Wyższy poziom

Wiertła do skał wykonują końcowy etap procesu, w czasie którego energia hydrauliczna przekształca się w uderzenia, które kruszą skałę. Sandvik Mining opracował nowe unikatowe wiertło, aby rozwiązać problemy z trwałością narzędzi zgłaszane od wielu lat przez klienta w północnej Szwecji. Po trzech latach intensywnych prac projektowych główny inżynier Andreas Rindeskär jest dumny z konstrukcji.

– Musieliśmy opracować nowe wiertło – mówi Rindeskär.

Kierownik produktu Robert Grandin to jedna z najważniejszych osób w projekcie.

– Początkowo było to szukanie rozwiązania problemów jednego klienta. Dziś jest to standardowe rozwiązanie – mówi Gandin. – Okazało się ono tak dobre, że postanowiliśmy użyć tej wyspecjalizowanej technologii także do innych średnic i zastosowań.

Nowa konstrukcja top center posiada wysuniętą część środkową, co daje przestrzeń dla większej liczby płytek skrawających, a także większe otwory spłuczkowe i rowki łyżkowe.

Najważniejszą kwestią konstrukcyjną był brak miejsca na głowicę.

– W konstrukcjach z ostatnich 20 lat tego miejsca było bardzo mało – mówi Rindeskär. – Aby uzyskać wszystkie pożądane właściwości, musieliśmy opracować zupełnie nową konstrukcję.

Najważniejsze dla Rindeskära i jego kolegów z zespołu projektowego Johna Hammargrena było zwiększenie trwałości narzędzia. Głównym czynnikiem ograniczającym tę trwałość jest nadmierny wpływ ścierania na średnicę, a najlepszą metodą zwiększenia trwałości wydawało się zwiększenie liczby węglików obwodowych. Może to jednak okazać się trudne z powodu małej ilości miejsca. Poza tym zwiększenie liczby lub wielkości węglików zmniejsza stopień penetracji: przy tej samej sile udaru nacisk na węgliki jest mniejszy.

Dlatego wprowadzono tzw. wysunięte czoło, podnosząc je o kilka milimetrów powyżej poziomu węglików obwodowych umieszczonych na peryferii wiertła. Węgliki czołowe są umieszczone pod niewielkim kątem w stosunku do symetrycznej osi wiertła. Taka budowa koronki ułatwia kruszenie skały.

Konstrukcja tej koronki nie wpływa na stopień penetracji lub nawet go poprawia, redukując kruszenie wtórne i poprawiając kąty natarcia.

Lepsze zrozumienie rozkładu naprężeń w materiale korpusu koronki pozwoliło na uzyskanie większej trwałości. Przewidywany okres eksploatacji wiertła wynosi 500 metrów przy pracy w wymagających warunkach, co oznacza, że właściwości zmęczeniowe stali zostały do pewnego stopnia poświęcone na korzyść większej odporności na ścieranie.

Najważniejszym czynnikiem, który umożliwia maksymalne zwiększenie odporności zmęczeniowej, jest dziś bardzo precyzyjny proces produkcyjny. Ciągłe ulepszenia technologii produkcyjnej umożliwiają niezwykle wąskie tolerancje wytwarzania.

Nowe wiertła są wykonane z nowego gatunku węglika spiekanego – GC80. – Problemem z węglikiem jest to, że jest on albo odporny na ścieranie albo udarny – mówi Grandin. – Kiedy opracowaliśmy gatunek GC80, chcieliśmy połączyć te obie właściwości.