La forma della superficie di contatto della punta determina la forma del foro: una guida alla progettazione delle superfici di contatto delle punte DTH.
Puoi specificare il diametro giusto, la filettatura giusta, il grado di inserto giusto, ma ottenere comunque risultati scadenti se la geometria della faccia della punta non è adatta al lavoro. La forma della parte anteriore di una punta DTH determina tre cose contemporaneamente: la velocità di foratura, la precisione del foro e la durata del corpo della punta. E non è possibile ottimizzare tutte e tre contemporaneamente. Bisogna scegliere.
Ecco i quattro design della superficie che troverete nelle punte DTH ad alta pressione, i punti di forza di ciascuna e i suoi limiti.
La faccia convessa: veloce, ma errante
La superficie convessa della punta sporge verso l'esterno: il centro è più alto rispetto alla fila di tacche di riferimento. Immaginatela come una cupola.
Quella forma a cupola ha un vantaggio fondamentale: permette di inserire prima gli inserti centrali nella roccia. In formazioni di media durezza o dure e abrasive, questi inserti centrali pre-fratturano il nucleo roccioso prima che la fila di punte allarghi il foro al diametro massimo. Il risultato è un'elevata velocità di penetrazione: la punta taglia sempre roccia già fratturata.
Il compromesso: la rettilineità del foro. Una punta a cupola non ha un meccanismo di centraggio. La punta poggia sul punto di contatto più alto e, in rocce irregolari o fratturate, questo punto si sposta. Il foro devia. Se si stanno praticando fori da mina dove le tolleranze di deviazione sono meno rigide, come ad esempio nei lavori di cava, questo è un compromesso accettabile. Se invece sono necessari fori rettilinei per linee pre-sezionate o schemi ravvicinati, una punta a faccia convessa non è lo strumento adatto.
Il volto piatto: il sopravvissuto
Una fresa a faccia piatta è esattamente ciò che il nome suggerisce: la superficie è piana, o quasi. Nessuna cupola, nessuna depressione, solo inserti su una superficie piana.
Questo è il design strutturalmente più robusto. Non c'è una sezione sottile al centro che possa incrinarsi sotto un forte impatto. Gli inserti sono ben supportati dall'acciaio del corpo della punta che si trova dietro di essi. Le punte a faccia piatta sopportano le energie d'impatto più elevate e le rocce più dure e abrasive, come granito, quarzite e basalto denso, senza i problemi di affaticamento del corpo che affliggono i design più sagomati.
Gli svantaggi: le superfici piane non si centrano bene, quindi la rettilineità del foro è nella migliore delle ipotesi nella media. I tassi di penetrazione sono moderati: non c'è effetto di pre-fratturazione, quindi ogni inserto rompe roccia vergine ad ogni colpo. Inoltre, l'evacuazione dei trucioli può essere lenta perché non c'è una geometria a imbuto naturale che guidi i detriti nei canali di lavaggio.
Le punte a faccia piana sono la scelta ideale quando la massima durezza è il requisito fondamentale e la rettilineità del foro è una preoccupazione secondaria. Sono strumenti robusti e affidabili che raramente si rompono in modo catastrofico, ma che raramente brillano in termini di velocità.
La faccia concava: il tuttofare
La superficie concava presenta una leggera depressione conica al centro. La fila di calibri esterna sporge leggermente dagli inserti centrali.
Questa depressione crea un lieve effetto carotaggio. Man mano che la punta perfora, si forma un piccolo pilastro di roccia nella depressione centrale. Questo pilastro funge da guida, mantenendo la punta centrata nel foro. Il risultato è una rettilineità del foro nettamente superiore rispetto ai design convessi o piatti.
La forma concava convoglia inoltre i trucioli verso i canali di lavaggio centrali, migliorando l'evacuazione dei detriti. Una migliore evacuazione significa meno trucioli che sfregano contro la superficie della punta tra un colpo e l'altro, il che si traduce in una penetrazione più rapida e una minore usura degli inserti.
Questo è il design della superficie di perforazione DTH ad alta pressione più comune sul mercato, e per una buona ragione. Offre un buon equilibrio tra velocità di penetrazione, rettilineità del foro e durata su un'ampia gamma di tipi di roccia. Se non siete sicuri di quale design della superficie di perforazione utilizzare, iniziate con quello concavo e regolatevi di conseguenza.
Il centro concavo profondo: fori più dritti, roccia più morbida
Una punta con concavità profonda al centro porta il concetto di carotaggio a un livello superiore. La depressione centrale è pronunciata: una profonda rientranza che forma un solido pilastro di roccia durante la perforazione. L'effetto di centraggio è notevole. I fori profondi praticati con questo design rimangono straordinariamente dritti, anche in condizioni in cui altri design della superficie di perforazione tenderebbero a deviare.
Il costo: debolezza strutturale. La profonda cavità centrale rimuove l'acciaio dalla zona di massima sollecitazione della punta. Sotto carichi d'impatto elevati, soprattutto in roccia dura, la sezione centrale può affaticarsi e incrinarsi. Le punte concave profonde sono indicate esclusivamente per formazioni da tenere a medio-dure, dove i carichi d'impatto sono inferiori e il rischio di incrinature della superficie di perforazione è minimo.
Utilizzare un centro concavo profondo quando la rettilineità del foro è il requisito principale e la roccia non penalizza il progetto. Le applicazioni naturali includono la perforazione di pozzi d'acqua, fori di esplorazione profondi e fori di ancoraggio dove le tolleranze di deviazione sono ristrette.
Come scegliere
L'albero decisionale è semplice una volta che si conoscono i compromessi:
Roccia dura e abrasiva + la velocità conta + la rettilineità non conta:faccia convessa.
Roccia dura e abrasiva + la durabilità è importante + la rettilineità non lo è:superficie piatta.
Sono necessarie condizioni variabili e prestazioni equilibrate:superficie concava. Questo copre la maggior parte delle applicazioni.
Roccia da morbida a media + la rettilineità è fondamentale:centro profondamente concavo.
Il disegno della punta è stampato su ogni punta che esce dal foro. Osservate il modello di usura. Una punta convessa che si è usurata uniformemente sulla superficie era ben adatta alla roccia. Una punta profondamente concava con una crepa al centro è stata spinta oltre i limiti di progettazione. La punta vi dice se avete fatto la scelta giusta. Leggetela e regolate di conseguenza il prossimo ordine.
