La punta triconica da miniera che dura nel tempo: forma dei denti, cura dei cuscinetti e i dettagli che contano.
Una punta triconica in una miniera di produzione percorre migliaia di metri prima di essere sostituita, se tutto va per il verso giusto. La differenza tra una punta duratura e una che si rompe non è solitamente visibile nella punta stessa. Sta nelle decisioni prese intorno ad essa: quale forma di dente è stata utilizzata nel foro, come l'operatore ha trattato i cuscinetti e se qualcuno ha controllato la temperatura del cono dopo l'ultimo foro.
Ecco come le operazioni minerarie sfruttano al massimo la durata delle punte tricone, suddividendo il lavoro nelle quattro aree che effettivamente fanno la differenza.
Innanzitutto, bisogna ottenere la forma corretta del dente.
Questa è la decisione che determina tutto ciò che segue. Due forme di denti dominano le punte tricone per l'industria mineraria, e sono progettate per gli estremi opposti dello spettro di durezza.
Denti a sfera (inserti a bottone):Inserti in metallo duro corti e arrotondati, disposti fittamente sulla superficie conica. I denti corti implicano bracci di leva corti, il che significa che gli inserti resistono alla flessione e alla rottura sotto carico elevato. La fitta spaziatura distribuisce il carico su numerosi punti di contatto. Le punte a denti sferici resistono a pressioni assiali estreme e durano a lungo in formazioni rocciose abrasive, dove qualsiasi punta più lunga si spezzerebbe.
Denti a cuneo (denti fresati/a scalpello):Denti lunghi e appuntiti, ricavati nel corpo conico e distanziati tra loro, penetrano in profondità nella roccia tenera con una pressione di contatto relativamente bassa. L'ampia spaziatura impedisce alla punta di intasarsi nelle formazioni plastiche.
Il modo in cui si fallisce quando si sbaglia è istruttivo. Se si inserisce una punta a denti sferici in una roccia tenera, questa fora, ma lentamente. I piccoli inserti non riescono a penetrare in profondità e la punta si limita a macinare invece di scavare. La punta dura a lungo, ma il costo per foro è elevato perché l'impianto rimane nel foro per un tempo indefinito.
Se si utilizza una punta a cuneo in una roccia dura e abrasiva, i denti si rompono o si consumano in una frazione della durata prevista. I denti lunghi subiscono un carico di flessione eccessivo e la roccia abrasiva erode i denti fresati più morbidi.
Scegli la forma del dente più adatta alla resistenza alla compressione e all'abrasività del terreno. La punta che costa un po' di più, se realizzata con la forma del dente giusta, ti ripagherà ampiamente in termini di metratura.
Quindi, gestisci i tre parametri relativi ai cuscinetti
Le punte tricone si rompono in due punti: i denti e i cuscinetti. I denti sono visibili, i cuscinetti no, e di solito si rompono per primi se i parametri non sono corretti.
Peso sulla punta:Quanto basta per far penetrare i denti nella roccia, non di più. Oltre il punto in cui la roccia si frattura in modo efficiente, un ulteriore WOB non aumenta la penetrazione, ma sovraccarica semplicemente i cuscinetti. La durata dei cuscinetti è inversamente proporzionale al carico. Una punta utilizzata con un WOB superiore del 20% rispetto al suo valore ottimale potrebbe perdere il 40% della durata dei cuscinetti senza guadagnare nulla in termini di penetrazione.
Velocità di rotazione:Nella roccia tenera, un numero di giri al minuto (RPM) più elevato significa una penetrazione più rapida perché ogni dente ha meno lavoro da fare e più tempo per recuperare. Nella roccia dura, un RPM elevato è controproducente. I denti non hanno abbastanza tempo di contatto per completare la frattura prima di ruotare e i cuscinetti, che si riscaldano proporzionalmente all'RPM, si usurano più velocemente. La roccia dura richiede un RPM inferiore e un WOB più elevato. La roccia tenera richiede un RPM più elevato e un WOB inferiore.
Aria di lavaggio:L'aria non serve solo a rimuovere i detriti. È il sistema di raffreddamento dei cuscinetti. L'aria fluisce attraverso i condotti interni della punta, raffreddando i cuscinetti a strisciamento. Se il volume d'aria di lavaggio è insufficiente, i cuscinetti si surriscaldano. Il sintomo classico: dopo aver estratto la punta, un cono è notevolmente più caldo degli altri due. Quel cono caldo ha un condotto dell'aria ostruito o un cuscinetto difettoso. Controllare tutti e tre i coni dopo ogni foro. Se uno è più caldo degli altri, indagare prima di reinserire la punta.
Lista di controllo dell'operatore
Sono queste le piccole abitudini che distinguono un bit che raggiunge la sua piena durata di progettazione da uno che si guasta prematuramente:
Esegui un nuovo passaggio.Una punta nuova di zecca ha cuscinetti nuovi con tolleranze ridotte. Se la si monta a pieno carico, i cuscinetti possono grippare prima ancora di essersi assestati. È consigliabile utilizzare i primi metri a carico ridotto, per poi aumentare gradualmente fino al livello normale. Questo periodo di rodaggio rappresenta una piccola assicurazione per il componente più costoso della corda.
Mantieni pulito il foro.Gli oggetti metallici, come il gambo rotto di una punta, un attrezzo caduto o un pezzo di tondino di ferro, possono distruggere una punta triconica al contatto. Mantieni pulita l'area del collare. Non lasciare che alcun oggetto metallico penetri nel foro.
Colletto dritto.Un inizio storto sottopone la punta a sollecitazioni di flessione fin dalla prima rotazione. I coni non riescono a tagliare in modo uniforme. La fila di guide si usura in modo non uniforme. I cuscinetti subiscono carichi fuori asse. Iniziando lentamente e in modo dritto, la punta funzionerà correttamente per tutta la sua durata.
Non bloccare mai il flusso d'aria con la punta inserita nel foro.I detriti si depositano nei passaggi dei cuscinetti e negli spazi conici. La rotazione successiva li macina e li incastra nei cuscinetti. Se è necessario interrompere la foratura, sollevare la punta dal fondo e mantenere il flusso d'aria fino a quando il foro non è pulito.
Ruotare manualmente i coni durante eventuali interruzioni.Se la punta rimane nel foro per un periodo prolungato, ruotare periodicamente i coni a mano e soffiare aria per mantenere i cuscinetti liberi. Un cuscinetto che rimane sotto carico e immobile nei detriti per troppo tempo risulterà rigido al riavvio.
Non utilizzare aste di perforazione piegate.Un'asta piegata trasmette una vibrazione orbitale alla punta. La punta non è centrata. Un lato della fila di cuscinetti si usura eccessivamente. I cuscinetti subiscono carichi laterali ciclici. Un'asta piegata è il modo più rapido per rovinare una punta altrimenti in buone condizioni.
L'effetto stabilizzatore
Uno stabilizzatore montato direttamente sopra la punta modifica le dinamiche di perforazione. Mantiene la punta centrata nel foro, il che significa che i coni tagliano in modo uniforme, la fila di scanalature si usura uniformemente e i cuscinetti sono soggetti a carico assiale anziché fuori asse. Il risultato è una riduzione delle vibrazioni, una minore deviazione e una durata della punta notevolmente maggiore.
Gli stabilizzatori con superfici di contatto rivestite in acciaio temprato o protetto con carburo durano più a lungo rispetto a quelli in acciaio semplice. Quando lo stabilizzatore si usura al di sotto del suo diametro, smette di svolgere la sua funzione: la punta inizia a deviare e si torna ad avere un carico non uniforme. Controllate il diametro esterno dello stabilizzatore con la stessa attenzione con cui controllate il calibro della punta.
Il modello
Una punta triconica che si rompe prematuramente durante un'applicazione mineraria di solito presenta uno di questi tre problemi: la forma dei denti non è adatta alla roccia, i parametri hanno sovraccaricato i cuscinetti oppure un'abitudine dell'operatore che l'ha danneggiata. La punta in sé, probabilmente, era in buone condizioni.
Scegli la forma del dente più adatta alla formazione rocciosa. Calcola i parametri per la resistenza, non solo per la penetrazione. Acquisisci le abitudini operative che proteggano la punta. E monta uno stabilizzatore. Niente di tutto ciò è costoso. E tutto questo si traduce in un aumento della produttività.
