Slagborrstång Kunskap (förlängningsborrstång)

När man väljer en borrstång för en slagborr, ställs gruvingenjörer inför många faktorer som kan övervägas heltäckande, inklusive borrstångens diameter, tvärsnittsform, borrståltyp och värmebehandlingsprocess. Urvalet påverkas inte bara av tekniska förutsättningar, utan också av regionala preferenser och marknadsutbud. Det finns två grundläggande typer av borrstänger som tillverkas för närvarande: den första är med en smidd skaftadapter och den andra är med gängor i varje ände. Den första är lämplig för integrerade, koniska eller gängade borrhuvuden. Den andra används i fallet med en skaftadapter, såsom endast en borrstång för en bergborr av rälstyp, eller en borrstång för stångsammansättning ansluten till en gängad stånghylsa.

Typer av borrstänger:

Ihåligt borrstål varmvalsas från ett ämne med en rund central helmetallkärna till runda eller hexagonala tvärsnitt och olika längder. Stålets kemiska sammansättning måste vara väl vald och noggrant kontrollerad för att passa den typ av borrstång som krävs och den värmebehandlingsmetod som används. Efter rullning till önskad storlek sträcks den för att minska diametern och sedan tas metallkärnan bort. Högkolhaltigt stål innehållande 1 % kol och 1 % krom, med små mängder mangan och molybden, har stark utmattningsbeständighet och kan värmebehandlas och svetsas lokalt. De används för att tillverka borrstänger med skaftadaptrar, inklusive inbyggda borrstänger. Den högfrekventa härdningsprocessen innebär att arbetsstycket snabbt värms upp till 900°C och sedan snabbt kyls ned i vatten. Detta förändrar metallstrukturen och orsakar även tryckspänningar i ytskiktet. Högfrekvensmetoden kan användas för att lokalt värmebehandla konen, skaftadaptern och gängan, vilket gör borrstången flexibel och klarar stora böjningar och grov hantering. Sandblästring är en kallbearbetningshärdningsprocess som tar bort ytdefekter och förlänger livslängden. Låg- och medelkolstål som innehåller 0,2-0,27 % kol, 2-3 % krom eller nickel och mangan eller molybden används för att tillverka adapterstänger, adapterändar, adapterhylsor och borrkroppar. De är i allmänhet helt uppkolade. Under uppkolningen hängs ett knippe av 200-300 borrstänger upp i en bur och behandlas i en kolrik atmosfär vid 925°C i en gropugn i cirka 6 timmar. På grund av uppkolning förändras den grundläggande kemiska sammansättningen och egenskaperna hos det yttre lagret, vilket orsakar volymökning och tryckspänning. Denna process sker över hela ytan inklusive de invändiga spolhålen, vilket förbättrar hållbarheten, utmattningshållfastheten, hårdheten och styvheten hos borrstången, såväl som slitage- och korrosionsbeständighet. Vid våtborrning är det naturligtvis viktigt att förbättra slitage- och korrosionsbeständigheten för att skydda spolhålen. Det rapporteras att cirka 95 % av adapterdelarna som används för våtborrning under jord är uppkolade som en helhet, inklusive adapterhylsan och borrkronans gängor. När denna typ av stål är delvis uppkolad är det svårt att utföra lokal glödgning eftersom "annealing"-zoner kommer att bildas. Det är en tekniskt svår process att svetsa hårdmetallplåt i uppkolat stål för att göra en integrerad borrstång, men vissa tillverkare har lyckats. De kraftiga inbyggda borrstängerna de producerar används i bergborrmaskiner med hög effekt för mekaniserad bergborrning. Det rapporteras att deras livslängd är tre gånger så lång som för högkolhaltigt stål, till exempel 900 meter mot 300 meter. Ett annat lågkollegerat stål har särskilt god bearbetbarhet. Den innehåller nickel och krom. I allmänhet är detta stål också uppkolat som en helhet. Medelstort kol (0,42 %) kol krom-nickel stål används av vissa fabriker för att göra långa,kraftiga inbyggda borrstänger. Ytterytan och spolhålen kan fosfateras för att förhindra rost. Skyddsvax kan även appliceras under förvaring. Korrosion och rost kan orsaka för tidiga utmattningssprickor. Vid borrning av abrasiva hårda stenar med våta bergborrar föredras i allmänhet helt uppkolade borrstänger. Vid borrning i dagbrottssteg med skarvar eller trasiga bergformationer riskerar dock borrstången att böjas kraftigt och den uppkolade borrstången kan gå sönder. Högfrekventa härdborrstavar kan bättre anpassa sig till denna situation. Eftersom den högfrekventa kylda borrstången har större seghet, skadas den inte lätt av oavsiktlig eller avsiktlig stöt. Samtidigt är det inte lätt att lossa gängan på grund av otillräcklig framdrivningskraft, vilket orsakar lokal uppvärmning och skador. Tryckluftsblåsning kan också orsaka lokal uppvärmning och yterosion. Högfrekventa kylda borrstänger är inte utsatta för detta fenomen, men gängslitage är benäget att uppstå. Borrstänger med skaftadaptrar När spränghålet är mycket grunt, till exempel under 6 meter, eller när spränghålet blir djupare, används en borrstavsgrupp av olika längd, eller en enkel borr som är lika med sprängdjupet -hål används ofta. Denna typ av borrstång är smidd med en skaftadapter. Borrhuvudet är antingen integrerat med borrstången eller ett rörligt borrhuvud förbundet med en kon eller gänga. Borrstången med skaftadapter är gjord av sexkantigt borrstål med motsatta sidomått på 19 mm, 22 mm eller 25 mm och används för handhållna bergborrar, luftbensborrar och mekaniserade borrfordon för att borra hål i arbetsytor eller berg bultar. Som nämnts ovan är denna typ av borrstång i allmänhet gjord av kromhaltigt legerat stål med hög kolhalt. Detta legerade stål tål böjning utan att gå sönder eller permanent deformeras. Änden av skaftadaptern (om borrstången inte är helt uppkolad) härdas separat för att motstå slagpåkänningarna som orsakas av kolven och det roterande vridmomentet. Om borrhuvudet är sammankopplat med en kon kan det även värmebehandlas separat. Den integrerade borrstångsstrukturen ska göra volframkarbidens totala slitagelivslängd likvärdig med borrstångens utmattningslivslängd. Men i mycket nötande bergarter är detta tillvägagångssätt inte praktiskt och det är bättre att använda ett rörligt borrhuvud. Mekaniserad bergborrning med högtrycksvattenspolskär bör förses med en skaftadaptertätning för att förhindra att spolvattnet kommer in i bergborren, eftersom för pneumatiska bergborrar kan denna situation påverka smörjningen och orsaka is. Minst en tillverkare erbjuder en integrerad borrstång med ett kultandsborrhuvud istället för ett slitsat borrhuvud. I brutna eller spruckna berg är det lämpligt att använda en inbyggd borrstång med tvärborrhuvud eftersom det finns risk för fastklämning vid borrning i dessa stenar. Det slitsade borrhuvudet har dock den enastående fördelen att det är lätt att slipa.

Anslutning av skaftadaptern:

 Vid borrning av djupa hål med en stång förs stångsvansen in i bergborrens skaftadapterhylsa, och stånghylsan kopplas till den första borrstången i borrstångsgruppen. Eftersom bergborrtillverkarna tillverkar bergborrar med olika strukturer av borrhylsor finns det många typer av stångsvansar. Den enklaste är den sexkantiga axelsvansen, och de andra varierar i komplexitet, med bossar eller splines. Stångsänden måste överföra slagenergin, vridmomentet och framdrivningskraften till borrstången, och dess bakre ändyta, gänga och spline eller skuldra måste ha hög slitstyrka. Stötvågen som genereras av kolven fortplantar sig med ljudhastigheten i stål (ca 5000 m/s) och en frekvens på 60 gånger/s. En liten förskjutning kommer att ske vid den gängade anslutningen, och slitaget måste minimeras med slitstarkt stål. Det slitstarka stålet som används måste ha egenskaperna att bli sprött men inte förlora utmattningshållfasthet. Det mest lämpliga stålet är kromstål med låg kolhalt eller nickel-kromstål, och den vanligaste värmebehandlingen är full uppkolning. Vid borrning av grunda hål är det bättre att ansluta en bergborr av rälstyp och en borr med spänning till adapterstångens ände än att använda en enkel borrstång med en skaftadapter, speciellt när man borrar hål med stor diameter i hårt berg och använder hög -drivna bergborrmaskiner. Denna metod gör att adapterstångsänden, adapterhylsan, borrstången och borrkronan kan bytas ut vid behov. Emellertid, eftersom adapterhylsan passerar genom en öppen borrhållare, finns det en nackdel att trycklängden förloras lika med längden på adapterstångsänden. När du borrar nedåtgående steghål måste den första borrstången kopplas bort från skaftadaptern innan du lägger till adaptern. När du använder en adapterhylsa kan den falla av, så det är ibland att föredra att använda en skaftadapter med invändiga gängor. Om inte alla invändiga gängor används ska adapterhylsan anslutas till den nedre änden av borrstången. Jämfört med användningen av en adapterhylsa bildas en styvare förbindelse mellan skaftadaptern och den första borrstången. Om stora böjspänningar orsakas i skaftadaptern på grund av böjning av spränghål, är det mer sannolikt att den stela anslutningen skadas. Det finns en "slender" övergångssektion mellan spetsen på borrkronan och den gängade delen, vilket sägs göra borrkronan elastisk och tål böjpåkänningar. Spolmediet (vatten eller tryckluft) kommer in i spränghålet genom bergborrens vattennål eller en oberoende roterande anordning. När högtrycksvatten (mer än 8 bar) används för spolning måste en oberoende roterande anordning användas. Moderna hydrauliska bergborrar har ett integrerat spolsystem i änden av borrhylsan.

Förbindande borrstänger:

Borrstavar för djuphålsborrning är gjorda av krom-molybdenstål innehållande 2~3% krom eller nickel, och kan vara hexagonala eller runda. Diametern på stångkroppen och den gängade delen av den stora borrstången är densamma, medan diametern på den gängade änden av den lätta borrstången är större. Även om den lättare borrstången har risk för att spränghålet böjs på grund av den minskade styvheten, är det bekvämare att använda lätta borrstänger när man borrar uppåt. Lätta borrstänger kräver komplexa smidesprocesser, och uppkolning är den grundläggande metoden för att få högre utmattningshållfasthet. Runda borrstänger med en diameter på mer än 32 mm används för att borra djupa hål på tunga borrfordon. Vid anslutning och lossning av tunga borrstänger för borrning av djupa hål, använd effektiva hjälpanordningar för att mekanisera anslutning och lossning av borrstänger.

Trådar:

Gängan "R" har en konstant gängvinkel på 20° och en konstant stigning på 0,5 tum mätt från borrstångens axel. Den används för små borrstänger med diametrar på 22 mm till 28 mm. För kraftfulla bergborrar är det möjligt att dra åt "R"-gängan för hårt, och åtdragningsgraden beror på slagenergin, vridmomentet och motståndet som skapas av berget och dragkraften. Jämfört med "R"-gängan har "T"-gängan en större gängvinkel och dess stigning ökar med ökande diameter. Den har egenskaperna för balanserad täthet och används för borrstänger med diametrar på 38 mm och 45 mm. Gängan "C" är lämplig för större utrustning, såsom borrstänger med diametrar på 51 mm eller 57 mm. Den har en dubbelstartgänga och dess gängprofilvinkel liknar den för "T"-gängan. Gängprofilen för "Hi-Leed" är sågtandsformad, och dess anslutnings- och demonteringsprestanda ligger mellan "R" och "T" gängor. Den används för borrstänger med diametrar mellan 25 mm och 57 mm, och dess gängvinkel är mellan "R" och "T" gängor. När bergborrning är enklare kan den gängade delen på vevstaken göras dubbelt så lång, så att när den första delen av gängan är sliten kan den skäras av, men särskild uppmärksamhet bör ägnas vid kapning för att undvika lokal uppvärmning och anlöpning av borrstången. I vissa fall har borrstången nått sin utmattningslivslängd efter gängslitage. Valet av enkel- eller dubbelgänga bestäms av inspektion och provning av bergborr- och bergförhållandena. att fastställa, men dragkraft är en viktig parameter. Ingersoll-Rand gör en specialgänga som gängas längs hela stavens längd så att när ena änden är sliten kan den skäras av och sedan fasas och återanvändas. Det rapporteras ha en livslängd som är fem gånger längre än en stång som är gängad endast i änden. Gängorna är valsade vilket ger dem hög skjuvhållfasthet och ytan är härdad för seghet och slitstyrka. En ganska brant spiralvinkel används så att de kan lossas med minimalt vridmoment. Finns i 32 mm, 38 mm och 44 mm.

Förbättringar i borrstänger:

Den nya generationen av slagborrar för berg, särskilt de som drivs av hydraulisk kraft, kan framgångsrikt konkurrera med roterande och sänkt borr i många aspekter av dagbrottsborrning. Dessa framsteg har skett parallellt med förbättringar av borrstänger och borrkronor. När borrhastigheten ökar måste borrstänger vara mer motståndskraftiga och vanligtvis tyngre. Självklart är hanteringsanordningar och automatisk styrning av tunga borrstänger viktig och nödvändig hjälputrustning. Borrstavarnas livslängd påverkas huvudsakligen av spänningsvågens amplitud, så långa spänningsvågor med liten amplitud och jämn fördelning är mest gynnsamma. Hydrauliska slagborrar producerar sådana vågor. Deras kolvar är små och långa i diameter jämfört med de korta och tjocka kolvarna hos pneumatiska bergborrar. Det uppskattas att en besparing på 15 % av borrstångsförbrukningskostnaderna är möjlig genom att använda hydrauliska bergborrar. Andra gynnsamma faktorer är att bergborrens kraft kan anpassas relativt enkelt efter matchning av borrhastighet och borrstångskostnad. Dessutom kan användningen av automatiska ögonöppnings- och anti-stockningsanordningar också förhindra eller åtminstone minimera förekomsten av störning. Man beräknar att grundinvesteringen står för 25-30 % av bergborrningskostnaden, reservdelar och underhåll står för 22-33 %, lönerna står för 12-25 %, energiförbrukningen står för 2-6 % och borrstänger. och borrkronor står för 20-22%. I de ovan nämnda utgifterna är det stora skillnader mellan gruvorna. Men om den totala bergborrningskostnaden för malm är 2 USD/ton, är kostnaden för borrstänger och borrkronor 0,4 USD/ton. Om borrbrott ofta inträffar under bergborrning kommer det att öka kostnaderna och förseningar. I stora gruvor kan till och med en liten besparing av borrkrona och borrstavsförbrukning ge avsevärda fördelar. För att minimera kostnaderna är det mycket viktigt att diskutera med bergborrstångstillverkaren och noggrant välja borrstång efter produktions- och användningsförhållanden.

Underhåll av borrstång:

Borrmaskin: Se till att borrstjärthylsan är intakt och att borrkronan är vass. Vrid spöet och använd stängerna i stånggruppen i tur och ordning för att få gängorna i stånggruppen att slitas jämnt. Använd stånghylsan enligt motsvarande livslängd för stånggängan - en ny stånghylsa matchas med en ny stång. Vid torrborrning, rengör och smörj gängorna med specialfett och använd endast raka borrstänger. Uppvärmning av borrstången före användning i kalla väderförhållanden förlänger dess livslängd. Borra försiktigt och använd 1/4~1/2 av bergborrkraften vid borrning. Om borrstången inte är inriktad måste den borras om. Använd optimal dragkraft. Överdriven dragkraft kommer att få borrstången att böjas och förkorta dess livslängd, och den kan också blockera borrhuvudets rensningshål och orsaka slitage eller skada på borrhuvudets hårdmetallplatta; otillräcklig dragkraft kommer att orsaka uppvärmning vid anslutningen, skada anslutningen, överdrivet slitage eller lossning av borrhuvudets hårdmetallplatta. Stånghylsan "snaps" i förhållande till borrhållaren, vilket kommer att skada stavhylsan. Se till att spolning innebär att det alltid finns tillräckligt med spolvatten för att snabbt ta bort stenflis. Var försiktig när du lossar - använd 1/4 av tryckhastigheten när du lossar för att förhindra att den fastnar. Använd en bra skiftnyckel för att lossa stången. Att slå eller använda en rörtång skadar den härdade ytan. Fallgropar kan orsaka utmattningsfrakturer. Använd en speciell mätare för att mäta slitaget på gängorna på förlängningshylsan och stången. När slitaget överstiger den angivna gränsen ska den skrotas. Förvaring Om den ska förvaras efter användning måste den behandlas med rostskyddsmedel och inte förvaras nära vatten eller damm. Korrosion är ett stort problem i underjordiska gruvor.