Jaké otáčky jsou potřeba pro vrtání?

Rychlost diamantového vrtání a jeho ekonomická efektivita, při správné volbě typu diamantového řezného nástroje (bitu) pro konkrétní podmínky, závisí na režimu vrtání: axiální zatížení nástroje, rychlost otáčení a režim proplachování (přívod vody) . Parametry režimu vrtání by měly zajistit nejen vysokou rychlost průchodu materiálu, ale také vysokou penetraci na nástroj před jeho opotřebením a případně nízkou spotřebu diamantu na 1 m vrtání.

Četné studie a praxe prokázaly, že téměř u všech stavebních materiálů se rychlost mechanického vrtání zvyšuje úměrně se zvyšováním rychlosti otáčení nástroje (diamantového vrtáku). Spotřeba diamantů se přitom prakticky nezvyšuje. Proto by diamantové vrtání betonu s korunkami mělo být prováděno při maximální rychlosti otáčení, při které:

— síla instalace a síla diamantového tělesa jsou dostatečné pro bezproblémové vrtání;

— spotřeba diamantových segmentů je minimální;

— je zajištěn volný výstup z aktivní zóny.

Nejvyšší rychlosti otáčení se používají při vrtání mělkých (až 400 mm) otvorů do betonu nebo cihel. Při diamantovém vrtání v monolitických železobetonových konstrukcích zvýšení rychlosti otáčení nástroje na 230-720 ot / min zpravidla nevede ke zvýšení spotřeby diamantu na 1 m vrtání.

Při vrtání se sníží rychlost otáčení:

velmi tvrdé materiály: suť, starý beton, monolitický železobeton;

křehké (nekvalitní zdivo;
vrstvy materiálů, které se výrazně liší pevností (beton-hydroizolace-pěnový plast atd.);

s nedostatečným množstvím a tlakem proplachovací kapaliny;

Mechanická rychlost vrtání diamantovými bity za konstantních podmínek se zvyšuje úměrně (až do určité meze) k nárůstu axiálního zatížení nástroje, ale rychlost vrtání se zvyšuje se zvyšujícím se zatížením, počínaje určitou kritickou hodnotou postačující pro efektivní zavedení diamantů do struktury materiálu. Když je zatížení pod kritickou hodnotou, diamanty kloužou po skále, aniž by do ní pronikly, a rychle se vyleští. Při nadměrném nárůstu zatížení nástroje se podmínky pro odstraňování odpadního kalu zpod konce diamantového vrtáku zhoršují. Při vrtání za suspenzních podmínek se přírůstek mechanické rychlosti vrtání snižuje se zvyšujícím se axiálním zatížením a poté, jak se toto dále zvyšuje, klesá samotná rychlost vrtání.

Pro stejný bit závisí kritické zatížení na tvrdosti a dalších vlastnostech vrtaného materiálu a rychlosti otáčení nástroje.
Zvýšení zatížení nad optimální způsobí úměrné zvýšení spotřeby diamantu a snížení životnosti vrtáku.
Režim přívodu proplachovací kapaliny (množství vody a tlak) by měl zajistit uspokojivé vyčištění otvoru od vyvrtaných odřezků a chlazení vrtáku. Pokud je tato podmínka splněna, další zvýšení množství proplachovací kapaliny přiváděné do otvoru při vrtání do pevných materiálů neovlivňuje rychlost vrtání.

Vrtání betonu diamantovým nástrojem tedy musí být vždy prováděno s maximální rychlostí otáčení vrtáku, kterou umožňuje povaha materiálu, vrtacího zařízení a nástroje. V závislosti na rychlosti otáčení nástroje se volí zatížení korunky a požadovaný tlak proplachovací kapaliny. Je třeba vzít v úvahu, že se zvýšením rychlosti otáčení korunky se musí zvýšit axiální zatížení. Se zvyšující se rychlostí mechanického vrtání se také zvyšuje množství dodávané vrtné kapaliny.

Při vysoké rychlosti otáčení bormotoru a nedostatečném axiálním zatížení pracují diamanty korunek v režimu broušení a jsou leštěny. Tendence diamantů k leštění je zvláště výrazná u tvrdých, málo abrazivních materiálů, u kterých je struktura zrna vizuálně téměř nerozeznatelná. Leštění diamantů zahrnuje vyhlazení obvyklých oblastí opotřebení do zrcadlového lesku a zastavení koruny, aby se dostala hlouběji do skály. V případě leštění byste měli vrtat se sníženou rychlostí otáčení, zvýšeným axiálním zatížením vrtáku a sníženým přívodem vrtné kapaliny. Při vrtání do abrazivních materiálů by se měly používat leštěné diamantové bity.

Vrtání s novým diamantovým vrtákem by mělo být vždy zahájeno se sníženou rychlostí otáčení (1. nebo 2. rychlost motoru) a s malým zatížením konce vrtáku. Po zalomení diamantů (primární) se přepnou do provozních režimů vrtání. Jak se diamanty v korunce opotřebovávají a otupují, axiální zatížení na korunku se zvyšuje. V případě použití nenových vrtáků se jejich prvotní záběh zpravidla neprovádí a zatížení vrtáku během vrtání se mění v závislosti na povaze materiálu.

Při vrtání do abrazivních materiálů s intenzivní střídavou tvrdostí (beton-cihla-potěr atd.) by se měla snížit rychlost otáčení vrtáku a jeho zatížení (až o 50 % optimální).

Pokud se při kontrole korunky zjistí, že diamanty v ní jsou obnaženy intenzivněji než při předchozí kontrole, pak by se mělo množství přiváděné mycí kapaliny navýšit o 30-50 % doporučeného v tomto konkrétním případě.

Doporučení týkající se parametrů režimu vrtání (s diamantovými bity) v závislosti na různých velikostech bitů a kategoriích vrtatelnosti hornin jsou uvedena v příslušné literatuře. Ve specifických podmínkách by měly být tyto režimy zpřesněny a uvedeny na optimální úroveň na základě výsledků pozorování provozu vybraných racionálních typů diamantových bitů.

Optimální režimy vrtání s diamantovými vrtacími korunkami pro každou konkrétní konstrukci by měly být stanoveny přímo inženýrskými a technickými pracovníky (E&T) pracujícími na pracovišti.
Se znalostí technických podmínek vrtání (kategorie stavebních materiálů z hlediska vrtatelnosti, požadovaných průměrů otvorů) si můžete zvolit výkon pohonu a tím i standardní velikost stroje potřebnou k realizaci doporučených režimů.

Stává se, že každého uživatele zařízení vybaveného benzínovým motorem při posuzování schopností svého agregátu, ať už jde o motorovou pilu, křovinořez, sekačku na trávu nebo motorovou vrtačku, zajímá především takový technický ukazatel, jako je výkon motoru. Výkon motoru je samozřejmě velmi důležitý, ale ve vztahu k motorové vrtačce je výkon motoru až druhořadá hodnota. Nejdůležitějším ukazatelem u motorové vrtačky je kroutící moment, který produkuje redukční převodovka vrtací převodovky, přenášející rotaci motoru na vrtací šnek.

Jak víte, výkon motoru se měří v koňských silách nebo wattech. Koně, jak všichni víme, jsou jiní, mrtví kobylci nebo hrdinské těžké náklaďáky. Proto se výkon v benzínovém motoru měří z oficiální jednotky výkonu pojmenované po jeho tvůrci, skotském inženýrovi Jamesi Wattovi. Pro snadné použití a odstranění několika nul byl 1 watt zvýšen na 1 kilowatt a výpočet jednoho kilowattu se rovná 1.36 hp.

Co je točivý moment? Začněme tou smutnou věcí – na to se při nákupu motorové vrtačky často zapomíná. Ale právě točivý moment vytvářený motorem je zvyšován převodovkou, a to úměrně převodovému poměru nebo rozdílu v objemu hydraulických součástí (pokud má motorová vrtačka hydraulický pohon). Ve svém jádru jsou výkon a točivý moment související veličiny. Výkon motoru lze vypočítat pomocí jednoduchého vzorce – točivý moment motoru v Newtonmetrech vynásobený počtem otáček a 0,1047.

U motoru s větším objemem válců je točivý moment zpravidla větší. Čtyřdobé motory se stejným objemem budou mít větší točivý moment. Pokud je objem válce např. 52 kubických centimetrů, pak točivý moment a výkon motoru na různých motorech od různých výrobců budou přibližně stejné. Výkon 2.2 – 2.6 l/s, kroutící moment 2-2.5 Nm. Výkon a točivý moment u motoru o stejném objemu lze samozřejmě zvýšit. K tomu však potřebujete například vzduchovou turbínu a neexistuje žádný „speciální“ karburátor pro zvýšení výkonu. Jak jste pochopili, žádný z výrobců nepoužije turbínu na křovinořez, motorovou pilu nebo motorovou vrtačku. Je to drahé a hlavně nebezpečné. A není to nutné.

Nyní pojďme pokračovat o nejdůležitější věci, proč je pro motorovou vrtačku potřebný kroutící moment a jak jej lze zvýšit. Zjednodušeně a bez ponoření se do vzorců, kroutící moment je stejná síla, která je zodpovědná za vrtání půdy. Čím vyšší je tato síla, tím snazší bude pro motorovou vrtačku vyvrtat díru do těžké hlíny. Pokud jste si pozorně přečetli předchozí text, pak jste si uvědomili, že motory používané na motorových vrtačkách nemají nejvyšší točivý moment. To znamená, že k vrtání půdy potřebujete mechanismus, který může zvýšit točivý moment a přenést jej na vrtací šnek. K tomuto účelu používají plynové vrtačky redukční převody nebo hydraulický systém. Tyto mechanismy zvyšují kroutící moment, snižují počet otáček na výstupním hřídeli převodovky a umožňují vrtání. Čím vyšší je převodový poměr, tím nižší je počet otáček vrtacího šneku a tím vyšší je točivý moment dostupný pro vrtání.

Pokud tedy např. vezmete jednoduchý dvoutaktní motor o výkonu 2 l/s s kroutícím momentem 2 Nm spolu s převodovkou s redukčním poměrem 1:20, tak točivý moment na výstupní hřídeli bude rovných 40 Nm, a pokud na stejný motor se stejným výkonem nainstalujete převodovku s poměrem 1:40, pak točivý moment bude dvakrát vyšší než 80 Nm. Při stejném výkonu motoru bude druhá motorová vrtačka s vyšším kroutícím momentem na výstupním hřídeli převodovky jednodušší na vrtání hlíny a co je velmi důležité, mnohem bezpečnější, protože počet otáček vrtacího šneku se sníží.

Při nákupu motorové vrtačky si proto dejte pozor nejen na výkon, ale i točivý moment, který získávají převodovky s různými převodovými poměry. Převodovky s velkým převodovým poměrem mají bohužel velkou hmotnost díky ozubeným kolům potřebným pro snížení otáček a skříni, která je vyrobena z litiny.

Volitelně můžete zvýšit velikost točivého momentu instalací přídavného redukčního stupně v podobě řetězového převodu na výstupní hřídel motorové vrtačky, který zvýší točivý moment a umožní zachovat směr otáčení. Mnoho domácích řemeslníků v USA to koncem 80. let dělalo a naši domácí řemeslníci si tuto jistě užitečnou zkušenost osvojili i dnes.

Nejlepší vrtací vlastnosti mají motorové vrtačky s hydraulickým systémem pro snížení rychlosti a zvýšení točivého momentu. Netrpí technickými problémy, které jsou vlastní jednotkám se spojkami a převody, a pouze ony si dokážou poradit s nejtěžší půdou a přitom zůstávají bezpečné pro použití.