Apabila Hard Rock Memecahkan Karbida Anda Terlebih Dahulu: Memikirkan Semula Reka Bentuk Mata Gerudi Kecil

Dalam batu yang sangat keras dan degil, mata gerudi boleh gagal sebelum kru sempat mencuba pusingan tersebut.

Beberapa hentaman pertama tiba. Satu sisipan karbida menerima beban pekat. Retakan kecil terbentuk. Kemudian satu sudut pecah, atau sisipan terkelupas, atau mata pemotongnya hilang jauh sebelum haus biasa sepatutnya menyebabkannya rosak.

Ini tidak selalunya masalah kualiti bahan.

Ia boleh menjadi masalah geometri.

Bagi mata gerudi batu kecil dan sederhana yang berfungsi dalam formasi yang sangat keras dan kasar, naluri biasa selalunya adalah untuk menambah lebih banyak butang atau mengurangkan impak yang dibawa oleh setiap satu. Itu boleh berfungsi dalam beberapa keadaan. Tetapi dalam batu yang sangat lasak, sisipan karbida kecil mungkin kekurangan keratan rentas dan isipadu yang diperlukan untuk bertahan daripada impak pekat berulang.

Dalam kes tersebut, persoalannya bukanlah "Bagaimana kita boleh mengagihkan beban merentasi lebih banyak sisipan?" Ia mungkin "Bagaimana setiap sisipan boleh membawa lebih banyak beban tanpa rosak?"

Itulah idea di sebalik kapasiti beban sisipan tunggal.

Mengapa batu yang sangat keras memecahkan serpihan lebih awal

Batu keras tidak selalunya sama dengan batu keras.

Formasi yang sangat kasar akan cepat haus karbida. Formasi yang kukuh tahan patah dan boleh memindahkan tegasan hentaman tinggi kembali ke dalam mata gerudi. Apabila kedua-dua keadaan wujud bersama, mata gerudi menghadapi kombinasi yang sukar: karbida mesti tahan pecah di bawah hentaman di samping mengekalkan kekerasan dan rintangan haus.

Pada permulaan setiap hentaman, mata gergaji tidak menyentuh dasar lubang dengan sempurna dan sekata. Sentuhan pertama mungkin berlaku hanya pada satu bahagian permukaan pemotongan. Gelombang tegasan kemudiannya bergerak melalui alat, menghancurkan batuan setempat di bawah sisipan atau tepi. Dalam batuan yang sangat keras, tegasan sentuhan boleh meningkat dengan cepat sebelum beban diagihkan secara sekata.

Itulah sebabnya kerosakan sisipan awal adalah perkara biasa dalam reka bentuk mata bor yang tidak sesuai. Batuan tidak mudah mengalah untuk mengurangkan tegasan puncak pada sisipan pertama yang bersentuhan.

Mata gerudi mungkin menunjukkan karbida terkelupas selepas jarak yang dekat, walaupun pelantar gerudi, tekanan udara dan amalan pengendalian adalah munasabah.

Prinsip beban sisipan tunggal

Karbida keras dan tahan haus, tetapi ia masih merupakan bahan yang rapuh. Ketahanannya terhadap kegagalan hentaman sebahagiannya bergantung pada sifat bahannya dan sebahagiannya pada geometri sisipan individu.

Sisipan karbida yang lebih besar biasanya mempunyai keratan rentas galas beban yang lebih besar dan isipadu yang lebih besar untuk menahan hentaman setempat. Secara ringkasnya, sisipan yang lebih tebal atau lebih besar selalunya boleh menyerap beban hentaman yang lebih tinggi sebelum ia patah.

Ini tidak bermakna "lebih besar sentiasa lebih baik." Sisipan yang terlalu besar boleh mewujudkan kompromi reka bentuk yang lain. Tetapi apabila kerepek awal merupakan mod kegagalan yang dominan, meningkatkan saiz berkesan setiap elemen karbida galas beban boleh menjadi lebih berguna daripada sekadar meningkatkan bilangan elemen kecil.

Prinsip yang sama terpakai untuk pahat dan mata gergaji silang. Dalam batuan yang sangat keras, bilah karbida yang lebih tebal atau mata pemotong yang lebih kuat mungkin lebih tahan lama daripada mata gergaji nipis yang direka untuk batuan yang lebih mudah.

Matlamat reka bentuk adalah untuk memberikan setiap sisipan kritikal kapasiti struktur yang mencukupi untuk beban yang sebenarnya akan diterimanya.

Mengapa lebih banyak butang kadangkala boleh memburukkan lagi keadaan

Mata butang moden sering menggunakan berbilang butang karbida untuk mengagihkan beban dan meningkatkan tindakan pemotongan. Dalam banyak keadaan penggerudian, ini berfungsi dengan sangat baik.

Tetapi setiap bahagian mempunyai luas muka yang terhad.

Jika butang tambahan ditambah tanpa mengubah reka bentuk keseluruhan permukaan, tenaga hentaman yang tersedia dibahagikan antara lebih banyak titik sentuhan. Butang individu mungkin menjadi lebih kecil atau lebih rapat. Ruang pembilasan mungkin berkurangan. Corak pemecahan batu boleh berubah.

Dalam tanah yang sangat keras dan lasak, butang kecil mungkin masih menerima beban setempat yang teruk semasa sentuhan awal. Jika keratan rentasnya terlalu kecil, ia boleh terkelupas sebelum beban tersebut sempat merebak ke seluruh permukaan.

Inilah sebabnya mengapa tiada gaya bit tunggal yang terbaik untuk setiap formasi batuan.

Mata butang dengan banyak sisipan mungkin merupakan pilihan yang tepat dalam satu aplikasi. Pahat, silang, tiga sayap atau reka bentuk campuran tugas berat mungkin lebih berdaya tahan dalam aplikasi lain. Jawapan yang tepat bergantung pada kekuatan batuan, ketahanan, kekasaran, tenaga penggerudian, diameter lubang, keadaan pembilasan dan corak kegagalan yang diperhatikan di lapangan.

Menguatkan badan serta karbida

Sisipan karbida tidak berfungsi secara bersendirian. Badan keluli mesti menyokongnya.

Dalam penggerudian batu keras, sayap keluli atau bahagian badan di sekeliling sisipan memerlukan ketebalan dan kekuatan yang mencukupi untuk memegang karbida dengan selamat. Jika badan melengkung secara berlebihan, retak berhampiran tempat duduk sisipan, atau kehilangan sokongan akibat haus, karbida berkualiti tinggi pun boleh gagal lebih awal.

Oleh itu, reka bentuk mata gerudi tugas berat mungkin termasuk:

• Sisipan karbida yang lebih besar atau lebih tebal

• Sayap keluli yang lebih kuat di sekeliling mata pemotong

• Geometri tempat duduk sisipan yang lebih teguh

• Serong tepi terkawal untuk mengurangkan keretakan sudut

• Profil wajah yang mengurangkan impak eksentrik

• Rawatan haba dipadankan dengan keseimbangan kekuatan dan ketahanan yang diperlukan

Badan keluli harus cukup kuat untuk menyokong sisipan, tetapi tidak terlalu rapuh sehingga retak di bawah hentaman berulang. Keseimbangan itu adalah salah satu bahagian terpenting dalam pembuatan mata gergaji.

Pembilas air tetap penting, tetapi keutamaan boleh berubah

Penyingkiran keratan yang cekap biasanya penting untuk penggerudian yang produktif. Pembilasan yang buruk menyebabkan penghancuran semula, haba dan haus yang boleh dielakkan.

Walau bagaimanapun, formasi yang sangat keras boleh mengubah keutamaan reka bentuk.

Jika batu menghasilkan keratan yang agak halus dan kelajuan penggerudian secara semula jadi lebih rendah, pembilasan mungkin kurang mengehadkan ketahanan mata gerudi. Dalam situasi itu, adalah masuk akal untuk memperuntukkan lebih banyak kawasan muka dan ketebalan badan untuk memasukkan sokongan daripada memaksimumkan setiap laluan pembilasan yang mungkin.

Itu adalah pertukaran, bukan peraturan sejagat.

Mata bor masih memerlukan pembilasan yang mencukupi. Tetapi apabila kerepek sisipan awal memusnahkan mata bor sebelum haus menjadi faktor pengehad, geometri yang lebih kuat mungkin memberikan pulangan yang lebih baik daripada permukaan yang direka terutamanya untuk aliran cip maksimum.

Reka bentuk yang betul datang daripada mengenal pasti sebab sebenar bit semasa gagal.

Pemilihan bahan memerlukan keseimbangan, bukan keterlaluan

Bagi sisipan karbida dalam batuan kasar yang lasak, sifat yang diingini boleh bersaing.

Kekuatan yang lebih tinggi membantu menahan keretakan dan keretakan. Kekerasan yang lebih tinggi meningkatkan rintangan haus. Meningkatkan kandungan pengikat dalam gred karbida boleh meningkatkan kekuatan, tetapi boleh mengurangkan kekerasan dan menjadikan sisipan haus lebih cepat dalam tanah yang sangat kasar.

Itulah sebabnya pemilihan karbida tidak boleh berdasarkan satu nombor sahaja.

Gred yang berguna untuk batuan yang sangat keras memerlukan keseimbangan kekerasan, kekuatan pecahan melintang, ketahanan, ketumpatan dan mikrostruktur yang sesuai. Geometri sisipan, kaedah pengekalan butang dan parameter operasi juga mempengaruhi hasilnya.

Proses pembuatan lanjutan boleh meningkatkan lagi konsistensi, tetapi prestasi lapangan masih bergantung pada pemadanan reka bentuk bit lengkap dengan formasi.

Perhatikan mod kegagalan, bukan sahaja meteran

Apabila menilai mata gerudi batu, jangan hanya merekodkan jumlah meter yang digerudi.

Periksa mengapa mata gergaji itu tidak berfungsi.

Adakah ia telah dihentikan kerana diameter tolok telah haus secara normal? Adakah butang karbida terkoyak? Adakah mata pemotong retak? Adakah badan keluli retak? Adakah ulir rosak? Adakah mata gerudi menjadi panas kerana keratan tidak bersih?

Butiran tersebut memberitahu anda apa yang perlu diubah seterusnya.

Jika haus biasa menjadi masalah, reka bentuk yang lebih keras atau lebih tahan lelasan mungkin dapat membantu. Jika kerosakan karbida awal menjadi masalah, jawapannya mungkin sisipan individu yang lebih kuat, geometri sokongan yang lebih baik, penjajaran yang lebih baik atau gaya permukaan yang berbeza.

Bit yang mencapai had haus biasa biasanya sedang menjalankan tugasnya. Bit yang terkelupas atau pecah lebih awal memberitahu anda bahawa laluan beban perlu diberi perhatian.

Bahagian yang betul ialah bahagian yang biasanya gagal

Dalam batuan yang sangat keras, mungkin tiada mata gerudi yang sempurna. Setiap reka bentuk membawa kompromi antara kadar penembusan, jangka hayat tolok, pembilasan, ketahanan sisipan dan kos.

Tetapi sasarannya jelas: mata gerudi tidak sepatutnya gagal secara tiba-tiba kerana sisipan karbidanya tidak dapat menahan beban.

Mata gergaji batu keras yang baik ialah mata gergaji yang tahan haus seperti yang dijangka, mengekalkan lubang yang stabil dan mencapai selang servis yang dirancang tanpa kegagalan sisipan awal. Di situlah terletaknya nilai sebenar.