qtien1
Thành viên
Khi phân tích về máy móc cơ giới, chúng ta thường bị mê hoặc bởi hệ thống truyền động thủy lực mạnh mẽ mà bỏ quên đi một hệ thống tuần hoàn sinh tử không kém: Mạng lưới khí động học (Aerodynamics). Trong cấu trúc Cấu tạo hệ thống truyền động và búa đập trên máy khoan đá XCMG hiện đại, máy nén khí (Air Compressor) và luồng khí dội thổi (Flushing air) đóng vai trò như hệ hô hấp của toàn bộ cỗ máy. Thiếu hụt áp suất thủy lực, máy chỉ khoan chậm lại; nhưng nếu hệ thống động lực học chất lưu khí nén sụp đổ, mũi khoan sẽ bị nung chảy và chôn vùi vĩnh viễn dưới lòng đất chỉ trong vài chục giây.
Để đánh giá sự phức tạp của cơ học khí động bên trong búa đập, ta phải xem xét sự di chuyển của dòng khí nén từ lốc nén trục vít lai trực tiếp qua động cơ diesel. Dòng khí áp suất cực cao (thường từ 10 đến 14 bar) được dẫn qua một đường ống chuyên dụng, đi xuyên qua buồng trục quay (Rotation Chuck) của búa đập. Điểm thiên tài trong thiết kế cơ khí của XCMG nằm ở bộ trộn khí - dầu siêu nhỏ (Air-Oil Mist Lubrication). Dòng khí này không đi thẳng, mà nó xé nát một lượng dầu bôi trơn nhỏ gọn, tạo thành lớp sương mù phân tử. Luồng sương mù khí động này có nhiệm vụ bôi trơn làm mát các rãnh then hoa (Splines) đang chịu ma sát nhiệt độ cao, trước khi tiếp tục hành trình lao thẳng vào lỗ rỗng tâm dọc theo toàn bộ chuỗi cần khoan thép.
Khi dòng khí áp lực cao chạm tới đáy lỗ khoan thông qua các lỗ xả trên chóp mũi hợp kim, nó lập tức giãn nở thể tích đột ngột, vớt tất cả các mạt đá (Cuttings), bụi silica và bùn đất lên trên. Đây chính là bài toán của Động lực học chất lưu (Fluid Dynamics): Vận tốc vành khăn (Annular Velocity). Vận tốc của luồng khí thổi ngược lên qua khe hẹp giữa thành cần khoan và thành lỗ đá phải đạt mức tối thiểu 15-20 m/s để có thể thắng được trọng lực của viên mạt đá lớn nhất. Nếu hệ thống truyền động máy nén của XCMG bị hao mòn khiến lưu lượng khí sụt giảm, mạt đá không thể thoát ra ngoài, dẫn đến hiện tượng nghiền đi nghiền lại (Re-crushing).
Hậu quả của việc thiết kế và bảo dưỡng sai lệch hệ thống khí động học này là vô cùng khủng khiếp. Khi mạt đá kẹt lại dưới đáy hố, nó vô tình tạo thành một lớp đệm giảm xóc bùn nhão (Mud cushion). Piston thủy lực trong búa đập lúc này dùng lực của 300 con ngựa giáng xuống, nhưng động năng lại bị lớp bùn này hấp thụ hoàn toàn, biến thành nhiệt năng. Mũi khoan hợp kim Tungsten Carbide sẽ bị thiêu đốt, mất tính tôi cứng bề mặt và mòn lỳ ngay lập tức. Chính vì thế, tìm hiểu về máy khoan XCMG không thể chỉ nhìn vào các piston dầu thủy lực khổng lồ, mà phải thấu hiểu sự kiểm soát dòng khí nén cuồng nộ đang luân chuyển ngầm bên trong lõi thép của cỗ máy vĩ đại này.
Để đánh giá sự phức tạp của cơ học khí động bên trong búa đập, ta phải xem xét sự di chuyển của dòng khí nén từ lốc nén trục vít lai trực tiếp qua động cơ diesel. Dòng khí áp suất cực cao (thường từ 10 đến 14 bar) được dẫn qua một đường ống chuyên dụng, đi xuyên qua buồng trục quay (Rotation Chuck) của búa đập. Điểm thiên tài trong thiết kế cơ khí của XCMG nằm ở bộ trộn khí - dầu siêu nhỏ (Air-Oil Mist Lubrication). Dòng khí này không đi thẳng, mà nó xé nát một lượng dầu bôi trơn nhỏ gọn, tạo thành lớp sương mù phân tử. Luồng sương mù khí động này có nhiệm vụ bôi trơn làm mát các rãnh then hoa (Splines) đang chịu ma sát nhiệt độ cao, trước khi tiếp tục hành trình lao thẳng vào lỗ rỗng tâm dọc theo toàn bộ chuỗi cần khoan thép.
Khi dòng khí áp lực cao chạm tới đáy lỗ khoan thông qua các lỗ xả trên chóp mũi hợp kim, nó lập tức giãn nở thể tích đột ngột, vớt tất cả các mạt đá (Cuttings), bụi silica và bùn đất lên trên. Đây chính là bài toán của Động lực học chất lưu (Fluid Dynamics): Vận tốc vành khăn (Annular Velocity). Vận tốc của luồng khí thổi ngược lên qua khe hẹp giữa thành cần khoan và thành lỗ đá phải đạt mức tối thiểu 15-20 m/s để có thể thắng được trọng lực của viên mạt đá lớn nhất. Nếu hệ thống truyền động máy nén của XCMG bị hao mòn khiến lưu lượng khí sụt giảm, mạt đá không thể thoát ra ngoài, dẫn đến hiện tượng nghiền đi nghiền lại (Re-crushing).
Hậu quả của việc thiết kế và bảo dưỡng sai lệch hệ thống khí động học này là vô cùng khủng khiếp. Khi mạt đá kẹt lại dưới đáy hố, nó vô tình tạo thành một lớp đệm giảm xóc bùn nhão (Mud cushion). Piston thủy lực trong búa đập lúc này dùng lực của 300 con ngựa giáng xuống, nhưng động năng lại bị lớp bùn này hấp thụ hoàn toàn, biến thành nhiệt năng. Mũi khoan hợp kim Tungsten Carbide sẽ bị thiêu đốt, mất tính tôi cứng bề mặt và mòn lỳ ngay lập tức. Chính vì thế, tìm hiểu về máy khoan XCMG không thể chỉ nhìn vào các piston dầu thủy lực khổng lồ, mà phải thấu hiểu sự kiểm soát dòng khí nén cuồng nộ đang luân chuyển ngầm bên trong lõi thép của cỗ máy vĩ đại này.
Đăng nhập bằng Google
