Kaya Delme Aletlerinin Hata Analizi ve Doğru Kullanımı
Kaya delme aletlerinin arıza analizi Çin artık, sütun/dişli uçlar, sementit karbür integral uçlar, ultra dayanıklı kaya uçları ve K610 karbür gibi farklı özelliklere sahip bir dizi kaya delme aleti (RDT) üretmektedir. Bu aletlerin kalitesi ve ömrü iyileştirilmiş olsa da tutarsızlıklar devam etmektedir. Erken arızalar çoğunlukla uç ve matkap çubuğu sorunlarından kaynaklanmaktadır.
Uçlar anormal ve normal aşınma nedeniyle başarısız olur: parçalanma, diş kırılması, diş kaybı, ufalanma ve çatlaklar. Keski tipi uçlar genellikle kesme kanatlarının çok ince olması, çabuk aşınması, zayıf geometrik stabiliteye sahip olması ve karbür uçların yetersiz sıkıştırılması nedeniyle başarısız olur; bu da uç kaybına ve hızlanan aşınmaya yol açar. Küresel/düğme uçlar genellikle kenar dökülmesi, kırık kenar dişleri, etekte çatlama, kapak kaybı ve bel (gövde) kırıkları sorunuyla karşılaşır. Sert granit üzerinde 7655 pnömatik matkap kullanılarak yapılan bir saha çalışması, ev tipi ∅40–∅42 uç-diş uç uçlar için: kenar-diş dökülmesi %22,7, kenar-diş kırılması %35,4 ve parça kaybı %26,4 buldu; bu da kenar diş hasarının baskın bir arıza modu olduğunu göstermektedir. Sebepler arasında kenar dişlerinde eksantrik ve düzensiz gerilim, farklı radyal basınçlar, diş deliği duvarında artan plastik deformasyon (çan ağzına ve düşük sıkıştırma kuvvetine yol açar), diş ve delik arasında yetersiz sıkı geçme ve düşük uç gövdesi sertliği bulunur. Daha yüksek uç gövdesi sertliği, karbürlere orta/düşük sertlikteki gövdelere göre çok daha fazla fayda sağlar. Kaynak kalitesi, akı performansı, kaynak uygulaması ve kullanımı da arızaları etkiler. Uç gövdesi kırıklarının %80'inden fazlası uç yüzü ve etek kısmının birleşim yerinde meydana gelir; uç-diş uçlarındaki kısmi kırıklar diş deliği tabanı boyunca yayılır. Kötü çelik seçimi, uygunsuz geometri, hatalı üretim veya yanlış kullanım da kırıkları şiddetlendirir.
Matkap çubukları, darbe, eğilme ve korozyon gibi değişken gerilimlere maruz kaldıklarından yüksek yorulma dayanımı, darbe tokluğu, korozyon direnci ve düşük çentik hassasiyeti ve çatlak yayılma oranları gerektirir. Çubuk hasarları, düşük sertlik nedeniyle küçük çubuk şaft ucunda oluşan deformasyonlar, yüksek sertlikteki uçların patlaması, kaplinlerde diş aşınması, yorulma kırılmaları ve gevrek çatlakları içerir. Yorulma kırılmaları, malzeme kusurlarından (metalik olmayan kalıntılar, gözeneklilik, beyaz noktalar, çizikler, dekarbürizasyon, korozyon çatlakları) veya yetersiz malzeme/ısıl işlemden (karbürizasyondan kaynaklanan aşırı sert çekirdek, kuyruk çatlaklarına neden olan yetersiz söndürme, söndürme çatlakları) başlar ve yayılır. Tasarım kusurları ve kötü kaplin uyumu çatlaklara neden olabilir; yanlış kullanım (çekiç izleri, yetersiz bağlantı yağlaması, korozyon) da çatlama ve kırılmaya neden olur. Bazı çubuk kırıkları yorulma özelliği göstermez ve parlak, kristalin kırılgan kırıklar olarak ortaya çıkar; bunlar genellikle kusurlardan, ciddi kesit değişikliklerinden, dövme bindirmelerinden veya düşük mukavemet veya yüksek gerilim konsantrasyonu ve hızlı çatlak yayılmasına neden olan uygunsuz ısıl işlemden kaynaklanır.
Kaya delme aletlerinin doğru ve akılcı kullanımı 2.1 Tasarım kalitesinin iyileştirilmesi Makul yapısal parametrelerin belirlenmesi ve yeni tiplerin geliştirilmesi, daha uzun ömür için ön koşullardır. Uç/kolon dişli uçlar için, yarım küre kronlar yüksek delme hızı ve dayanıklı basınç direnci sağlar. Diş çapı, çekme dayanımı ve sıkıştırma dayanımı sağlamalıdır. Kenar-diş hasarını azaltmak ve kullanım ömrünü uzatmak için: (1) uygun diş şekli, çapı ve maruz kalma yüksekliğini seçerek kenar dişlerini güçlendirin; (2) yük dağılımını ve darbe direncini iyileştirmek için kenar-diş eğim açısını azaltın; (3) tutma kuvvetini artırmak için doğru kaynak boşluklarını ve sıkı geçmeyi seçin; (4) parçalanmayı önlemek için kenar dişleri için daha tok, ısıl işlem görmüş karbürler kullanın; (5) aşınma direncini artırmak için uç gövdesini güçlendirin; (6) diş düzenini optimize edin, mümkün olan yerlerde kenar dişi sayısını artırın ve yıkamayı iyileştirin - yüzey su deliklerini ve büyük boşluklu üç oluklu/iki delikli yıkama sistemini koruyarak talaş kaldırmayı artırın, talaşların yeniden taşlanmasını azaltın, enerji tüketimini düşürün ve uç ömrünü uzatın.
Çubuk geometrisini iyileştirin: Örneğin, Ingersoll-Rand'ın yüzey sertleştirme, daha büyük helezon açısı ve iyi kendi kendini kilitleme özelliğine sahip rulo şekillendirme ile üretilen tam dişli çubukları, tokluğu, aşınma direncini ve montaj/demontaj kolaylığını artırır. Aletleri korumak ve hizmet ömrünü uzatmak için görünümü ve ambalaj tasarımını iyileştirin.
2.2 Yüksek kaliteli malzemeler seçin Takım malzemeleri tok ve aşınmaya dayanıklı, iyi rijitliğe, yüksek yorulma dayanımına, düşük çentik hassasiyetine, güçlü karbür tutma özelliğine ve bir miktar korozyon direncine sahip olmalıdır. Önerilen çelikler şunlardır: Mükemmel birleşik mekanik ve kırılma özelliklerine sahip 24SiMnNi2CrMo (İsveç FF710'a benzer); çubuklar için 40SiMnMoV (ortalama penetrasyon ~1225,4 m, yabancı seviyelere yakın); İsveç 95CrMo küçük çubuk ömrüne (~250 m) yaklaşan küçük çubuklar için 55SiMnMo; çubuk başına ~300 m'ye ulaşan 35SiMnMoV. Bu çelikler, söndürme-tavlama işleminden sonra yüksek yorulma tokluğuna sahip beynitik mikro yapılar oluşturur. Uç birleştirmeli küçük ve orta boy uçlar için, uç gövdesi için 40MnMoV uygundur; sıcak montajlı uç birleştirmeli uçlar için 45NiCrMoV tercih edilir. Karbür seçimi kaya mekaniğine ve matkap tipine uygun olmalıdır.
2.3 Gelişmiş üretim teknolojisini benimseyin. Geleneksel dövmenin yerini alarak uç üretiminde işleme kullanmak önemli bir gelişmedir. Kaynaklı uçlar için, oksidasyon ve dekarbürizasyonu önlemek, kontrol edilebilir kısa ısıtma süreleri sağlamak, lehimlemeyi kolaylaştırmak ve soğutmayı kontrol ederek söndürme gerilimlerinden kaçınmak için uygun ısıtma ekipmanı (ultrasonik frekanslı veya orta frekanslı indüksiyon fırınları) veya tam indüksiyon ısıtma kullanın. Kaynak boyutunu uygun şekilde artırın, dereceli taşlama diskleri seçin ve lehimleme kalitesini artırmak için kaynak yüzeylerini organik çözücülerle iyice temizleyin.
Orta ve büyük çaplar için uç sabitlemesi için sıcak montaj önerilir: uç gövdesi ve karbür özelliklerini minimum düzeyde etkiler, yüzey kalitesini korur, bağlantı noktasında iki eksenli basınç gerilimi durumları oluşturur, iyi tutunma sağlar, parça kaybını azaltır ve optimum çelik ısıl işlemine olanak tanır. Soğuk preslenmiş uçlar yüksek işleme hassasiyeti gerektirir; temas sertliğini ve diş deliği yüzey kalitesini artırmak için yüksek hassasiyetli takımlar ve kısa boyutlu zincirler kullanın. Takım geometrisi, delik duvarının faydalı basınç kalıntı gerilimi ve gerilimle sertleştirilmiş bir yüzey tabakası elde etmesi için daha büyük kesme deformasyonuna ve ekstrüzyon güçlendirmesine izin vermelidir.
Çubuk ömrünü uzatmak için, çan ağızlarını, çapakları veya çatlakları önlemek amacıyla hassas dövme ve işleme kalıpları üretin. Çukurları, kabukları, katlanmaları ve dekarbürizasyonu ortadan kaldırmak için içi boş çelik haddeleme kalitesini artırın.
Sonuç Bu makalede RDT arıza modları analiz edilmiş ve uç yapıları ile hasar formları incelenmiş, arıza nedenleri gösterilmiş ve kullanım ömrü uzatma önlemleri önerilmiştir: uygun yapısal parametreler, kaliteli malzeme seçimi ve gelişmiş üretim teknikleri. Ancak takım ömrü, içsel kaliteye ve bilimsel kullanıma bağlıdır. Ek pratik noktalar: uçları çıkarırken elle çekiçlemek yerine çektirme kullanın; yüzey çatlaklarının başlamasını ve büyümesini azaltmak ve delme hızını artırmak için uçları yeniden bileyin; doğru işlemi izleyin - tam hızda delmeden önce uç kayaya girene kadar yavaşça ilerleyin; çubuk bağlantılarının eş merkezli ve dişlerin tam olarak geçtiğinden emin olun; bir uç takılırsa çekiçlemekten kaçının - giriş vanasını kapatın, suyu açın, yavaşça ilerleyin ve delik duvarını düzeltmek ve takımı serbest bırakmak için ileri geri hareketler kullanın, karbür parçalanmasını, şaft kırılmasını veya çubuk çatlağını önleyin.
Özetle, çeşitli koşullar altında uyumlu matkaplar, özel aletler ve uygun makinelerin kullanılması, RDT'nin potansiyel performansına ulaşmasını sağlayacaktır.
