Podrobný úvod do závitového knoflíkového vrtacího nástroje

Závitová knoflíková vrtací korunka je vrtací korunka instalovaná na předním konci vrtací tyče pro vrtání hornin a spojená s tyčí pomocí závitového spoje. Je vybavena knoflíky z karbidu wolframu zasazenými do těla korunky, které slouží k účinnému rozrušování a vrtání horniny.

1. Závitový spoj
2. Tělo korunky, vyrobené z vysokopevnostní legované oceli 45CrNiMoVa, která je schopna odolávat rázovému a torznímu zatížení.
3. Knoflíky z karbidu wolframu, které jsou hlavními řeznými prvky knoflíkové korunky. Jsou vyrobeny z vysokopevnostního slinutého karbidu YK05 a působí přímo na povrch horniny, kde pomocí vysokofrekvenčních rázů a rotace zajišťují účinné rozrušování horniny.
4. Proplachovací otvory, které slouží k odvádění vrtné drti pomocí stlačeného vzduchu nebo vodního proplachu.

Beentools nabízí následující závitové specifikace závitových knoflíkových vrtacích korunek:

1. závitová knoflíková vrtací korunka R28
2. závitová knoflíková vrtací korunka R32
3. závitová knoflíková vrtací korunka R35
4. závitová knoflíková vrtací korunka R38
5. závitová knoflíková vrtací korunka T35
6. závitová knoflíková vrtací korunka T38
7. závitová knoflíková vrtací korunka T45
8. závitová knoflíková vrtací korunka T51
9. závitová knoflíková vrtací korunka ST58
10. závitová knoflíková vrtací korunka ST68

45CrNiMoVa je nízkolegovaná ultravysokopevnostní ocel nezávisle vyvinutá v Číně a vyráběná podle normy GB/T 3077-1988. Je podobná americké oceli D6AC.

Její chemické složení (hmotnostní podíl) je následující:

• Uhlík (C): 0,42–0,49 %
• Křemík (Si): 0,17–0,37 %
• Mangan (Mn): 0,50–0,80 %
• Chrom (Cr): 0,80–1,10 %
• Nikl (Ni): 1,30–1,80 %
• Molybden (Mo): 0,20–0,30 %
• Vanad (V): 0,10–0,20 %
• Fosfor (P): ≤0,025 %
• Síra (S): ≤0,025 %
• Měď (Cu): ≤0,25 %
• Zbytek tvoří železo (Fe) a nevyhnutelné nečistoty

Tento materiál se vyznačuje vysokým poměrem meze kluzu, ultravysokou pevností, dobrou houževnatostí, vysokou pevností za zvýšených teplot a absencí popouštěcí křehkosti.

Tělo závitové knoflíkové vrtací korunky se vyrábí kováním, které zvyšuje odolnost proti únavě a rázům a umožňuje korunku vystavit dlouhodobému opakovanému rázovému zatížení.

Současně se používá 21hodinový proces nauhličování. Hloubka nauhličené vrstvy může dosahovat 2 mm a povrchová tvrdost až 50 HRC, což pomáhá prodloužit únavovou životnost.

YK05 je třída karbidu wolframu. Mezi jeho hlavní chemické prvky patří wolfram, kobalt a uhlík.

• Wolfram je klíčovým prvkem, který zvyšuje tvrdost a odolnost proti opotřebení.
• Kobalt působí jako pojivo a zvyšuje houževnatost.
• Uhlík se vyskytuje ve formě karbidů a pomáhá zvyšovat tvrdost.

YK05 má mimořádně vysokou tvrdost, s tvrdostí podle Vickerse 1600–1800 HV, a nabízí vysokou pevnost, vynikající odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi. Díky těmto vlastnostem je karbid wolframu YK05 velmi vhodný pro knoflíkové vrtací nástroje.

Závitové knoflíkové vrtací korunky dodávané společností Beentools používají montáž za tepla a instalaci knoflíků s měděnou podložkou. Tento proces eliminuje riziko praskání spojené s lisováním za studena. Měděné rozhraní pomáhá odvádět teplo a zajišťuje montáž knoflíků bez mezer.

Závitové knoflíkové vrtací korunky jsou ošetřeny tryskáním a antikorozní pasivací.

Obvodový knoflík, nazývaný také periferní knoflík, je knoflík umístěný v nejvzdálenějším prstenci vrtací korunky a jeho úkolem je udržovat průměr vrtaného otvoru.

Úhel obvodových knoflíků označuje úhel mezi vnějšími obvodovými knoflíky a středovou osou vrtací korunky.

Tento úhel ovlivňuje:

• způsob, jakým obvodové knoflíky přicházejí do kontaktu se stěnou vrtu,
• rychlost opotřebení obvodových knoflíků,
• schopnost korunky korigovat stěnu vrtu,
• a přímost vyvrtaného otvoru.

Pokud je úhel obvodových knoflíků příliš malý, mají knoflíky větší tendenci směřovat dovnitř, což vede ke slabší korekční schopnosti a horší přímosti vrtu. Pokud je úhel příliš velký, obvodové knoflíky jsou vystaveny vyššímu zatížení a rychleji se opotřebovávají, přestože dokážou účinněji korigovat stěnu vrtu.

Beentools nabízí úhly obvodových knoflíků 30 stupňů, 35 stupňů a 40 stupňů.

• 30 stupňů je vhodných pro vrtání tvrdých hornin, nabízí slabší korekční schopnost, ale pomalejší opotřebení.
• 35 stupňů je nejčastěji používaná střední hodnota, která poskytuje vyvážený celkový výkon.
• 40 stupňů je vhodných pro měkčí horniny nebo aplikace vyžadující vyšší korekční schopnost, avšak opotřebení je relativně rychlejší.

Ve většině pracovních podmínek je 35 stupňů nejčastěji používanou a nejvyváženější volbou. Pro mimořádně tvrdé horninové formace lze zvolit 30 stupňů. Pokud je vyžadována vyšší korekční schopnost, lze zvážit 40 stupňů.

Středový knoflík je knoflík umístěný přímo ve středu čela vrtací korunky. Během vrtání působí na centrální část povrchu horniny.

1. Konkávní Při vrtání horniny se obvodové knoflíky nejprve dotknou horniny a začnou do ní pronikat. To pomáhá korunce rychle vytvořit středový bod při zahájení vrtání, automaticky se vyrovnat s osou vrtu a snáze zůstat vystředěná. Konstrukce pomáhá omezit odchylku a zlepšuje přímost vrtu a přesnost vrtání. Je vhodná pro aplikace vyžadující vysokou přímost vrtu, například vrtání trhacích otvorů a ražbu tunelů.
2. Konvexní (klenuté) Na začátku vrtání přicházejí do kontaktu s horninou nejprve středové knoflíky a následně se zapojují ostatní knoflíky. Tato konstrukce umožňuje rychlejší rozrušení a odstranění horninového jádra a je vhodná pro aplikace vyžadující vysokou produktivitu nebo rychlé rozrušování jádra, například při vysokorychlostní ražbě.
3. Ploché Všechny knoflíky jsou uspořádány ve stejné výšce v jedné rovině a rovnoměrně rozmístěny. Vnější síly a rázové zatížení jsou rovnoměrněji rozloženy po čele korunky, čímž se snižuje riziko lokálního poškození, praskání nebo předčasného selhání. Díky tomu nese každý knoflík během vrtání podobnější zatížení, což prodlužuje životnost a zvyšuje stabilitu korunky. Tento typ je vhodný pro vysoce abrazivní horninové formace s vysokým obsahem oxidu křemičitého, například kvarcit a pazourek.
4. Zapuštěný střed Tato konstrukce má zapuštěnou středovou část čela korunky. Pomáhá korunce udržovat požadovaný směr vrtání, snižuje odchylku a zlepšuje přímost a stabilitu vrtu. Běžně se používá pro hluboké kotevní a výztužné vrty v geotechnických a důlních aplikacích.

1. Kulový knoflík Horní část má zaoblený kopulovitý tvar. Knoflík je robustní, pevný, odolný a má vysokou odolnost proti rázům a opotřebení. Přestože je rychlost vrtání mírně nižší, kulové knoflíky jsou velmi odolné proti zlomení a velmi vhodné pro mimořádně tvrdé horninové formace nebo prostředí s vysokým rázovým zatížením.
2. Balistický knoflík Tento knoflík má ostrou, proudnicově tvarovanou horní část. Nabízí vyšší rychlost vrtání a hlubší pronikání do horniny, přičemž účinnost je obvykle o 10 % až 20 % vyšší než u kulových knoflíků. Je vhodný pro měkké až středně tvrdé horniny a projekty vyžadující rychlejší postup vrtání.
3. Parabolický knoflík Jedná se o vyváženou hybridní konstrukci mezi kulovým a balistickým knoflíkem. Kombinuje vysokou rychlost penetrace balistických knoflíků s delší životností kulových knoflíků. Je oblíbenou univerzální volbou pro samostatná pracoviště a nabízí vynikající poměr ceny a výkonu.
4. Kuželový knoflík Tento knoflík má kuželovitou horní část a je vhodný pouze pro měkké horniny. Dokáže soustředit sílu a dosahovat velmi vysoké rychlosti vrtání. Mezi typické aplikace patří měkká křída, jíl a zeminy.

Závitová zatahovací knoflíková vrtací korunka je závitová knoflíková korunka s konstrukcí pláště typu retrac. „Retrac“ označuje speciální profil pláště se zataženým, zúženým nebo odlehčeným vnějším tvarem, často s drážkami nebo žebry, který do určité míry připomíná konstrukci s „pasem“ nebo „drážkami“.

Tato konstrukce pomáhá zabránit zaseknutí korunky ve složitých horninových formacích, poruchových zónách, nesoudržném podloží nebo zavalených vrtech. Usnadňuje vytažení korunky a zvyšuje efektivitu práce na staveništi. Běžně se používá v hornictví, při vrtání kotevních otvorů, ražbě tunelů a dalších aplikacích zahrnujících rozpukané zóny, poruchové oblasti a nestabilní horninové formace.

Rozšiřovací knoflíková vrtací korunka je knoflíková korunka speciálně navržená pro rozšiřování otvorů. Jejím hlavním úkolem je zvětšit již existující pilotní otvor na požadovaný průměr. Je široce používána v hornictví, při zpevňování hornin, ražbě tunelů a dalších inženýrských aplikacích, kde je vyžadováno rozšiřování otvorů.

„Reaming“ znamená rozšíření již vyvrtaného otvoru. V hornictví a při vrtání hornin se obvykle nejprve vyvrtá menší pilotní otvor a následně se pomocí rozšiřovací korunky zvětší na konečný projektovaný průměr.

Rozšiřovací knoflíková vrtací korunka má zpravidla větší rozměry a na jejím čele a vnějším obvodu je rozmístěno několik řad zesílených knoflíků. Má vysokou nosnost a vynikající odolnost proti rázům a opotřebení. Obvykle se používá společně s pilotní korunkou, která vede směr vrtání, zatímco rozšiřovací korunka zvětšuje průměr otvoru.

1. Pilotní rozšiřovací knoflíková vrtací korunka Tato konstrukce má v přední části pilotní sekci a za ní rozšiřovací tělo s několika řadami knoflíků, takže vedení a rozšiřování jsou spojeny do jedné operace. U dlouhých vrtů umožňuje lépe kontrolovat směr a snižovat odchylku a je široce používána při vysoce přesných a vysoce efektivních rozšiřovacích operacích.
2. Klenutá rozšiřovací knoflíková vrtací korunka Jedná se o rozšiřovací korunku s klenutým konvexním čelem a knoflíky z karbidu wolframu zasazenými do čela. Je speciálně navržena pro rozšiřování otvorů v tvrdých horninách nebo složitých horninových formacích a nabízí vysokou odolnost proti opotřebení, dlouhou životnost a vysokou účinnost rozšiřování.

Beentools podporuje laserové značení všech těl závitových knoflíkových vrtacích korunek. Značení je odolné proti opotřebení a zůstává jasně viditelné i na konci životnosti korunky. Beentools navíc může poskytovat sériová čísla pro sledovatelnost výrobků.