Sandvik Rock Drill: Špeciálne pre ťažké tunelovanie, vysoká trvanlivosť a produktivita

Tunelovanie kladie komponenty vŕtačky na horninu do napäťového stavu, ktorý sa pri povrchovej práci na pracovisku vôbec nedá napodobniť. Stroj pracuje v hlavnom výrubku, kde sa vibrácie nemajú kam rozptýliť, vŕtacie tyče zostávajú v kontakte s výrubom po dlhšie otáčania v rámci jednej smeny a už malá odchýlka v zarovnaní vrtáku sa zosilní na nadmerné vykopávanie, čo má reálne finančné náklady na betónové obloženie.

Sandvik postavil veľkú časť svojej stratégie produktových radov HL a RD na riešenie tohto konkrétneho problému – nie len na vŕtanie rýchlejšie, ale aj na vŕtanie rovnejšie a na dlhší čas medzi údržbovými prestávkami. Stabilizátor je najviditeľnejšou súčasťou tejto dizajnovej filozofie, avšak architektúra stojaca za ním siaha hlbšie než jeden jediný komponent.

Stabilizátor: Viac než tlmič vibrácií

Sandvik montuje hydraulický stabilizátor na väčšinu svojich ťažkých modelov hornických vŕtačiek – ako štandardnú výbavu ho majú modely HL1060T, HL1560T, HL1560ST, RD1635CF a RD1840C. Jeho funkciou je udržiavať počas celého vŕtacieho cyklu konštantnú geometriu kontaktu medzi hrotom vŕtacej tyče a piestom, čím sa reguluje kontakt medzi vŕtacím nástrojom a povrchom horniny.

Prečo je to dôležité? Skok vŕtacieho nástroja – teda jeho odtrhnutie od povrchu horniny medzi jednotlivými údermi – spôsobuje straty údernej energie a nerovnomerne zrýchľuje opotrebovanie karbidu. Pri vŕtaní žuly s pevnosťou 250 MPa a dĺžke vŕtacej tyče 30 metrov môže skok vŕtacieho nástroja znížiť účinný prenos energie o 15–20 % v porovnaní so stálym kontaktom. Stabilizátor pôsobí hydraulickou silou tak, aby udržal stálu geometriu hrotu vŕtacej tyče, čím sa zaistí, že napäťové vlny sa šíria čisto do horniny namiesto toho, aby sa odrazili späť do tela vŕtačky.

Sandvik DL422i, ktorý využíva horný vŕtač HF1560ST, dosahuje až o 10 % viac vŕtaných metrov za zmenu pri automatizovanom vŕtaní v rámci produkčného procesu – konkrétne preto, lebo stabilizátor a automatické riadenie parametrov spolupracujú tak, že vŕtačka nestráca cykly kvôli odskakovaniu vrtáku alebo manuálnym úpravám.

Série HL a RD: Porovnanie architektúry modelov

Konštrukcia úderného modulu modelu HL1560ST si zaslúži osobitnú pozornosť. Piest a rozdeľovacia objímka pracujú bez kontaktu s telom vŕtacej hlavice. Menší počet spojových plôch znamená menej možných ciest pre únik, a montáž bočných skrutiek, ktorá upevňuje jednotlivé časti tela, zníži počet tesniacich plôch, ktoré musia vydržať cyklické hydraulické zaťaženie.

Technológia dlhého piesta a to, čo v skutočnosti mení

RD1840C od spoločnosti Sandvik využíva úderný systém s dlhým piestom, ktorý generuje vyššiu údernú energiu s iným tvarom impulzu v porovnaní so systémom s krátkym piestom. Výskum mechaniky úderného vŕtania ukazuje, že krátky piest vytvára vyššiu špičkovú údernú energiu, zatiaľ čo dlhý piest vytvára optimalizovanejší tvar impulzu – lepší prenos energie do horniny pri každom údere a nižšie špičkové namáhanie vŕtacej tyče.

Pri priemeroch vrtákov 140–178 mm v povrchových aplikáciách dlhých vrtov udržiava dlhá piestová konštrukcia vrtáka RD1840C napätie na vrtáku v rámci limít, čo významne predlžuje životnosť vrtákov T51 a GT60. Ide o významný faktor prevádzkových nákladov: náhradné sady vrtákov pre vrtáky nad 30 metrov sú drahé a tvar tlakového impulzu, ktorý zníži počet únavových cyklov v spojoch vrtákov, sa počas celej produkčnej sezóny hromadí.

RockPulse – dostupný ako technologická integrácia na novších zariadeniach Sandvik – monitoruje napäťovú vlnu v reálnom čase a poskytuje operátorovi údaje na úpravu vŕtacích parametrov podľa skutočných podmienok kontaktu so skalou. Tým sa optimalizácia parametrov presunie od odhadov k meraniam.

Mazanie nástavca: Údržbový krok, ktorý sa často vynecháva

Cirkulačný systém mazania závitu (CSL) na modeloch RD1635CF a HL1560T zníži spotrebu oleja na mazanie závitu až o 70 % oproti konvenčným systémom. Ide tu nielen o údaj pre prevádzkové náklady – znamená to tiež menšie znečistenie čistiaceho okruhu v dôsledku prenikania oleja, čo je dôležité, keď tlak čistiacej vody dosahuje 10–15 barov a je potrebné udržiavať čisté podmienky v vrtnej jamke.

U modelov Sandvik bez systému CSL majú intervaly mazania závitu a výber triedy oleja priamy vplyv na opotrebovanie vodidiel a životnosť adaptérov závitu. Príliš zriedkavé vstrekovanie stlačenej maznice umožňuje počas fázy rotácie priamy kovový kontakt medzi závitom a vodidlom, zatiaľ čo príliš časté vstrekovanie spôsobuje migráciu nadbytočného maziva do tesnení úderovej komory – čím sa polyuretánové tesnenia opotrebujú rýchlejšie, než by tomu bolo pri bežnom cyklickom opotrebovaní.

HOVOO dodáva komplety tesnení pre kladivové vŕtačky, ktoré sú kompatibilné s modelmi série Sandvik HL a RD, vrátane tesnení vodidiel a O-krúžkov pre nástavce vŕtacích tyčí, ktoré sa najčastejšie poškodzujú v dôsledku opotrebovania súvisiaceho s mazaním. Modelovo špecifické odkazy pre aplikácie Sandvik sú uvedené na webovej stránke hovooseal.com.

Automatické vŕtanie a prechod na nepretržitý prevádzkový režim

Dlhé vŕtačky série i od spoločnosti Sandvik – aktuálnym výrobným modelom je DL422i – sú navrhnuté na neobsadenú prevádzku cez zmeny smien. Automatické vŕtanie ventilátorom, automatické znovu nastavenie ramena a diaľková ovládaná prevádzka z jediného ovládacieho panela umožňujú bani udržiavať vŕtačku v prevádzke počas 30–45 minút trvajúcej výmeny posádky, ktoré by inak zostali nevyužité.

Na úrovni komponentov to znamená, že vrták na horninu samotný pracuje bližšie k svojmu teoretickému prevádzkovému cyklu. Počet hodín percusie sa navyšuje rýchlejšie. Súpravy tesnení, ktoré by v manuálne ovládanom zariadení vydržali približne 400 hodín, v automatických konfiguráciách začínajú vykazovať zaťaženie trvajúce 500 a viac hodín. Výber materiálov pre tesnenia – polyuretán (PU) pre štandardné cykly, vodou odolný akrylnitril-butadiénový kaučuk (HNBR) pre oblasti s vyššími teplotami – s ohľadom na skutočné prevádzkové hodiny je dôležitejší v automatických vozových parkoch než v tradične prevádzkovaných.