraulických hadíc a usporiadanie obvodu pre vŕtacie príslušenstvo

Hydraulické hadice medzi nosným zariadením a vŕtacím príslušenstvom sú súčasťou vzájomnej zhody. Príliš malé hadice – zvyčajne staršie hadice pre kladivové zariadenia, ktoré sa opätovne používajú pre vŕtacie príslušenstvo – majú menší priemer, čo spôsobuje zvýšenie rýchlosti toku a pokles tlaku. Ak má prívodná hadica k vŕtacej hlave pokles tlaku 20 bar pri požadovanej prietokovej rýchlosti, vŕtacia hlava dostane o 20 bar menej, ako poskytuje hydraulický obvod nosného zariadenia. Pre úderový obvod špecifikovaný ako minimálne 180 bar bude nosné zariadenie, ktoré dodáva 190 bar cez príliš malé hadice, efektívne dodávať na vŕtacej hlave len 170 bar – teda menej ako minimálny prevádzkový tlak.

Priemer vývodu hadice sa musí uviesť tak, aby pokles tlaku v prívodnom potrubí nepresiahol 5 barov pri maximálnom požadovanom prietoku. Návratné potrubia by mali mať rovnaké rozmery – spätný tlak je jav spojený s návratným potrubím a nedostatočne dimenzované návratné hadice sú najčastejšou príčinou nezrozumiteľne zlého výkonu rázovej funkcie pri inak správne zhodenej kombinácii nosného vozidla a vŕtacej príslušenstva.

Dodávka kompletu tesnení ako súčasť rozhodovania o zhode

Správne zhodenie podľa tonáže chráni nosné vozidlo aj vŕtacie príslušenstvo pred štrukturálnym a hydraulickým preťažením. Má tiež vplyv na dodávku spotrebného materiálu: vŕtacie príslušenstvo, ktoré správne funguje na svojom nosnom vozidle, vykazuje predvídateľné opotrebovanie tesnení v intervale stanovenom výrobcom. Príslušenstvo, ktoré je nosným vozidlom len hranične podvybavené, sa prevádzkuje za zvýšenej teploty, cykluje pomalšie a vytvára neustály rázový výkon – čo spôsobuje nerovnomerné zaťaženie tesnení a nepredvídateľné intervaly ich výmeny, čo komplikuje správu skladových zásob.

HOVOO dodáva tesniace súpravy pre hlavné značky vŕtacích drifterov používaných v konfiguráciách príslušenstva pre vykopávače – Epiroc, Sandvik, Furukawa, Montabert – v materiáloch PU a HNBR. Vytvorenie vzťahu dodávateľa tesniacich súprav pri špecifikácii vŕtacieho príslušenstva odstraňuje jednu prevádzkovú premennú z rozhodovania o zhode nosného vozidla a vŕtacieho zariadenia. Úplné odkazy na modely na stránke hovooseal.com.