Aký je rozdiel medzi horným vŕtačom a hydraulickým drtičom? Ako si vybrať?

Obe nástroje narazia do horniny pomocou hydraulického pohonu. Obe sa montujú na bagry. Obe sa uvádzajú v technických špecifikáciách pod všeobecnou kategóriou „hydraulické zariadenia na rozrušovanie hornín.“ Okrem týchto povrchných podobností sú vŕtačka na horninu a hydraulické kladivo konštruované pre zásadne odlišné úlohy a použitie nesprávneho zariadenia na prácu nevedie len k pomalšiemu dosiahnutiu správneho výsledku – spôsobí poruchu zariadenia, poškodenie povrchu alebo projekt, ktorý bude prebiehať len s 20 % plánovanej výkonnosti.

Zámena vzniká čiastočne kvôli jazykovým nedostatkom. Výraz „kamenný vŕtač“ sa neformálne používa na označenie akéhokoľvek zariadenia, ktoré hydraulicky rozrušuje kameň. Technicky vzaté je kamenný vŕtač (alebo drifter) rotujúco-perkutívny nástroj, ktorý vytvára valcovitú vŕtaciu dutinu – vŕta dieru pre konkrétny účel: ražbu, ukotvenie, prieskum alebo geotechnické odber vzoriek. Hydraulický kladivový nástroj (hydraulický rozbič) je čisto perkutívny nástroj bez rotácie a bez prúdenia chladiacej kvapaliny – rozrušuje materiál na povrchu bez vytvorenia presne definovanej diery. Výstupy sú úplne odlišné, rovnako ako aj ich aplikácie.

Základný mechanický rozdiel: rotácia + prúdenie vs. iba náraz

Hydraulický kameňový vŕtač pracuje prostredníctvom troch súčasných funkcií: úderovej (pohybu piesta, ktorý naráža na hriadeľ), rotačnej (otáčania vŕtacej hlavičky medzi údermi pomocou motora) a vyfukovacej (odstraňovania odpadu z vŕtania pomocou vody alebo vzduchu). Spoločné pôsobenie týchto troch funkcií vytvára čistý, valcovitý otvor. Ak sa odstráni ktorákoľvek z nich, otvor sa buď vôbec nevytvorí, zaplní sa kamenným prachom a zablokuje sa, alebo sa odchyli od predpokladanej geometrie.

Hydraulický drvič pracuje výlučne prostredníctvom úderovej funkcie. Špička (dláto alebo kužeľový hrot) prenáša úderovú energiu priamo na povrch kameňa, čím vznikajú trhliny šíriace sa od miesta kontaktu. Rotácia sa neprejavuje, neexistuje žiadny vyfukovací okruh a ani žiadny vŕtaný otvor, ktorý by bolo potrebné udržiavať. Výsledkom je rozdrobený kameň – vhodný na demolíciu, sekundárne drvenie balvanov alebo odstraňovanie betónu – avšak nie otvor, do ktorého by bolo možné umiestniť výbušninu alebo zasunúť skrutku.

Prázdne kladivovanie je hlavným režimom poruchy hydraulického kladiva: prevádzka kladiva v prípade, keď nástroj nie je pevne v kontakte s materiálom, spôsobuje odraz celej nárazovej vlny späť do kľukového telesa kladiva namiesto do horniny. Táto odrazená energia spôsobuje únavové poškodenie upevňovacích tyčí, zaťažuje piest a po niekoľkých hodinách poškodzuje kľukové teleso. Vŕtačky na horninu majú inú zraniteľnosť – poruchu čistiaceho okruhu, ktorá umožňuje usadenie vŕtacích odpadov okolo vŕtacej hlavice, čím sa zablokuje rotácia a potenciálne sa zlomí vŕtacia tyč pod kombinovaným krútiacim momentom a nárazovým zaťažením.

Porovnanie vedľa seba

Aplikácie, pri ktorých funguje len jediný nástroj

Vŕtanie výbušných otvorov vyžaduje horný vŕtač. Bodka. Hydraulický kladivový nástroj nemôže vytvoriť otvor požadovanej priemeru, hĺbky a geometrie na nabitie výbušnín. 5-metrový výbušný otvor s priemerom 64 mm v žulovom prostredí – štandardná špecifikácia pre výbušný kruh v lome – je možné vŕtať iba percusívno-rotatívnym nástrojom s vhodným odvzdušňovaním. Ak sa na tento povrch použije kladivový nástroj, povrch sa praskne nerovnomerne a na odstránenie každého kubického metra materiálu sa spotrebuje výrazne viac času ako pri správne špecifikovanom vŕtači.

Naopak sekundárne rozrušovanie príliš veľkých balvanov po výstrele je úlohou hydraulického kladiva. Balvany už existujú ako zlomený materiál; ich ďalšie zmenšenie je potrebné pre prepravu. Použitie horného vrtáka na voľne stojacom balvane nemá žiadny užitočný efekt – neexistuje uzavretá čelná plocha, proti ktorej by sa mohla uplatniť úderová energia, rotačný motor pracuje v nestabilnej geometrii a vrták sa môže zlomiť v dôsledku excentrického zaťaženia. Úderový mechanizmus kladiva (bez rotácie) túto úlohu vykonáva efektívne.

Demolícia v mestskom prostredí v blízkosti existujúcich stavieb je špeciálnym prípadom. Oba nástroje spôsobujú vibrácie – ale kladivá generujú vyššiu amplitúdu vrcholových vibrácií pri nižšej frekvencii, ktoré sa ďalej šíria cez pôdu a základy budov. Vŕtačky na skalnaté horniny s percusnou frekvenciou 30–60 Hz produkujú vibrácie vyššej frekvencie, avšak nižšej amplitúdy. V niektorých situáciách, keď je výkop v blízkosti stavby, profil vibrácií vyrábaných vŕtačkou na skalnaté horniny (vyššia frekvencia, nižšia amplitúda) je menej škodlivý pre susedné budovy ako pomalšie a ťažšie údery kladiva, aj keď je energia na jeden úder rovnaká.

Kombinácia pre výkop tunela: Keď sa oba nástroje vyskytujú na tom istom mieste

Tunelové čelá, ktoré sa ražú postupným vŕtaním a razením, vyžadujú obe zariadenia. Vŕtací jumbo pre čelo tunela využíva hydraulické hornické vŕtačky na vytvorenie otvorov pre razenie – stredné slotové otvory s priemerom 64–127 mm pre vytvorenie rezu a obvodové otvory s priemerom 43–51 mm pre profil. Po razení sa prebytočne veľké balvany v hromade rozrazeného materiálu („muck pile“) a tesné rohy v spodnej časti tunela (invert), ktoré sa nedali čistou razením rozbiť, odstraňujú pomocou hydraulického drviča namontovaného na samostatnom rýpadle. Projekt tunela v Čchung-čingu z roku 2021, ktorý kombinoval rezanie kameňa pílou s drvením hydraulickým drvičom, dosiahol pokročilý výkon 4–5 metrov za deň v tvrdom kameni – výrazne vyšší ako pri tradičnej ražbe; táto kombinácia však funguje presne preto, lebo každý nástroj sa používa na úlohu, pre ktorú bol navrhnutý.

Zohľadnenie sadzby tesniacich komponentov pre každý nástroj

Údržba tesnení kameňolomného vŕtacieho zariadenia zahŕňa dva samostatné obvody, ktoré sa opotrebovávajú rôznymi rýchlosťami: tesnenia úderového piesta, ktoré sa cyklujú s frekvenciou 30–60 Hz pri tlaku 160–220 bar, a tesnenia vyplachovacej skrinky, ktoré sú vystavené abrazívnym vŕtacím odpadom obsahujúcim vodu. Obe musia byť prispôsobené originálnym rozmerom výrobku (OEM) a elastomérovým zmesiam vhodným pre prevádzkovú teplotu a chemické zloženie vody.

Sady tesnení hydraulických rozbíjačov sa sústreďujú na O-krúžky úderovej komory a na membránu akumulátora – komponent, ktorý je naplnený dusíkom a tlmi každý úder. Porucha membrány spôsobuje rovnaký chraplavý úderový zvuk ako porucha akumulátora kameňolomného vŕtacieho zariadenia, a logika opravy je podobná: pred vyhodením membrány je potrebné skontrolovať prednabíjanie dusíkom. HOVOO dodáva sady tesnení pre kameňolomné vŕtacie zariadenia (modely Epiroc, Sandvik, Furukawa, Montabert) aj pre hydraulické rozbíjače všetkých hlavných značiek. Referencie modelov na stránke hovooseal.com.