Setiap Daya Rod Gerudi Terasa Di Bawah Tanah (Dan Mengapa Mengetahuinya Mengubah Cara Anda Membeli Keluli)

Kebanyakan orang yang membeli rod gerudi memikirkannya dari segi berapa meter sebelum ia rosak. " Itu bagus untuk hamparan pembelian. Tetapi jika anda ingin memahamikenapaJoran rosak — dan mengapa yang mahal kadangkala tidak, dan yang murah kadangkala rosak — anda perlu berfikir dari segi daya.

Rod gerudi kelihatan ringkas. Ia adalah bar keluli dengan benang di kedua-dua hujungnya. Tetapi tiga puluh saat yang diperlukan untuk menggerudi satu meter lubang tertakluk kepada profil beban yang jarang dilihat oleh komponen mesin. Berikut adalah setiap daya yang digunakan, mengikut susunan ia mengenai rod.

Mampatan dan Ketegangan Paksi — Kitaran Tolak-Tarik

Ini yang jelas. Omboh terkena penyesuai shank. Shank terkena rod. Rod terkena mata gerudi. Mata gerudi terkena batu.

Tetapi inilah yang ramai orang terlepas pandang: batu itu membalas.

Apabila mata gergaji terkena permukaan batu, batu bukan sahaja menyerap hentaman. Ia menghantar gelombang tegasan yang dipantulkan kembali ke atas tali. Gelombang itu bersifat tegangan — ia menarik rod dan bukannya menolaknya. Jadi dalam satu peristiwa hentaman, rod berkitar daripada mampatan kepada tegangan dan kembali. Pada 50 hentaman sesaat, itu bersamaan dengan 50 kitaran tolak-tarik penuh setiap saat, 180,000 sejam.

Setiap akar benang, setiap perubahan keratan rentas, setiap ketakselanjaran metalurgi dalam rod itu diregangkan dan dimampatkan tiga ribu kali seminit. Rod itu bertahan kerana tahap tegasan kekal di bawah had lesu keluli yang dirawat haba dengan betul. Tetapi jika had itu menurun — daripada terlalu panas, daripada kecacatan permukaan, daripada titik lemah dalam rawatan haba — masa mula berdetik.

Tekanan Lenturan — Masalah Kelangsingan

Rod gerudi ialah tiang yang ramping. Rod R32 untuk penggalian terowong mungkin sepanjang tiga meter dengan diameter 32 milimeter pada bahagian berulir. Itu bermakna nisbah aspek mencecah 100:1.

Tiga perkara yang menyebabkan lenturan ke dalam lajur tersebut. Graviti sahaja akan melorotkan rod yang panjang, terutamanya dalam rentetan sepuluh atau lebih. Daya suapan — tekanan yang menolak gerudi ke hadapan — menambah lagi jika ia tidak paksi sempurna. Dan daya hentaman, jika rod tidak lurus, akan memperkenalkan komponen lenturan dengan setiap hentaman kerana laluan tenaga menyimpang dari garis tengah.

Tegasan lenturan penting kerana ia bersifat aditif. Rod yang berada di bawah mampatan paksi tulen mungkin mengendalikan hentaman 200 kN. Tambahkan momen lenturan daripada busur yang sedikit atau suapan yang tidak sejajar, dan tegasan puncak pada gentian luar selekoh mungkin dua kali ganda daripada beban paksi sahaja. Begitulah cara rod yang sepatutnya didenda akan terputus pada separuh meteran yang dinilai.

Tekanan Kilasan — Pusingan

Motor putaran pada drifter hidraulik menggunakan tork untuk memutarkan keseluruhan tali gerudi — shank, rod, gandingan, mata gerudi. Rod perlu menghantar tork tersebut sambil membawa hentaman paksi dan apa sahaja beban lenturan yang ada.

Tegasan kilasan menambah kepada keadaan tegasan gabungan. Rod di bawah kilasan, lenturan dan hentaman paksi berada dalam keadaan tegasan triaksial. Meramalkan kegagalan dalam keadaan itu bukanlah mudah — ia bergantung pada magnitud relatif dan tindak balas bahan terhadap beban berbilang paksi. Apa yang penting secara praktikal ialah rod dengan kekakuan kilasan yang tinggi lebih tahan terhadap beban gabungan berbanding rod yang mudah berpusing, kerana pesongan sudut yang kurang bermakna kurang tenaga yang hilang dalam badan rod dan bukannya dihantar ke batu.

Haus Luaran — Geseran, Kerepek dan Air

Bukan semua daya datang daripada gerudi. Lubang itu sendiri merupakan persekitaran yang kasar.

Rod bergesel pada dinding lubang, terutamanya apabila lubang menyimpang dari lurus. Serpihan batu berpusar di sekeliling rod, dibawa oleh air siram, mengisar pada permukaan seperti kertas pasir basah. Air siram itu sendiri, yang selalunya membawa zarah-zarah halus yang kasar, menghakis permukaan rod dari semasa ke semasa. Dalam keadaan air bawah tanah yang menghakis — air lombong berasid, sebagai contoh — keluli berada di bawah serangan kimia dan juga di bawah beban mekanikal, gabungan yang mempercepatkan keretakan lesu melalui mekanisme kakisan tegasan.

Inilah sebabnya kemasan permukaan rod penting, dan mengapa rod yang kelihatan sama pada helaian spesifikasi boleh bertindak secara berbeza di bawah tanah. Permukaan yang licin dan siap dengan baik menahan permulaan retakan. Permukaan kasar dengan tanda pemesinan atau kerak memberikan kakisan dan keletihan tempat untuk bermula.

Kad Liar — Operasi Khas

Kemudian terdapat perkara-perkara yang rod itu tidak pernah direka untuk dilakukan, tetapi tetap diminta untuk melakukannya.

Mengusik batu longgar dengan tali gerudi. Menarik rod yang tersekat keluar dari lubang yang runtuh. Menembak kosong apabila tekanan suapan menurun dan mata gerudi kehilangan sentuhan dengan permukaan batu. Memasukkan rod ke dalam lubang perimeter yang licin di mana dindingnya retak dan mudah tersepit. Setiap satu daripada ini meletakkan kombinasi beban pada rod yang berada di luar sampul reka bentuk.

Joran yang mengendalikan penggerudian biasa sejauh seribu meter mungkin gagal pada manuver palang unjuran pertama. Daya adalah berbeza, kepekatan tegasan adalah berbeza, dan joran itu tidak tahu atau peduli bahawa ia sepatutnya bertahan lebih lama.

Mengapa Ini Penting Apabila Anda Membeli

Inilah kesimpulan praktikalnya. Apabila anda melihat dua rod gerudi dengan spesifikasi yang serupa — jenis ulir yang sama, panjang yang sama, gred keluli yang sama — dan satu rod berharga 30% lebih tinggi, perbezaannya hampir selalu terletak pada cara rod tersebut mengendalikan persekitaran beban berbilang paksi ini.

Joran yang lebih murah mungkin mempunyai kekerasan permukaan yang betul tetapi peralihan tajam ke teras, menjadikannya mudah terdedah kepada keletihan lenturan. Ia mungkin mempunyai kekuatan tegangan yang betul tetapi kemasan permukaan yang lemah, memberikan kakisan tempat berpijak. Ia mungkin mempunyai geometri yang betul tetapi kelurusan yang tidak konsisten, jadi setiap joran dalam tali menambah komponen lenturannya sendiri.

Joran yang lebih mahal dan tahan lebih lama bukanlah sihir. Ia hanyalah keluli yang telah diproses untuk mengendalikan kelima-lima rejim daya sekaligus, bukan hanya yang paling mudah ditentukan spesifikasinya.