Analisis Kegagalan dan Penggunaan Alat Penggerudian Batu yang Betul
Analisis kegagalan alat penggerudian batu China kini menghasilkan rangkaian alat penggerudian batu (RDT) dengan ciri yang berbeza—seperti bit lajur/gigi sisip, bit kamiran bersimen-karbida, bit batu ultra-tegar dan karbida K610—yang kualiti dan hayatnya telah bertambah baik tetapi kekal tidak konsisten. Kegagalan awal terutamanya disebabkan oleh masalah bit dan batang gerudi.
Bit gagal oleh kehausan yang tidak normal dan normal: pecahan, gigi pecah, kehilangan gigi, serpihan dan patah tulang. Bit jenis pahat sering gagal kerana sayap pemotong terlalu nipis, cepat haus, mempunyai kestabilan geometri yang lemah, dan pengapitan sisipan karbida yang tidak mencukupi—mengakibatkan kehilangan sisipan dan kehausan yang dipercepatkan. Bit sfera/butang biasanya mengalami spalling tepi, gigi tepi patah, rekahan pada skirt, kehilangan penutup dan patah pinggang (badan). Kajian lapangan menggunakan gerudi pneumatik 7655 pada granit keras yang ditemui untuk bit gigi sisipan ∅40–∅42 domestik: tumpahan gigi tepi 22.7%, pecah gigi tepi 35.4% dan kehilangan serpihan 26.4%—menunjukkan bahawa kerosakan gigi tepi ialah mod kegagalan yang dominan. Puncanya termasuk tekanan sipi dan tidak sekata pada gigi tepi, tekanan jejari yang berbeza, peningkatan ubah bentuk plastik dinding lubang gigi (mengakibatkan mulut loceng dan daya pengapit yang berkurangan), gangguan yang tidak mencukupi antara gigi dan lubang, dan kekerasan badan bit yang rendah. Kekerasan badan bit yang lebih tinggi memberi manfaat kepada karbida jauh lebih banyak daripada jasad kekerasan sederhana/rendah. Kualiti kimpalan, prestasi fluks, amalan kimpalan dan penggunaan juga mempengaruhi kegagalan. Lebih daripada 80% keretakan bit-badan berlaku di persimpangan muka dan skirt bit; patah separa bit gigi sisipan merambat di sepanjang bahagian bawah lubang gigi. Pemilihan keluli yang buruk, geometri yang tidak sesuai, pembuatan yang tidak betul atau penggunaan yang tidak betul juga memburukkan lagi keretakan.
Rod gerudi menanggung tegasan berselang-seli—kesan, lenturan dan kakisan—jadi ia memerlukan kekuatan kelesuan yang tinggi, keliatan hentaman, rintangan kakisan, dan kepekaan takuk rendah serta kadar perambatan retak. Kegagalan rod termasuk ubah bentuk pada hujung batang batang kecil akibat kekerasan rendah, pecah hujung kekerasan tinggi, haus benang pada gandingan, putus keletihan dan keretakan rapuh. Pemecahan keletihan bermula dan merambat daripada kecacatan bahan (kemasukan bukan logam, keliangan, bintik putih, calar, penyahkarburan, retakan kakisan) atau daripada bahan yang lemah/rawatan haba (teras terlalu keras daripada pengkarburan, pelindapkejutan yang lemah menyebabkan keretakan ekor, keretakan pemadam). Kecacatan reka bentuk dan kesesuaian gandingan yang lemah boleh menyebabkan keretakan; salah guna (tanda tukul, pelinciran sendi yang lemah, kakisan) juga menyebabkan keretakan dan pecah. Sesetengah patah rod tidak menunjukkan ciri keletihan dan hadir sebagai patah rapuh yang terang dan hablur—biasanya disebabkan oleh kecacatan, perubahan bahagian yang teruk, pusingan tempa atau rawatan haba yang tidak betul yang menghasilkan kekuatan rendah atau kepekatan tegasan tinggi dan perambatan retakan yang cepat.
Penggunaan alat penggerudian batu yang betul dan rasional 2.1 Meningkatkan kualiti reka bentuk Menentukan parameter struktur yang munasabah dan membangunkan jenis baharu adalah prasyarat kepada hayat yang lebih lama. Untuk bit sisipan/lajur-gigi, mahkota hemisfera memberikan kelajuan penggerudian yang tinggi dan rintangan mampatan yang tahan lama. Diameter gigi harus memastikan kekuatan tegangan dan kekuatan pengapit. Untuk mengurangkan kerosakan gigi tepi dan memanjangkan hayat: (1) menguatkan gigi tepi dengan memilih bentuk gigi yang betul, diameter dan ketinggian pendedahan; (2) mengurangkan sudut garu gigi tepi untuk meningkatkan pengagihan beban dan rintangan hentaman; (3) pilih jurang kimpalan yang betul dan muat gangguan untuk meningkatkan daya pengekalan; (4) gunakan karbida yang lebih keras dan dirawat haba untuk gigi tepi untuk mengelakkan pemecahan; (5) menguatkan badan bit untuk meningkatkan rintangan haus; (6) mengoptimumkan susun atur gigi, menambah bilangan gigi tepi jika boleh, dan menambah baik pembilasan—kekalkan lubang air muka dan sistem pembilasan tiga alur/dua lubang yang besar untuk meningkatkan penyingkiran keratan, mengurangkan pengisaran semula keratan, mengurangkan penggunaan tenaga dan memanjangkan hayat bit.
Tingkatkan geometri rod: cth, rod benang penuh Ingersoll-Rand yang dihasilkan dengan membentuk gulungan dengan pengerasan permukaan, sudut heliks yang lebih besar dan penguncian diri yang baik meningkatkan keliatan, rintangan haus dan kemudahan pemasangan/pembukaan. Tingkatkan penampilan dan reka bentuk pembungkusan untuk melindungi alatan dan memanjangkan hayat perkhidmatan.
2.2 Pilih bahan berkualiti tinggi Bahan alatan hendaklah tahan lasak dan tahan haus, dengan ketegaran yang baik, kekuatan lesu yang tinggi, kepekaan takuk rendah, pengekalan karbida yang kuat dan sedikit rintangan kakisan. Keluli yang disyorkan termasuk: 24SiMnNi2CrMo (serupa dengan Swedish FF710) dengan gabungan sifat mekanikal dan patah yang sangat baik; 40SiMnMoV untuk rod (purata penembusan ~1225.4 m, hampir dengan paras asing); 55SiMnMo untuk batang kecil yang menghampiri hayat batang kecil Swedish 95CrMo (~250 m); 35SiMnMoV mencapai ~300 m setiap batang. Keluli ini, selepas pelindapkejutan, membentuk struktur mikro bainit dengan keliatan lesu yang tinggi. Untuk bit kecil dan sederhana terikat sisipan, 40MnMoV sesuai untuk badan bit; untuk bit sisipan yang dipasang panas, 45NiCrMoV adalah lebih baik. Pemilihan karbida mesti sepadan dengan mekanik batuan dan jenis gerudi.
2.3 Mengguna pakai teknologi pembuatan termaju Menggunakan pemesinan untuk menghasilkan bit—menggantikan penempaan tradisional—adalah perkembangan penting. Untuk bit sisipan yang dikimpal, gunakan peralatan pemanasan yang betul (frekuensi ultrasonik atau relau aruhan frekuensi sederhana) atau pemanasan aruhan penuh untuk mengelakkan pengoksidaan dan penyahkarbonan, pastikan masa pemanasan pendek yang boleh dikawal, memudahkan pematerian, dan elakkan tekanan pelindapkejutan dengan mengawal penyejukan. Tingkatkan saiz kimpalan dengan sewajarnya, pilih roda pengisar berperingkat, dan bersihkan permukaan kimpalan dengan teliti dengan pelarut organik untuk meningkatkan kualiti pematerian.
Untuk penetapan sisipan, pemasangan panas disyorkan untuk diameter sederhana dan besar: ia menjejaskan sifat badan bit dan karbida secara minimum, mengekalkan kualiti permukaan, menghasilkan keadaan tegasan mampatan dua paksi pada sambungan, memberikan pengekalan yang baik dan mengurangkan kehilangan serpihan, dan membenarkan rawatan haba keluli yang optimum. Sisipan ditekan sejuk memerlukan ketepatan pemesinan yang tinggi—gunakan perkakas berketepatan tinggi, rantai dimensi pendek untuk meningkatkan kekakuan sentuhan dan kualiti permukaan lubang gigi. Geometri perkakasan harus membenarkan ubah bentuk pemotongan yang lebih besar dan pengukuhan penyemperitan supaya dinding lubang memperoleh tegasan sisa mampatan yang bermanfaat dan lapisan permukaan yang dikeraskan terikan.
Untuk meningkatkan hayat rod, buat penempaan ketepatan dan acuan pemesinan untuk mengelakkan mulut loceng, kilat atau retak. Meningkatkan kualiti penggelek keluli berongga untuk menghilangkan penyok, kudis, lipatan dan penyahkarburan.
Kesimpulan Makalah ini menganalisis mod kegagalan RDT dan memeriksa struktur bit dan bentuk kerosakan, menunjukkan punca kegagalan dan mencadangkan langkah lanjutan hayat: parameter struktur yang betul, pemilihan bahan berkualiti dan teknik pembuatan lanjutan. Kehidupan alat, bagaimanapun, bergantung pada kualiti yang wujud dan penggunaan saintifik. Perkara praktikal tambahan: gunakan penarik daripada memalu tangan apabila mengeluarkan bit; mengisar semula bit untuk mengurangkan permulaan retak permukaan dan pertumbuhan dan untuk meningkatkan kelajuan penggerudian; ikut operasi yang betul-majukan perlahan-lahan sehingga bit telah memasuki batu sebelum penggerudian berkelajuan penuh; pastikan gandingan rod adalah sepusat dan benang terpasang sepenuhnya; jika sedikit melekat, elakkan daripada memalu—tutup injap masuk, buka air, majukan perlahan-lahan dan gunakan pergerakan ke belakang dan ke depan untuk melicinkan dinding gerudi dan membebaskan alat, mengelakkan pemecahan karbida, pecah batang atau patah batang.
Ringkasnya, menggunakan latih tubi yang dipadankan, alatan khusus dan mesin yang sesuai di bawah pelbagai keadaan akan membolehkan RDT mencapai potensi prestasi mereka.
