Anello elastico (seal) contro spina trasversale (perno di centraggio)? La sfida definitiva per le punte da trapano DTH (fondo foro)
I sistemi di collegamento per punte da trapano DTH ad anello diviso e a perno incrociato differiscono significativamente in termini di progettazione strutturale, idoneità alle condizioni di lavoro e caratteristiche di manutenzione. Queste differenze determinano direttamente quale tipologia sia preferibile per specifici scenari di perforazione. Di seguito è riportato un confronto tecnico e una sintesi dei principali vantaggi e svantaggi basati sulla pratica ingegneristica:
Differenze tecniche fondamentali (1) Principi di progettazione strutturale
Tipo ad anello diviso (circlip): utilizza un design diviso in due pezzi, composto da due semianelli assialmente simmetrici. La doppia localizzazione è ottenuta tramite interfacce a gradini: il diametro esterno dell'estremità piccola si inserisce con precisione nella cavità anulare interna della connessione anteriore del martello, mentre la faccia dell'estremità grande si accoppia con il manicotto di guida, formando una base di connessione rigida.
Tipo a perno trasversale (dowel-pin): si basa su fori preforati nella punta e nel martello, in cui viene inserito un perno trasversale per garantire la ritenzione meccanica. Alcuni modelli includono un gruppo di ritenzione "tappo + molla + asta di gomma"; la connessione rigida del perno impedisce lo sfilamento.
(2) Caratteristiche di installazione e manutenzione
Tipo ad anello diviso: il montaggio richiede l'inserimento sequenziale dei semianelli e l'innesto della scanalatura; lo smontaggio avviene al contrario. I design ottimizzati del martello possono accelerare il montaggio/smontaggio, ma la procedura rimane più complessa rispetto al tipo a perno incrociato.
Tipo a perno incrociato: funzionamento molto semplice: basta inserire o rimuovere il perno. Tuttavia, se il perno si arrugginisce, si deforma o il gruppo di fissaggio si rompe, la connessione può bloccarsi, rendendo difficile lo smontaggio e la manutenzione molto più impegnativa.
(3) Confronto delle prestazioni meccaniche
Tipo ad anello diviso: una maggiore area di contatto garantisce una distribuzione del carico più uniforme. I nuovi design ad anello a gradini riducono la lunghezza complessiva della punta e la massa, migliorando la resa del martello e riducendo il rischio di concentrazioni di stress.
Tipo a perno incrociato: sopporta principalmente carichi di taglio; l'energia del martello viene trasmessa direttamente alla punta attraverso il perno. Ciò determina una chiara concentrazione delle sollecitazioni in corrispondenza del perno, che è soggetto a usura, deformazione o persino frattura.
Idoneità per gli scenari applicativi Nelle operazioni di perforazione di rocce dure, il tipo a perno incrociato presenta tre vantaggi principali:
Stabilità della connessione: la connessione a perno rigido resiste a urti e coppie elevate e impedisce lo sfilamento della punta. Il tipo ad anello diviso presenta un rischio maggiore di allentamento della connessione in condizioni estreme.
Efficienza del trasferimento di energia: un percorso di trasmissione del carico di taglio più breve significa che l'energia d'impatto raggiunge la punta più direttamente; l'efficienza di rottura della roccia può essere circa il 15-20% superiore rispetto al tipo ad anello diviso.
Mantenimento della precisione: con un controllo rigoroso delle tolleranze dei fori dei perni, la deviazione della verticalità del foro può essere mantenuta entro circa 0,5°, superando le prestazioni del tipo ad anello diviso che può presentare difetti di spostamento dovuti alle forze di reazione.
Raccomandazioni per la selezione ingegneristica La selezione delle punte deve tenere conto di molteplici fattori:
Condizioni geologiche: si preferisce la forma a croce per rocce dure; la forma ad anello diviso è accettabile per formazioni da medie a morbide.
Compatibilità dell'attrezzatura: se il design del martello corrisponde ai gradini dell'anello diviso o all'allineamento del foro del perno.
Controllo dei costi: i sistemi a perni incrociati tendono ad avere costi di manutenzione e sostituzione più elevati, ma i loro vantaggi in termini di efficienza possono ridurre la durata del progetto.
Si consiglia di eseguire perforazioni di prova in loco per raccogliere dati e ottimizzare dinamicamente la selezione in base alla precisione del foro, alle metriche di consumo energetico e alla durata dei componenti.
