معرفی میله مته ضربه ای
هنگام انتخاب میله مته برای مته سنگ ضربه ای، مهندسان معدن با عوامل زیادی از جمله قطر میله، شکل مقطع، نوع فولاد مته و فرآیند عملیات حرارتی باید در نظر بگیرند. انتخاب نه تنها تحت تأثیر شرایط فنی، بلکه ترجیحات منطقه ای و در دسترس بودن بازار نیز قرار دارد.
دو نوع اصلی میله مته در حال حاضر تولید می شود: اولی با دم مته آهنگری و دومی با نخ در هر انتها. اولی برای سر مته های یکپارچه، مخروطی یا رزوه ای مناسب است. دومی در مورد دم مته استفاده می شود، مانند میله مته تکی برای مته سنگی نوع ریلی، یا میله مته مونتاژ میله متصل به آستین میله رزوه دار.
انواع فولاد مته
فولاد مته توخالی از یک شمش فولادی با یک هسته تمام فلزی در مرکز گرد به صورت مقطع گرد یا شش ضلعی و طول های مختلف نورد گرم می شود. ترکیب شیمیایی فولاد باید به خوبی انتخاب شده و با دقت کنترل شود تا برای نوع میله مته مورد نیاز و روش عملیات حرارتی مورد استفاده مناسب باشد. پس از غلتاندن به اندازه لازم، برای کاهش قطر آن کشیده می شود و سپس هسته فلزی آن جدا می شود.
فولاد پرکربن حاوی 1% کربن و 1% کروم، و مقدار کمی منگنز و مولیبدن، دارای مقاومت در برابر خستگی قوی است و می تواند به صورت موضعی عملیات حرارتی و جوش داده شود. از آنها برای ساخت میله های مته با دم مته، از جمله میله های مته یکپارچه استفاده می شود.
فرآیند کوئنچ با فرکانس بالا شامل گرم کردن سریع قطعه کار تا دمای 900 درجه سانتیگراد و سپس خنک کردن سریع آن در آب است. این امر ساختار فلز را تغییر می دهد و همچنین باعث ایجاد تنش فشاری بر روی سطح می شود. روش فرکانس بالا را می توان برای عملیات حرارتی موضعی مخروط، دم مته و نخ مورد استفاده قرار داد، که میله مته را انعطاف پذیر می کند و قادر به مقاومت در برابر خمش های بزرگ و عملیات خشن است. سندبلاست یک فرآیند سخت کاری سرد است که عیوب سطح را از بین می برد و عمر را طولانی می کند.
فولاد کم و متوسط کربن حاوی 0.2 تا 0.27 درصد کربن، 2 تا 3 درصد کروم یا نیکل و منگنز یا مولیبدن برای ساخت میله های اکستنشن، دم میله های اکستنشن، آستین های میله اکستنشن و بدنه مته استفاده می شود. آنها عموماً کاملاً کربوره هستند. در طی کربورسازی، یک بسته متشکل از 200 تا 300 میله مته در یک قفس آویزان شده و در یک جو غنی از کربن در دمای 925 درجه سانتیگراد در یک کوره گودال برای حدود 6 ساعت تحت درمان قرار می گیرد. در اثر کربوریزاسیون، ترکیب شیمیایی پایه و خواص لایه بیرونی تغییر می کند و باعث افزایش حجم و تنش فشاری می شود. این فرآیند در کل سطح، از جمله سوراخ‌های شستشوی داخلی، بهبود دوام، استحکام خستگی، سختی و سفتی میله مته و همچنین مقاومت در برابر سایش و خوردگی آن رخ می‌دهد. هنگام حفاری مرطوب، به طور طبیعی بهبود مقاومت در برابر سایش و خوردگی به منظور محافظت از سوراخ های شستشو بسیار مهم است. گزارش شده است که حدود 95 درصد از قطعات شاتون مورد استفاده برای حفاری مرطوب در چاه های زیرزمینی به طور کلی کربن دار هستند، از جمله آستین شاتون و رزوه مته. هنگامی که این نوع فولاد تا حدی کربوره می شود، انجام آنیل موضعی دشوار است زیرا"بازپخت"مناطق تشکیل خواهد شد.
جوشکاری ورق های کاربید در فولاد کربوریزه برای ساخت مته های یکپارچه از نظر فنی یک فرآیند دشوار است، اما برخی از تولیدکنندگان به موفقیت دست یافته اند. میله های مته انتگرال سنگینی که تولید می کنند در مته های سنگی با قدرت بالا برای حفاری سنگ مکانیزه استفاده می شود. گزارش شده است که عمر مفید آنها سه برابر فولاد پر کربن است، مانند 900 متر در مقابل 300 متر.
یکی دیگر از فولادهای آلیاژی کم کربن قابلیت ماشین کاری خوبی دارد. حاوی نیکل و کروم است. به طور کلی، این فولاد نیز به طور کلی کربوره می شود. فولاد کروم نیکل کربن متوسط (0.42٪) توسط برخی از کارخانه ها برای ساخت میله های حفاری انتگرال سنگین استفاده می شود.
سطح بیرونی و سوراخ های شستشو را می توان برای جلوگیری از زنگ زدگی فسفات کرد. یک پوشش محافظ مومی نیز می تواند در طول ذخیره سازی اعمال شود. خوردگی و زنگ زدگی می تواند باعث ایجاد ترک های خستگی زودرس شود.
هنگام حفاری سنگ سخت ساینده با مته سنگ مرطوب، معمولاً میله های مته کاملاً کربوره ترجیح داده می شوند. با این حال، هنگام حفاری سنگ بر روی پله های روباز با اتصالات یا تشکیلات سنگی شکسته، میله مته در خطر خمش جدی است و ممکن است میله مته کربن دار شکسته شود. میله های مته خاموش کننده فرکانس بالا می توانند بهتر با این وضعیت سازگار شوند. از آنجایی که میله های مته خاموش کننده فرکانس بالا دارای چقرمگی بیشتری هستند، به راحتی در اثر ضربه ناشی از ضربه های تصادفی یا عمدی آسیب نمی بینند و همچنین به راحتی توسط رزوه های شل ناشی از نیروی محرکه ناکافی که باعث گرمایش موضعی و آسیب می شود، آسیب نمی بینند. تصفیه هوای فشرده نیز ممکن است باعث گرمایش موضعی و فرسایش سطحی شود. میله های مته خاموش کننده فرکانس بالا مستعد این پدیده نیستند، اما مستعد سایش نخ هستند.
زمانی که گمانه کم عمق باشد، مثلاً زیر 6 متر، یا با عمیق شدن گمانه، از مجموعه ای از میله های حفاری با طول های مختلف استفاده می شود و یا از یک مته به اندازه عمق گمانه استفاده می شود که امروزه بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع میله مته با دم مته آهنگری می شود. سر مته یا با میله مته یکپارچه است یا یک سر مته متحرک که توسط یک مخروط یا نخ متصل شده است. میله های مته با دم مته از فولاد مته شش ضلعی با ابعاد طرف مقابل 19 میلی متر، 22 میلی متر یا 25 میلی متر ساخته شده اند و برای مته های سنگی دستی، مته های سنگی هوا-پایه و وسایل حفاری مکانیزه برای حفاری سوراخ در سطوح کاری یا سنگ استفاده می شوند. پیچ و مهره همانطور که در بالا ذکر شد، این نوع میله مته معمولاً از فولاد آلیاژی حاوی کروم با کربن بالا ساخته می شود. این فولاد آلیاژی می تواند خمش را بدون شکستگی یا تغییر شکل دائمی تحمل کند.
انتهای دم مته (اگر میله مته به طور کامل کربوره نشده باشد) به طور جداگانه خاموش می شود تا در برابر تنش های ضربه ای ناشی از پیستون و گشتاور چرخان مقاومت کند. اگر سر مته توسط یک مخروط به هم متصل شود، می توان آن را نیز به طور جداگانه عملیات حرارتی کرد. ساختار کلی میله مته باید طول عمر کل کاربید تنگستن را برابر با عمر خستگی میله مته کند. با این حال، این رویکرد در سنگ‌های با سایش بالا غیر واقعی است و بهتر است از سر مته زنده استفاده شود.
برای حفاری سنگی مکانیزه که از آب پرفشار برای شستشوی برش سنگ استفاده می‌کند، میله مته باید مجهز به دم مته باشد تا از ورود آب شستشو به مته سنگ جلوگیری کند، زیرا برای مته‌های سنگ پنوماتیک، این وضعیت ممکن است بر روان‌کاری اثر بگذارد و باعث شود. یخ.
حداقل یک تولید کننده یک میله مته کلی با سر مته دندانه ای به جای سر مته سوراخ دار ارائه می دهد. یک میله مته کلی با سر مته متقاطع برای سنگ های شکسته یا شکسته مناسب است، زیرا در هنگام حفاری در این سنگ ها خطر نیشگون گرفتن مته وجود دارد. با این وجود، سر مته شکاف دار مزیت برجسته ای دارد که آسیاب آسان است.
دم مته رابط
هنگام استفاده از شاتون برای سوراخ کردن سوراخ های عمیق، دم مته شاتون در آستین دم مته دریل سنگی قرار می گیرد و آستین شاتون به اولین میله مته در گروه میله مته متصل می شود. از آنجایی که مته های سنگی تولید شده توسط سازنده مته سنگ دارای آستین های مته با ساختارهای مختلف هستند، انواع مختلفی از دم مته های شاتون وجود دارد. ساده ترین شانه شانه ای شش ضلعی است، سایرین پیچیدگی متفاوتی دارند، با باس ها یا خار.
ساقه باید انرژی ضربه، گشتاور چرخشی و رانش را به میله مته منتقل کند و صورت عقب، رزوه ها و اسپلاین ها یا ساقه آن باید مقاومت سایش بالایی داشته باشند. موج ضربه ای تولید شده توسط پیستون با سرعت صوت در فولاد (حدود 5000 متر بر ثانیه) و فرکانس 60 بار در ثانیه منتشر می شود. جابجایی های کوچکی در اتصال رزوه ای رخ می دهد و سایش ناشی از آن باید توسط فولاد مقاوم در برابر سایش به حداقل برسد که ویژگی های شکننده شدن را دارد اما مقاومت خستگی را از دست نمی دهد. مناسب ترین فولاد، فولاد کروم کم کربن یا فولاد نیکل کروم است و عملیات حرارتی متداول کربوریزاسیون کامل است.
هنگام سوراخ کردن سوراخ های کم عمق، بهتر است یک مته ساقه ای و یک مته زنده برای مته سنگی ریلی بعد از ساقه وصل شود تا اینکه از یک ساقه با ساقه استفاده کنید، به خصوص هنگام سوراخ کردن سوراخ های با قطر زیاد در سنگ سخت و استفاده از آن. مته های سنگی با قدرت بالا این روش امکان تعویض آداپتور، آستین آداپتور، میله مته و سر مته را در صورت لزوم می دهد. با این حال، از آنجایی که آستین آداپتور از یک نگهدارنده مته باز عبور می کند، یک نقطه ضعف وجود دارد که طول کشش از بین می رود، که معادل طول آداپتور است.
هنگام حفاری یک سوراخ پایین‌رفته، بخش اول میله مته باید قبل از افزودن آداپتور از آداپتور جدا شود. با آستین آداپتور امکان افتادن آن وجود دارد، بنابراین گاهی اوقات استفاده از آداپتور با رزوه های داخلی ترجیح داده می شود. مگر اینکه از تمام رشته های ماده استفاده شود، آستین آداپتور به انتهای پایینی میله مته متصل می شود. در مقایسه با استفاده از آستین آداپتور، اتصال سفت تری بین آداپتور مته و اولین میله مته ایجاد می شود. اگر تنش های خمشی زیادی در آداپتور مته به دلیل انحراف سوراخ سوراخ ایجاد شود، اتصال صلب به احتمال زیاد آسیب می بیند.
وجود دارد"باریک"بخش انتقال بین دم آداپتور مته و قسمت رزوه‌دار، که گفته می‌شود آداپتور مته را الاستیک می‌کند و می‌تواند در برابر تنش‌های خمشی مقاومت کند.
محیط فلاشینگ (آب یا هوای فشرده) از طریق سوزن آب مته سنگ یا یک دستگاه چرخان مستقل وارد سوراخ سوراخ می شود. هنگام شستشو با آب پرفشار (بیش از 8 بار)، باید از یک دستگاه چرخان مستقل استفاده شود. مته های سنگ هیدرولیک مدرن دارای یک سیستم پاکسازی یکپارچه در انتهای آستین دم مته هستند.
میله های اتصال
میله های حفاری سنگ سوراخ عمیق از فولاد کروم مولیبدن حاوی 2 تا 3 درصد کروم یا نیکل ساخته شده اند و می توانند شش ضلعی یا گرد باشند. قطر بدنه میله و قسمت رزوه دار میله مته با مقطع بزرگ یکسان است در حالی که قطر انتهای رزوه دار میله مته سبک بزرگتر است. اگرچه میله مته سبک تر به دلیل کاهش استحکام، خطر انحراف سوراخ سوراخ را دارد، اما استفاده از میله های مته سبک هنگام سوراخ کردن به سمت بالا راحت تر است. میله های مته سبک به فرآیندهای پیچیده آهنگری نیاز دارند و کربوریزه کردن روش اساسی برای به دست آوردن استحکام خستگی بالاتر است.
میله های مته گرد با قطر بیش از 32 میلی متر برای حفاری سوراخ های عمیق در وسایل نقلیه حفاری سنگین استفاده می شود. هنگام اتصال و تخلیه میله های مته سنگین برای سوراخ های عمیق، از وسایل کمکی موثر برای مکانیزه کردن اتصال و تخلیه میله های مته استفاده کنید.
موضوعات
چهار ساختار اساسی از رزوه ها برای میله های مته سنگ وجود دارد:"آر"یا رشته موج،"تی"یا نخ ذوزنقه ای،"سی"یا نخ دوبار استارت و"سلام لید"یا نخ دندانه دار معکوس (شکل 1). این"تی"نخ توسط ساندویک توسعه داده شده است و می تواند توسط سایر سازندگان تحت لیسانس ساندویک تولید شود، اما در بیشتر موارد با علامت های دیگری مشخص می شود. کل رزوه باید با تحمل دقت بالا ساخته شود و سطح بالایی داشته باشد.
تصویر
این"آر"رزوه دارای زاویه رزوه ثابت 20 درجه است که از محور میله اندازه گیری می شود و گام ثابت 0.5 اینچ. برای میله های کوچک با قطر 22 تا 28 میلی متر استفاده می شود. برای مته های سنگی با قدرت بالا، می توان بیش از حد سفت کرد"آر"رزوه، درجه سفت شدن بسته به انرژی ضربه، گشتاور دورانی و مقاومت ایجاد شده توسط سنگ و رانش است.
در مقایسه با"آر"نخ،"تی"نخ زاویه رزوه بیشتری دارد و با افزایش قطر گام آن افزایش می یابد. دارای ویژگی سفتی متعادل است و برای میله های مته با قطرهای 38 و 45 میلی متر استفاده می شود."سی"نخ برای تجهیزات بزرگتر مانند میله های مته با قطر 51 میلی متر یا 57 میلی متر مناسب است. دارای رزوه های دوبار استارت است و زاویه پروفیل رزوه آن شبیه به آن است"تی"نخ."سلام لید"پروفیل دندانه نخ به شکل دندانه اره است و عملکرد اتصال و جداسازی آن بین است"آر"و"T*"موضوعات. برای میله های مته با قطر بین 25 تا 57 میلی متر استفاده می شود و اندازه زاویه رزوه آن بین"آر"و"تی"موضوعات.
هنگامی که حفاری سنگ آسان تر است، بخش رزوه ای روی شاتون را می توان دو برابر طولانی تر کرد، به طوری که وقتی اولین بخش نخ ساییده شد، بتوان آن را قطع کرد، اما هنگام برش باید توجه ویژه ای داشت تا از موضعی جلوگیری شود. گرم کردن و تمپر کردن میله مته. در برخی موارد، میله مته پس از ساییده شدن نخ به عمر خستگی خود رسیده است. انتخاب رزوه تک استارت یا دوبار استارت با آزمایش بازرسی مته سنگ و شرایط سنگ تعیین می شود، اما رانش پارامتر مهمی است.
اینگرسول-رند ( اینگرسول-رند نخ مخصوصی ساخته است که در تمام طول میله مته رزوه می شود، بنابراین زمانی که یک سر نخ ساییده می شود، می توان آن را قطع کرد و سپس پخ زد و دوباره استفاده کرد. گزارش شده است که آن طول عمر آن در مقایسه با میله های مته با رزوه فقط در انتهای آن افزایش می یابد به طوری که می توان آن را با حداقل گشتاور شل کرد. مشخصات آن 32mm، 38mm و 44mm است.
بهبود میله مته
05
نسل جدیدی از مته‌های سنگ ضربه‌ای، مته‌های مخصوص سنگ با نیروی هیدرولیکی، که می‌توانند در بسیاری از جنبه‌های حفاری سنگ روباز در رقابت با مته‌های چرخشی و مته‌های سوراخ‌دار برنده شوند. این پیشرفت ها همزمان با بهبود میله های مته و مته ها اتفاق افتاد. با افزایش سرعت حفاری، میله مته باید چقرمگی بیشتری داشته باشد و معمولاً سنگین تر است. بدیهی است که دستگاه هندلینگ و کنترل خودکار میله های مته سنگین بسیار مهم بوده و از تجهیزات کمکی ضروری می باشد.
عمر میله مته عمدتاً تحت تأثیر دامنه موج تنش است، بنابراین امواج تنش طولانی با دامنه کم و توزیع یکنواخت مطلوب ترین هستند. مته های سنگ ضربه ای هیدرولیک این نوع موج را تولید می کنند. در مقایسه با پیستون کوتاه و ضخیم مته سنگ پنوماتیک، قطر پیستون آن کوچک و بلند است. تخمین زده می شود که با استفاده از مته های سنگ هیدرولیک می توان 15 درصد در هزینه مصرف میله مته صرفه جویی کرد. یکی دیگر از عوامل مطلوب این است که قدرت مته سنگ را می توان به راحتی با توجه به تطابق سرعت حفاری سنگ و هزینه میله مته تنظیم کرد. علاوه بر این، استفاده از دستگاه های بازکننده خودکار چشم و ضد گیر کردن نیز می تواند از بروز گیر کردن مته جلوگیری کرده یا حداقل آن را به حداقل برساند.
تخمین زده می شود که سرمایه گذاری پایه 25 تا 30 درصد هزینه حفاری سنگ، قطعات یدکی و تعمیر و نگهداری 22 تا 33 درصد، دستمزدها 12 تا 25 درصد، مصرف انرژی 2 تا 6 درصد و میله های حفاری را تشکیل می دهد. و مته ها 20 تا 22 درصد را تشکیل می دهند. از جمله هزینه های فوق، تفاوت بین معادن می باشد که تفاوت آن بسیار زیاد است. با این حال، اگر هزینه کل حفاری سنگ معدن 2 دلار در تن باشد، هزینه میله مته و مته 0.4 دلار در هر تن است. اگر مته در حین حفاری اغلب خراب شود، هزینه ها و زمان تاخیر را افزایش می دهد. در معادن بزرگ حتی صرفه جویی اندک در مصرف مته ها و میله های مته می تواند مزایای قابل توجهی داشته باشد. برای به حداقل رساندن هزینه ها، بحث با سازنده میله مته و انتخاب دقیق میله مته با توجه به شرایط تولید و استفاده بسیار مهم است.
تعمیر و نگهداری میله های مته
06
دستگاه دریل تضمین می کند که آستین دم مته سالم است و سر مته تیز است.
شاتون را به اطراف بچرخانید و به نوبه خود از میله های مته در گروه میله مته استفاده کنید تا نخ های گروه میله مته به طور یکنواخت سایش شوند. از آستین شاتون با توجه به طول عمر متناظر میله مته استفاده کنید - آستین میله اتصال جدید با میله مته جدید.
هنگام سوراخکاری خشک، نخ ها را با گریس مخصوص تمیز و روغن کاری کنید و فقط از میله های مته مستقیم استفاده کنید. گرم کردن میله مته قبل از شروع در شرایط آب و هوایی سرد باعث افزایش طول عمر آن می شود.
با دقت سوراخ کنید و از 1/4 ~ 1/2 قدرت مته سنگ هنگام سوراخ کردن استفاده کنید. اگر میله مته تراز نباشد، باید دوباره سوراخ شود.
از بهترین فشار استفاده کنید. رانش بیش از حد باعث خم شدن میله و کوتاه شدن عمر آن می شود و همچنین می تواند سوراخ تخلیه سر مته را مسدود کند و باعث ساییدگی یا آسیب به صفحه کاربید سر مته شود. رانش ناکافی باعث گرم شدن اتصال، آسیب به اتصال، سایش بیش از حد یا شل شدن صفحه کاربید سر مته می شود.
آستین میله"می زند"در برابر نگهدارنده مته، که به آستین میله آسیب می رساند.
اطمینان حاصل کنید که شستشو به این معنی است که همیشه آب شستشوی کافی برای جدا کردن سریع تراشه‌های سنگ وجود دارد.
مراقب باشید که هنگام بیرون کشیدن مته از 1/4 سرعت رانش استفاده کنید تا از گیر کردن مته جلوگیری شود.
برای جدا کردن میله مته از یک آچار خوب استفاده کنید. چکش زدن یا استفاده از گیره لوله به سطح سخت شده آسیب می رساند. تله ها می توانند باعث شکستگی ناشی از خستگی شوند. برای اندازه گیری سایش نخ های آستین میله و میله مته از یک سنج مخصوص استفاده کنید. زمانی که فرسودگی از حد مشخص شده فراتر رفت، باید از بین برود.
ذخیره سازی اگر قرار است پس از استفاده نگهداری شود، باید با یک بازدارنده زنگ زدگی درمان شود و در نزدیکی آب یا گرد و غبار انباشته نشود. خوردگی یک مشکل بزرگ در معادن زیرزمینی است.
