Wat maakt een rupsaandrijving voor een boorinstallatie anders dan elke andere eindaandrijving?
Graafmachines sturen constant. Bulldozers duwen continu. Kiepwagens vervoeren urenlang materiaal. Een boorinstallatie doet niets van dit alles. Hij staat stil – en boort – gedurende 85 tot 951 ton van zijn operationele tijd. planetaire tandwielkast met rupsaandrijving Het apparaat wordt alleen ingeschakeld tijdens het verplaatsen van de boorgaten: de korte verplaatsing tussen de boorgaten, die doorgaans 5 tot 30 meter beslaat, 1 tot 3 minuten duurt en 15 tot 60 keer per ploegendienst plaatsvindt.
Deze lage inschakelduur zou kunnen suggereren dat de aandrijving van de rails licht belast is. Het tegendeel is echter waar. Tijdens elke tramrit moet de aandrijving drie veeleisende taken in snelle opeenvolging uitvoeren:
De boorinstallatie heeft tijdens het boren minuten tot uren stilgestaan. De rupsbanden kunnen in het grondoppervlak zijn weggezakt. Het losbreekkoppel – het koppel dat nodig is om statische wrijving en hechting aan de grond te overwinnen – kan 1,5 tot 2,5 keer hoger zijn dan het stationaire rijkoppel. De rupsaandrijving moet dit piekkoppel zonder aarzeling kunnen leveren.
De boorinstallatie beweegt zich met een snelheid van 1,5 tot 3,5 km/u over het oppervlak van de steengroeve of het boorplatform, waarbij hij om puinhopen, andere apparatuur en markeringen voor het explosiepatroon heen moet manoeuvreren. De machinist moet de boorinstallatie op hellingen tot 10 tot 151 meter, die veel voorkomen op steengroeve- en mijnterrassen, nauwkeurig besturen.
De laatste 0,5 tot 2 meter van de tram vereist dat de boorinstallatie soepel afremt en stopt met de hartlijn van de boormast binnen 50 tot 100 mm van de beoogde boorgatpositie. Deze micropositionering bij bijna stilstand vereist een spelingsvrije koppeloverdracht — elke speling in de planetaire tandwielen vertaalt zich direct in een te grote positionering of een onnauwkeurige koersbeweging.
Cyclustijd tussen boorpunten — Hoe de rupsaandrijving de boorproductiviteit bepaalt
Bij productieboringen — zoals het aanleggen van boorgaten in mijngangen, funderingspalen op bouwplaatsen en geotechnische onderzoeksnetten — is het aantal geboorde gaten per ploegendienst de belangrijkste productiviteitsindicator. Elk gat vereist drie tijdscomponenten: transport (rupsaandrijving), voorbereiding (nivellering en mastpositionering) en boren (rotatiekop). De transporttijd is de component die het meest direct wordt beïnvloed door de prestaties van de rupsaandrijving.
| tuigagetype | Gewicht (t) | Tramafstand | Tramsnelheid | Tramtijd | Koppel van de rupsband (Nm) |
|---|---|---|---|---|---|
| Boormachine voor springgaten (roterend) | 60 – 120 | 5 – 15 m | 1,5 – 2,5 km/u | 30 – 90 seconden | 50.000 – 100.000 |
| Heistelling (CFA / ingedreven) | 40 – 90 | 3 – 10 m | 1,0 – 2,0 km/u | 20 – 60 seconden | 35.000 – 75.000 |
| DTH-hamerinstallatie | 25 – 55 | 5 – 20 m | 2,0 – 3,5 km/u | 20 – 60 seconden | 20.000 – 45.000 |
| HDD (horizontaal directioneel) | 15 – 45 | 50 – 500 m | 2,5 – 4,0 km/u | 2 – 10 min | 15.000 – 40.000 |
Productiviteitsberekening: Een boormachine voor springgaten produceert 40 gaten per ploegendienst met een diepte van 7 meter per gat: totale boortijd = 40 x 8 min = 320 min. Totale transporttijd met een snelheid van 60 sec/tram = 40 min. Insteltijd met een snelheid van 90 sec/gat = 60 min. Totaal = 420 min (7 uur). Als de transportsnelheid met 30% kan worden verhoogd door een snellere aandrijving van de rupsbanden, daalt de transporttijd van 40 naar 28 min – een besparing van 12 minuten per ploegendienst, wat neerkomt op 1,5 extra gaten. Bij USD 3,50 per ton gedolven gesteente en 500 ton per gat, levert die besparing van 12 minuten transporttijd USD 2.625 extra output per ploegendienst op.
Nauwkeurige positionering — Hoe de rupsaandrijving centimeterprecisie bereikt bij een gewicht van 80 ton
Een boorgatenpatroon in een steengroeve heeft gaten met tussenafstanden van 3 tot 5 meter. De boorinstallatie moet zijn mast binnen 50 tot 100 mm van het middelpunt van het ontworpen boorgat positioneren. Bij moderne GPS-gestuurde installaties leidt het navigatiesysteem de operator naar het doel, maar de rupsaandrijving moet de uiteindelijke positioneringsnauwkeurigheid leveren.
Wanneer de machinist de rijhendel loslaat om de boorinstallatie te stoppen, vertraagt de hydraulische motor tot stilstand. Eventuele speling in de planetaire tandwieloverbrenging zorgt ervoor dat het tandwiel iets verder draait dan het beoogde stoppunt – de machine rolt dan door met de hoeveelheid speling vermenigvuldigd met de straal van het tandwiel. Bij 10 boogminuten speling op een tandwiel met een steekcirkeldiameter van 600 mm: overschrijding = (10/60) x (pi/180) x 300 = 0,87 mm. Dit is verwaarloosbaar. Maar bij 30 boogminuten (een versleten tandwielkast): overschrijding = 2,6 mm. En met de dynamische effecten van een 100-tons machine die afremt op een helling, kan de werkelijke positioneringsfout als gevolg van speling in de tandwielkast oplopen tot 20 tot 50 mm – een aanzienlijk deel van het totale nauwkeurigheidsbudget van 50 tot 100 mm.
De laatste 0,5 tot 2 meter van elke tram vereist dat de aandrijving op een zeer laag toerental werkt: 0,1 tot 0,5 omwentelingen per minuut aan het tandwiel. Bij dit toerental draait de hydraulische motor met 10 tot 50 omwentelingen per minuut (via een overbrengingsverhouding van 100:1) – bijna op de ondergrens van een soepele werking van de hydraulische motor. Elke hapering, koppelpulsatie of stick-slip in de planetaire tandwieloverbrenging bij dit toerental resulteert in schokkerige bewegingen die de bestuurder niet kan compenseren. Het profiel en de oppervlakteafwerking van de tandwielen moeten geoptimaliseerd zijn voor een soepele, uniforme koppeloverdracht bij een bijna nul toerental – een eis waaraan standaard aandrijvingen voor trams niet voldoen.
Berekening van het benodigde koppel voor het voorttrekken van de rupsbanden — Het dimensioneren van de aandrijving voor een boorinstallatie voor springstoffen
Uniek voor boorinstallaties: de afbreekfactor. Een boorinstallatie die 10 tot 30 minuten stilstaat tijdens het boren, zakt in de grond. De rupsbanden drukken de grond samen en de grond verdicht zich gedeeltelijk rond de rupsbandschoenen. Om uit deze verzakte positie los te komen, is 1,5 tot 2,5 keer de constante rijkracht nodig – een piek die graafmachines en kiepwagens zelden ervaren omdat ze frequent bewegen en niet verzakken. Het losbreekkoppel is de piekconditie voor het dimensioneren van rupsbandaandrijvingen van boorinstallaties, ook al duurt het minder dan 2 seconden per beweging.
Drie specifieke storingsmodi voor rupsbandaandrijvingen van boorinstallaties
Het losbreken van de motor veroorzaakt een koppelpiek bij de ingang van de motor naar de versnellingsbak – de spiebaan van het zonnewiel. Bij boorinstallaties die in kleigrond boren (die zich stevig rond de stationaire rupsbanden verdicht), kan de koppelpiek bij het losbreken oplopen tot 2,5 keer het stationaire koppel. Herhaalde pieken met een hoge amplitude vermoeien de tanden van de spiebaan van het zonnewiel, waardoor microscheurtjes ontstaan in de radius van de spiebaanwortel. Uiteindelijk breekt een tand van de spiebaan en draait de motoras vrij rond in de versnellingsbak – met als gevolg een volledig verlies van aandrijving aan die kant.
Naarmate de tandwielen van de planeetas slijten door duizenden verplaatsings- en positioneringscycli, neemt de speling toe van de leveringsspecificatie (doorgaans 8 tot 15 boogminuten) tot 25 tot 40 boogminuten. De positioneringsoverschrijding neemt evenredig toe. De booroperator compenseert dit door elke boorgatpositie langzamer te benaderen, wat de verplaatsingssnelheid verlaagt en 2 tot 5 extra boorgaten per shift kost aan verloren cyclustijd. Veel operators herkennen dit geleidelijke productiviteitsverlies niet, omdat het zich over maanden ontwikkelt.
Bij het boren van springgaten ontstaat een continue stroom gesteentefragmenten die rond de basis van de boorinstallatie neervallen en de rupsaandrijvingen bedekken met schurend stof en spanen. In tegenstelling tot graafmachines (waar de rupsaandrijving gedeeltelijk wordt afgeschermd door het rupsframe), zijn de rupsaandrijvingen van boorinstallaties volledig blootgesteld aan de zone waar het gesteente neervalt. Fijne gesteentedeeltjes dringen na verloop van tijd door in de voegen van de behuizing, ontluchtingskleppen en afdichtingen. Eenmaal in het oliebad fungeren de deeltjes als een slijpmiddel, waardoor de slijtage van tandwielen en lageroppervlakken 3 tot 5 keer sneller verloopt dan in een schone omgeving.
Korea Ever-Power rupsaandrijvingen voor boorinstallaties
Planetaire tandwielkast met rupsaandrijving voor boorinstallaties — Veelgestelde vragen
Korea Ever-Power levert planetaire tandwielkasten voor boorinstallaties met koppels van 15.000 tot 100.000 Nm, met opties voor minimale speling en stofafdichting, voor boorgaten, funderingspalen, DTH- en HDD-toepassingen. Geef uw boorinstallatiemodel en gewenste positioneringsnauwkeurigheid op voor een specificatieadvies.
Redacteur: Cxm
