ดอกสว่านแบบมีแกนกลางยกสูง สามารถยึดเกจวัดได้นานขึ้นโดยไม่ลดประสิทธิภาพการเจาะหรือไม่?
เมื่อดอกกัดหัวเกลียวถูกปลดระวาง บ่อยครั้งไม่ใช่เพราะดอกกัดหัวคาร์ไบด์ทุกดอกเสียหาย
เนื่องจากดอกสว่านเสียขนาดไปแล้ว
เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกสึกหรอต่ำกว่าขีดจำกัดที่ยอมรับได้ รูที่เจาะจะเล็กเกินไป ซึ่งจะสร้างปัญหาตามมา เช่น ความแม่นยำของรูต่ำ การบรรจุวัสดุทำได้ยาก คุณภาพรูสลักไม่น่าเชื่อถือ และผลการระเบิดคาดเดาได้ยากขึ้น ในการทำเหมืองและการพัฒนาอุโมงค์ ดอกสว่านที่รักษาขนาดไม่ได้อีกต่อไปอาจส่งผลกระทบมากกว่าแค่ต้นทุนต่อเมตรของมันเอง
คำตอบที่ชัดเจนดูเหมือนจะง่ายมาก: เพิ่มปุ่มวัดค่าต่างๆ ให้มากขึ้น
แต่การออกแบบปุ่มกดนั้นไม่เคยเรียบง่ายขนาดนั้น
พื้นที่บนหน้าดอกสว่านมีจำกัด การเพิ่มจำนวนหรือเพิ่มขนาดของปุ่มคาร์ไบด์อาจลดแรงกระแทกที่แต่ละปุ่มได้ การจัดวางหน้าดอกสว่านที่ไม่เหมาะสมยังอาจจำกัดการชะล้างและทำให้การกำจัดเศษวัสดุทำได้ยากขึ้น ผลที่ตามมาอาจทำให้การเจาะช้าลง เกิดการบดซ้ำมากขึ้น หรือสึกหรอเร็วขึ้นในส่วนอื่นของดอกสว่าน
การออกแบบพื้นผิวให้มีส่วนตรงกลางนูนขึ้น เป็นหนึ่งในแนวทางแก้ปัญหาด้านการออกแบบนั้น
เหตุใดการสูญเสียการวัดจึงมีความสำคัญมาก
ปุ่มวัดขนาดจะอยู่รอบขอบด้านนอกของดอกสว่าน หน้าที่ของมันคือการรักษาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูขณะที่ดอกสว่านเจาะและหมุน ปุ่มเหล่านี้ต้องเผชิญกับการเสียดสีอย่างรุนแรงจากผนังรูเจาะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหินแข็งหรือหินที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
เมื่อปุ่มวัดระยะสึกหรอ ดอกสว่านจะเริ่มเจาะรูเล็กลง อาจดูเหมือนเป็นเรื่องเล็กน้อยในตอนแรก แต่ผลกระทบอาจสะสมขึ้นเรื่อยๆ:
เส้นผ่านศูนย์กลางของรูเริ่มไม่สม่ำเสมอมากขึ้น
การจัดแนวรูเจาะอาจคลาดเคลื่อนได้
การระเบิดหรือการยึดด้วยสลักในครั้งต่อๆ ไปจะคาดเดาได้ยากขึ้น
ระยะเวลาการลับคมใบมีดอาจสั้นลง
ดอกสว่านจะถึงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่ต้องทิ้งเร็วกว่าปกติ
สำหรับผู้รับเหมาเจาะ อายุการใช้งานของเกจวัดมักเป็นปัจจัยสำคัญในต้นทุนที่แท้จริงของดอกสว่านแบบมีเกลียว ดอกสว่านที่มีการเจาะที่ดีเยี่ยมแต่มีอายุการใช้งานของเกจวัดสั้น อาจไม่ใช่เครื่องมือที่ประหยัดที่สุดในการทำงาน
ความท้าทายคือการปรับปรุงการป้องกันเกจวัดโดยไม่ทำให้พื้นผิวเจาะได้ไม่ดี
การแลกเปลี่ยนในพื้นผิวบิตแบบดั้งเดิม
บนพื้นผิวของดอกกัดแบบปุ่มกดทั่วไป พื้นที่นั้นมีจำกัด ปุ่มวัดระยะ ปุ่มด้านหน้า รูสำหรับปรับความเรียบ และร่องต่างๆ ล้วนแย่งชิงพื้นที่เดียวกัน
การเพิ่มจำนวนปุ่มวัดขนาดสามารถช่วยกระจายการสึกหรอและรักษาเส้นผ่านศูนย์กลางได้ แต่ก็อาจลดพื้นที่สำหรับรูสำหรับล้างเศษวัสดุได้เช่นกัน หากเศษวัสดุไม่สามารถออกจากรูได้อย่างมีประสิทธิภาพ เศษวัสดุเหล่านั้นอาจถูกบดอัดอีกครั้งใต้ดอกสว่าน ซึ่งจะทำให้พลังงานกระแทกสูญเปล่าและอาจทำให้การเจาะช้าลง
การเพิ่มปุ่มคาร์ไบด์ขนาดใหญ่ขึ้นนั้นนำมาซึ่งข้อเสียอีกประการหนึ่ง พลังงานกระแทกที่มีอยู่จะถูกแบ่งออกไปที่จุดสัมผัสมากขึ้น หากการออกแบบจัดวางไม่ระมัดระวัง แรงบดที่ส่งไปยังแต่ละปุ่มอาจลดลง ซึ่งอาจลดประสิทธิภาพของกระบวนการบดในหินแข็งได้
ด้วยเหตุนี้ การเลือกดอกกัดปุ่มกดจึงไม่ควรพิจารณาจากจำนวนปุ่มเพียงอย่างเดียว ตำแหน่ง ความสูง มุม การจัดวางแบบชิดขอบ และรูปทรงของพื้นผิว ล้วนมีผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน
ใบหน้าที่มีลักษณะนูนตรงกลางจะเปลี่ยนแปลงอะไรบ้าง
การออกแบบที่ยกส่วนกลางขึ้นทำให้ส่วนหนึ่งของหน้าปัดด้านหน้าสูงกว่าระดับปุ่มวัด ปุ่มตรงกลางหรือปุ่มด้านหน้าจำนวนเล็กน้อยจะอยู่สูงกว่าปุ่มด้านนอกเล็กน้อย ทำให้หน้าปัดดูมีมิติและเป็นเอกลักษณ์มากขึ้น
มิติแนวตั้งที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยให้นักออกแบบมีพื้นที่ทำงานมากขึ้น
ดอกสว่านนี้สามารถรองรับปุ่มวัดขนาดเพิ่มเติมได้ ในขณะที่ยังคงเหลือพื้นที่ใช้งานสำหรับรูล้างขนาดใหญ่และร่องระบายน้ำ ส่วนตรงกลางที่ยกสูงขึ้นยังสามารถสร้างลักษณะก้นรูที่เว้าเล็กน้อยในระหว่างการเจาะ ซึ่งจะเปลี่ยนวิธีการที่ปุ่มด้านหน้าสัมผัสกับหินและวิธีการที่เศษหินเคลื่อนตัวออกจากบริเวณบด
จุดประสงค์ไม่ใช่เพียงแค่ทำให้ใบหน้าดูซับซ้อนขึ้นเท่านั้น แต่จุดประสงค์คือการปรับปรุงความสัมพันธ์ระหว่างความต้องการที่ขัดแย้งกันสามประการ:
การป้องกันเกจ
ประสิทธิภาพในการทุบหิน
การอพยพเศษวัสดุ
เมื่อองค์ประกอบทั้งสามนี้สมดุลกัน ดอกสว่านจะสามารถรักษาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางได้นานขึ้น ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพการเจาะไว้ได้
การล้างที่ดีขึ้นสามารถลดการบดซ้ำโดยไม่จำเป็นได้
การทิ้งน้ำเสียลงท่อระบายน้ำมักถูกมองข้ามจนกว่าจะกลายเป็นปัญหา
เมื่อเศษหินบดตกค้างอยู่ที่ก้นหลุม หัวเจาะจะเสียพลังงานไปกับการบดวัสดุที่บดไปแล้วซ้ำอีก ซึ่งมักเรียกว่าการบดซ้ำ การทำเช่นนี้จะไม่ช่วยให้การเจาะหลุมมีประสิทธิภาพ และยังอาจทำให้เกิดความร้อนและการสึกหรอเพิ่มขึ้นที่หน้าหัวเจาะอีกด้วย
การออกแบบหัวเจาะแบบยกศูนย์กลางขึ้น สามารถสร้างพื้นที่มากขึ้นสำหรับทางเดินน้ำล้างที่ใหญ่ขึ้นหรือจัดวางตำแหน่งได้ดีขึ้น หากการจัดวางทางเดินน้ำล้างช่วยปรับปรุงการไหลของน้ำและเศษหิน เศษหินก็จะออกจากหน้างานได้เร็วขึ้น ซึ่งจะช่วยให้หัวเจาะคาร์ไบด์สามารถจับหินใหม่ได้อย่างสม่ำเสมอยิ่งขึ้น
ผลที่ได้อาจเป็นการเจาะที่สะอาดกว่า ลดการแตกหักรอง และประสิทธิภาพการเจาะที่เสถียรยิ่งขึ้น
ประโยชน์ที่แท้จริงขึ้นอยู่กับชนิดของหิน พารามิเตอร์การเจาะ สภาพการล้างด้วยอากาศหรือน้ำ และส่วนประกอบอื่นๆ ของชุดเจาะ แต่หลักการนั้นมั่นคง: หัวเจาะที่ระบายเศษหินได้อย่างมีประสิทธิภาพ จะช่วยให้ปุ่มคาร์ไบด์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ปุ่มที่มากขึ้นไม่ได้หมายความว่าการเจาะจะช้าลงเสมอไป
เป็นเรื่องที่สมเหตุสมผลที่จะกังวลว่าการเพิ่มปุ่มวัดค่าต่างๆ จะทำให้พลังงานจากการกระแทกลดลง
อย่างไรก็ตาม การออกแบบหน้าตัดที่ยกสูงขึ้นอย่างดีสามารถแก้ไขปัญหานั้นได้โดยการควบคุมความสูงและการยึดเกาะของปุ่มด้านหน้า แทนที่จะบังคับให้ปุ่มทุกปุ่มสัมผัสกับหินในลักษณะเดียวกัน รูปทรงแบบขั้นบันไดสามารถช่วยกำหนดทิศทางการเจาะหินได้
ปุ่มด้านหน้าที่ยกสูงขึ้นจะเริ่มต้นรูปแบบการแตกหัก ปุ่มวัดระยะจะช่วยรักษาผนังรู รูระบายขนาดใหญ่ช่วยนำเศษวัสดุออกไป พื้นผิวได้รับการออกแบบให้เป็นระบบ ไม่ใช่เป็นการรวมกันของเม็ดมีดคาร์ไบด์แต่ละชิ้น
ความแตกต่างนั้นมีความสำคัญ
ดอกสว่านที่ออกแบบไม่ดีและมีปุ่มมากเกินไปอาจเจาะได้ช้าลง ดอกสว่านที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมและมีรูปทรงหน้าตัดที่ดีขึ้นอาจช่วยรักษาความสามารถในการเจาะได้โดยลดการบดอัดซ้ำและปรับปรุงการกำจัดเศษวัสดุ
ด้วยเหตุนี้ การทดสอบภาคสนามจึงยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ดอกสว่านชนิดเดียวกันอาจทำงานแตกต่างกันในหินแกรนิตที่มีฤทธิ์กัดกร่อน หินแตก พื้นที่เปียก หรือในอุโมงค์ที่มีลักษณะทางธรณีวิทยาแปรผัน
ปุ่มแบบมีจุดนูนตรงกลางจะมีประโยชน์ในกรณีที่ดอกสว่านแบบมีจุดนูนตรงกลางนั้น
ดอกสว่านแบบมีแกนนูนและเกลียวตรงกลาง อาจเหมาะสำหรับงานที่คุณภาพของรูเจาะและอายุการใช้งานของดอกสว่านมีความสำคัญเป็นพิเศษ เช่น:
การพัฒนาเหมืองใต้ดิน
การเจาะหน้าอุโมงค์
การเจาะเพื่อการผลิตในชั้นหินที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
รูยึดหลังคาและรูค้ำยันพื้น
โครงการที่การกำหนดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและความแม่นยำของปลอกหุ้มท่อมีผลต่อขั้นตอนการทำงานต่อไป
ดอกสว่านแบบต่างๆ ไม่ใช่คำตอบที่ใช้ได้กับทุกปัญหาการเจาะ การเลือกดอกสว่านยังคงต้องคำนึงถึงความแข็งของหิน ความสึกหรอ ชนิดของดอกสว่าน เส้นผ่านศูนย์กลางของรูเจาะ สภาพการล้าง และรูปแบบการเจาะที่ต้องการด้วย
หน้าปัดแบบธรรมดาที่เข้ากันได้ดีอาจยังคงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมในหลายสถานการณ์ คุณค่าของการออกแบบที่มีจุดศูนย์กลางยกสูงจะปรากฏขึ้นเมื่อการสึกหรอของเกจ การล้างที่ไม่ดี หรือการลับคมซ้ำมากเกินไปกลายเป็นค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นซ้ำๆ
สิ่งที่ต้องประเมินก่อนเปลี่ยนการออกแบบดอกสว่าน
ก่อนเปลี่ยนไปใช้ดอกสว่านแบบเกลียวรุ่นใหม่ใดๆ ควรตรวจสอบผลการเจาะปัจจุบันก่อนเสมอ
พิจารณาการสึกหรอของเกจ อัตราการเจาะ การแตกหักของปุ่ม การสึกหรอของตัวดอกสว่าน ความแม่นยำของรูเจาะ พฤติกรรมการล้าง และช่วงเวลาการลับคมดอกสว่าน การสังเกตเหล่านี้ช่วยระบุได้ว่าปัญหาที่แท้จริงเกิดจากการออกแบบดอกสว่าน พารามิเตอร์การเจาะ การล้างที่ไม่เพียงพอ การจัดแนวที่ไม่ดี หรือความไม่เข้ากันระหว่างดอกสว่านกับสภาพหิน
จากนั้นจึงเปรียบเทียบแบบร่างการออกแบบต่างๆ ผ่านการทดลองภาคสนามแบบควบคุม
ดอกสว่านเจาะหินที่ดีที่สุด ไม่ได้หมายความว่าต้องเป็นดอกที่มีคาร์ไบด์มากที่สุด มีรูสำหรับล้างที่ใหญ่ที่สุด หรือมีหน้าดอกที่ดูดุดันที่สุดเสมอไป แต่เป็นดอกที่รักษาความแม่นยำ เจาะได้อย่างมีประสิทธิภาพ และให้ต้นทุนต่อเมตรที่เจาะได้จริงอย่างคาดการณ์ได้
การออกแบบพื้นผิวที่ยกสูงขึ้นตรงกลางเป็นอีกหนึ่งเครื่องมือทางวิศวกรรมที่ช่วยให้เกิดความสมดุลนั้นได้
