Ako udržiavať mazací systém vrtáka? Zabráňte zaseknutiu a opotrebovaniu

Hydraulické kameňové vŕtačky majú dva odlišné systémy mazania, ktoré sa často navzájom zamieňajú, a údržba len jedného z nich pri zanedbaní druhého je bežnou príčinou predčasného zlyhania vŕtačiek. Prvým je samotný hydraulický obvod – vysokotlakový olej, ktorý poháňa funkcie úderu, rotácie a posuvu, zároveň mazuje piestový valec, ventilový blok a prevodový súbor rotácie cez navrhnuté medzery a odvodné obvody. Druhým je systém mazania hriadeľa – samostatný, vyhradený obvod, ktorý dodáva olej alebo olejovú mlhu špecificky do adaptéru hriadeľa, vodidla a zubových spojov, kde sa adaptér hriadeľa a rotačný pohonný prvok dotýkajú.

Jednotky na rotáciu bez mazania hriadeľa sa rýchlo poškodia. Dotyk zubov hriadeľa a vodiča prenáša súčasne krútiaci moment aj nárazové reakčné zaťaženie pri frekvencii 30–65 Hz. Bez dostatočného mazania na tomto kontakte vzniká pri takom zaťažení kov-na-kov kontakt, čo spôsobuje opotrebovanie vibráciou (fretting), zlepenie povrchov (galling) a nakoniec poškodenie zubov, ktoré vyžaduje výmenu nielen hriadeľa, ale aj komponentov vretenového upínača na rotáciu. Ide o poruchu, ktorú je možné predísť, avšak vyžaduje to pochopenie toho, čo je obvod mazania hriadeľa, kde sa mazivo dodáva a čo sa deje v prípade prerušenia tohto obvodu.

Ako funguje obvod mazania hriadeľa

Väčšina hydraulických vŕtacích strojov zabezpečuje mazanie hriadeľa jednou z dvoch metód. Tradičný prístup využíva stlačený vzduch z pomocného vzduchovej siete nosného zariadenia alebo malého samostatného kompresora na rozptýlenie oleja pre hornické vŕtacie stroje do jemnej mlhy, ktorá sa následne cez kalibrovaný otvor vstrekne do držiaka hriadeľa. Táto olejová mlha vytvára tenkú mazaciu vrstvu na povrchu ozubenia a vo vnútri vodidla vodiacej objímky pri každom úderovom cykle. Systémy spoločností Atlas Copco/Epiroc a Sandvik tradične používali túto metódu, pričom spotreba oleja na mazanie hriadeľa sa pohybovala v rozmedzí 600–1 200 g/hodinu v závislosti od konkrétneho modelu vŕtacieho stroja.

Cirkulačný systém mazania závitu (CSL), ktorý spoločnosť Sandvik zaviedla na modeloch ako RD1635CF a HL1560T, používa iný prístup: filtrovaný hydraulický olej z obvodu rotačného motora sa privádza cez teleso závitu, mazajú sa rozhrania a použitý olej sa vracia do hydraulického systému na filtrovanie a opätovné použitie namiesto jeho vyfukovania. Systém CSL zníži spotrebu mazacieho oleja pre závit až o 70 % v porovnaní s tradičnými systémami mlhy a odstraňuje potrebu samostatnej nádrže na mazací olej pre závit na vŕtacej strojine. Uzavretá slučková architektúra tiež znamená, že mazací olej nezanesie kontamináciu vyrážacou vodou späť do telesa vŕtacej strojiny – čo sa môže stať pri tradičných systémoch mlhy pri zmene orientácie vŕtacej strojiny.

Následky nedostatočného mazania závitu

Nedostatočné mazanie hriadeľa spôsobuje charakteristickú postupnosť porúch. Fáza jedna: zvýšenie krútiaceho momentu pri otáčaní v dôsledku zvyšovania sa trenia medzi drážkami a náhonovou časťou. Toto sa prejavuje vyššími ako normálne hodnotami tlaku pri otáčaní na manometri, ktoré prevádzkovatelia často pripisujú tvrdosti horniny namiesto problému s mazaním. Fáza dve: opotrebovanie povrchov kontaktu drážok v dôsledku vibrácií (fretting) vytvára jemné kovové častice, ktoré sa presúvajú do medzery medzi vodičovou objímkou a zvyšujú bočný posun hriadeľa – čím sa zrýchľuje opotrebovanie vodičovej manžety, ako je popísané samostatne. Fáza tri: zlepenie (galling) na rozhraní drážok spôsobuje lepiacu transferovú interakciu medzi povrchmi hriadeľa a náhonovej časti, ktorá sa potom pod vplyvom kombinovanej zaťaženia nárazom a krútiacim momentom roztrhne a spustí trhliny v základni drážok.

Časový úsek od prvého zníženia mazania po viditeľné poškodenie drážok závisí od frekvencie úderov a tvrdosti horniny. V tvrdom granite pri plnej úderovej frekvencii môže tento proces nastať už po 50–100 hodinách úderov pri nedostatočnom mazaní hriadeľa. V mäkších horninách pri čiastočnom úderovom tlaku to môže trvať až 200 hodín. V oboch prípadoch je však výrazne kratší ako navrhovaná životnosť vŕtacej hlavy.

Mierka mazania a špecifikácia oleja podľa typu vŕtacej hlavy

Špecifikácia oleja je dôležitá nielen z hľadiska viskozity. Oleje pre závitové časti kameňolomných vŕtačiek musia obsahovať prísady tvoriace ochrannú vrstvu, ktoré si uchovávajú účinnosť aj pri nárazovom zaťažení – okamžité kontaktné tlaky na zubovom spoji počas úderov piestu sú o niekoľko rádov vyššie ako statický tlak. Univerzálne hydraulické oleje neposkytujú pre túto aplikáciu dostatočnú extrémne tlakovú (EP) ochranu. Špeciálne oleje pre kameňolomné vŕtačky obsahujú lepiace prísady, ktoré pomáhajú olejovej vrstve lepieť na kovových povrchoch medzi údermi a neoddeľujú sa od nich odstredivou silou počas otáčania.

Vypúšťanie oleja z rotačného puzdra: Údržbový krok, ktorý väčšina prevádzok vynecháva

Hydraulické vŕtačky majú na skrine rotačného motora odvodný otvor, ktorý umožňuje odvádzať použitý mazací olej, prach z horniny a kondenzát z oblasti hriadeľa. Ak je tento odvodný otvor upchatý – napríklad nahromadeným odpadom, ohybom v odvodnom potrubí alebo jednoducho tým, že po údržbe nebolo potrubie znovu pripojené – hromadí sa použitý mazací olej vo vnútri skrine. Kontaminovaný olej sa následne presúva cez medzeru v vodidlom ložisku do úderného valca, kde sa mieša s hydraulickou údernou kvapalinou. Výsledná kontaminácia zrýchľuje opotrebovanie úderných tesnení aj povrchu valca pre úderný piest súčasne.

Skontrolovanie odvodného potrubia pri každom servisnom intervale – overenie prietoku, potvrdenie, že potrubie nie je stlačené ani upchaté, a zabezpečenie, aby jeho koncový otvor bol umiestnený mimo tela vŕtačky tak, aby olej mohol voľne odkvapkávať – trvá menej ako päť minút. Tým sa zabráni tomu, aby sa skriňa rotačného motora stala zdrojom kontaminácie, ktorá poškodí úderné komponenty pri nasledujúcom servisnom intervale.

Údržba hydraulického oleja: Druhá polovica systému

Olej v úderovej súprave nepotrebuje samostatné prísady na mazanie – samotný hydraulický olej poskytuje hydrodynamickú vrstvu pre valcovú dutinu piesta, rozvádzacie zátky v rozvádzači a rotačný motor. To, čo potrebuje, je čistota. Kontaminovaný hydraulický olej je hlavnou príčinou opotrebovania úderových ventilov, opotrebovania tesniacich kruhov v vodidlách a poškodenia povrchu rotačného motora. Cieľový stupeň čistoty podľa ISO kódu 16/14/11 sa vzťahuje na úderovú súpravu; systémy, ktoré bežia s vyššou kontamináciou, súčasne zrýchľujú opotrebovanie každého presného medzery v vŕtacom stroji.

Výmena oleja v intervale odporúčanom výrobcom – a okamžitá výmena po akomkoľvek zlyhaní komponentu, ktoré mohlo spôsobiť vniknutie kovových častíc do systému – je hlavnou údržbovou opatrením pre hydraulický systém. HOVOO dodáva tesniace sady pre všetky hlavné modely vŕtacích strojov; pri plánovaní výmeny oleja ho synchronizujte s intervalom pre kontrolu tesniacej sady, aby sa do hydraulického obvodu nezasahovalo dvakrát – raz pri jednej údržbe a potom znova o tri týždne neskôr pri inej údržbe. Úplné odkazy na modely na stránke hovooseal.com.