Una perforatrice rotativa può assomigliare a un escavatore con mast, ma il suo giunto di rotazione sopporta una combinazione diversa di reazioni della macchina. L’anello collega mast, azionamento rotante, asta Kelly, argani, contrappeso e cabina al carro cingolato mentre la macchina perfora, estrae, solleva e ruota ripetutamente per scaricare il materiale di scavo. Una selezione accurata dipende dall’intero percorso strutturale dei carichi, non soltanto dalla coppia nominale della testa rotante.
Il caso di carico in perforazione: spinta, estrazione e reazione di coppia convergono in un unico giunto
Le moderne perforatrici rotative combinano una coppia elevata della testa rotante con forze di spinta, estrazione e rivestimento. Questi valori nominali pubblicati della macchina non si trasferiscono al cuscinetto di rotazione come un unico semplice valore di catalogo. Le reazioni strutturali uguali e contrarie si trasmettono attraverso mast, piede del mast, telaio superiore e carro cingolato; il loro effetto sul giunto di rotazione dipende da geometria, raggio di lavoro, interazione dell’utensile, contrappeso, sistema di spinta e reazione del terreno.
Il cuscinetto di rotazione non è il cuscinetto della testa rotante. Il suo compito è collegare e far ruotare l’intera parte superiore della macchina sopportando carico assiale, carico radiale e momento ribaltante generati dalle operazioni di perforazione e movimentazione. Copiare direttamente il valore nominale di coppia della testa rotante nel calcolo dell’anello di rotazione non costituisce quindi un metodo di selezione valido.
Utilizza i casi di carico strutturali
Esaminare perforazione, estrazione, disincaglio, lavoro con rivestimento, trasporto con mast ripiegato e rotazione con utensile o materiale di scavo sospeso, quando tali condizioni sono applicabili.
Controlla l'intero giunto
Capacità della pista di rotolamento, bulloni di montaggio, rigidezza del supporto, dentatura e deformazione dell’interfaccia devono essere verificati congiuntamente.
La coppia della testa rotante descrive l’azionamento di perforazione. I carichi del cuscinetto di rotazione devono derivare dal modello strutturale della macchina o da una scheda dei casi di carico confermata dall’OEM.
La rotazione su angoli ridotti concentra il lavoro sempre negli stessi settori.
La perforazione Kelly genera un ciclo ripetitivo: perforare, estrarre benna o coclea, ruotare di un angolo limitato, scaricare il materiale, ruotare indietro e ripetere. Una macchina può eseguire molte rotazioni parziali senza distribuire uniformemente il lavoro lungo l’intera circonferenza. Contatti delle piste, fianchi dei denti e lubrificante risultano quindi maggiormente sollecitati sempre negli stessi settori operativi.
Questo tipo di servizio rende importante l’uniformità lungo la circonferenza. Durezza della pista di rotolamento e profondità efficace dello strato temprato devono rimanere controllate sull’intero anello, mentre la zona di transizione della tempra a induzione viene marcata e posizionata secondo il disegno di installazione OEM. Anche il gioco dell’azionamento di rotazione e l’allineamento della dentatura devono rimanere stabili, perché ogni arresto e inversione accelera l’intera sovrastruttura.
- Uniformità della pista di rotolamentoVerificare durezza, profondità efficace di tempra e gioco rispetto al piano di ispezione concordato, non soltanto in una singola posizione angolare comoda.
- Controllo del giocoRegolare il gioco d’ingranamento nella posizione di riferimento richiesta e ricontrollarlo dopo aver bullonato il cuscinetto alla struttura effettiva della macchina.
- Distribuzione del grassoLubrificare facendo ruotare attraverso l’intervallo di rotazione disponibile affinché il grasso fresco raggiunga i settori di lavoro e sia possibile ispezionare lo spurgo dalle tenute.
La dentatura interna è comune sulle macchine cingolate perché pignone e ingranamento possono essere alloggiati all’interno del telaio centrale. La serie 013/014 a fila singola con dentatura interna è un punto di partenza per alcune macchine di piccole e medie dimensioni. Carichi combinati più elevati possono orientare verso 023/024 sfere a doppia fila or 133/134 rulli a tre file strutture. La dentatura esterna rimane appropriata quando la configurazione dell’azionamento OEM lo richiede.
Rigidità del telaio cingolato: un buon cuscinetto non può correggere una sede deformata.
Le perforatrici rotative operano su strade di accesso temporanee, stuoie, riempimenti compattati e terreni la cui capacità di supporto può cambiare durante il turno. Il telaio centrale cingolato può subire torsione e variazioni locali di appoggio, mentre l’alto mast amplifica piccole variazioni angolari trasformandole in grandi effetti di ribaltamento.
L’anello di rotazione presuppone che le strutture di montaggio superiore e inferiore forniscano interfacce piane e sufficientemente rigide. Se una delle due strutture si deforma oltre il limite verificato, il carico degli elementi volventi si concentra su un breve arco della pista di rotolamento, i carichi sui bulloni diventano irregolari e la coppia di rotazione aumenta. Serrare maggiormente i bulloni di montaggio non corregge questa geometria; al contrario, può trascinare gli anelli nella sede deformata e introdurre danni fin dal primo ciclo operativo.
Per la progettazione di nuove macchine
Includere nel calcolo della macchina rigidezza del telaio centrale, rigidezza del telaio superiore, comportamento del giunto bullonato e deformazione prevista dovuta al terreno.
Per lavori di sostituzione
Ispezionare entrambe le superfici di appoggio per planarità, corrosione, fretting, bave e cedimenti locali attorno ai fori bulloni prima di installare il nuovo anello.
Fango, bentonite e materiale abrasivo rendono la tenuta parte integrante della specifica.
Le attrezzature per fondazioni operano in terreno, acqua, fanghi bentonitici, polvere di cemento e materiale di scavo. Lavaggio diretto ad alta pressione sulla fessura del cuscinetto, labbri delle tenute danneggiati, linee di grasso ostruite e raccordi inaccessibili sono minacce pratiche che devono essere affrontate nel layout della macchina e nel piano manutentivo.
- Configurazione delle tenuteDefinire tenuta a labbro, deflettore protettivo o configurazione a labirinto in funzione dell’esposizione effettiva e del metodo di lavaggio.
- Accesso per ingrassaggioPosizionare gli ingrassatori in punti che rimangano accessibili dopo l’installazione di montante, tubazioni e sovrastruttura.
- Selezione del lubrificanteUtilizzare il grasso approvato per la temperatura di esercizio, l’esposizione all’acqua, la contaminazione e il ciclo di lavoro.
- Spurgo verso l’esternoIl grasso fresco deve raggiungere la pista di rotolamento e trasportare umidità o particelle fini verso l’esterno nei punti di tenuta previsti.
- Protezione per il trasportoProteggere i denti esposti, le superfici lavorate e le tenute durante il trasporto, lo stoccaggio e la movimentazione in sito.
Grasso emulsionato con acqua, particelle metalliche, spurgo irregolare o una variazione improvvisa del consumo di grasso devono portare a ispezionare tenute, linee di lubrificazione, stato della pista di rotolamento e ingranamento, anziché limitarsi ad aggiungere altro grasso.
La configurazione della macchina conta più del nome del modello.
Uno stesso modello di macchina portante può essere offerto con perforazione Kelly, elica continua, utensili a spostamento totale, sistemi a doppia testa rotante, attrezzature di rivestimento, diversi sistemi di spinta, prolunghe del mast e pacchetti di contrappesi. Queste opzioni modificano massa della macchina, raggio di lavoro, forza di estrazione e reazione strutturale. Due perforatrici con la stessa sigla di modello possono quindi richiedere verifiche differenti del cuscinetto.
- Identificazione macchinaCostruttore, modello, numero di serie e anno.
- Configurazione operativaMontante, Kelly bar o coclea, testa rotante, sistema di spinta, attrezzatura di rivestimento e contrappeso.
- Carichi determinantiCarico assiale, carico radiale e momento ribaltante sul giunto di rotazione nelle condizioni di perforazione, estrazione, disincaglio e rotazione, oppure la scheda OEM dei casi di carico.
- Interfaccia del cuscinettoAltezze degli anelli, diametri di centraggio, circonferenze dei bulloni, numero e tipo di fori.
- Dati della dentaturaDentatura interna o esterna, modulo, numero di denti, angolo di pressione, gioco d’ingranamento richiesto e ambito della tempra.
- Ambiente e manutenzioneTemperatura, esposizione a fanghi o polvere, configurazione delle tenute e sistema di lubrificazione.
- DocumentationCertificati dei materiali, rapporti dimensionali e del gioco, registri di durezza o profondità di tempra, NDT e tracciabilità richiesti dal progetto.
Per i programmi europei, EN 16228 costituisce un riferimento di sicurezza a livello macchina per le attrezzature di perforazione e fondazione. I registri del cuscinetto contribuiscono al fascicolo tecnico della macchina, ma il cuscinetto da solo non certifica l’intera perforatrice rispetto a tale norma.
Sostituzione dell'anello di rotazione di una perforatrice rotativa
I progetti di sostituzione iniziano spesso da una macchina che continua a perforare, ma presenta inclinazione crescente, rotazione irregolare, pressione anomala dell’azionamento di rotazione o grasso con particelle metalliche. L’identificazione richiede più del solo modello della perforatrice, perché accessori e revisioni di produzione possono modificare sia i carichi sia le interfacce. Inviare la marcatura del vecchio anello, le dimensioni delle circonferenze di foratura superiori e inferiori, le altezze degli anelli, il numero di denti e il modulo, oltre a fotografie nitide della dentatura, delle tenute e delle superfici di montaggio tramite il Canale RFQ.
La storia del guasto fa parte della specifica. Un’usura precoce della dentatura può indicare un gioco d’ingranamento errato o una deformazione del montaggio; danni alle tenute possono indicare lavaggio ad alta pressione o punti di ingrassaggio poco accessibili; movimenti dei bulloni possono indicare perdita di precarico o un piano di appoggio flessibile. Se la perforatrice è stata aggiornata con una testa rotante più pesante, un’asta Kelly più lunga, un sistema di rivestimento o contrappesi aggiuntivi, il ricambio deve essere verificato rispetto alla configurazione attuale e non soltanto ai dati originali di fabbrica.
MERYDOM pubblica i propri stabilimento, capacità delle attrezzature, capacità di ispezione, sistema di tracciabilità e dati di qualificazione del fornitore affinché gli acquirenti di attrezzature di fondazione possano verificare lavorazione, tempra, ispezione e identificazione prima dell’ordine.
Rotary Drilling Rigs slewing bearing FAQ
Quale tipo di cuscinetto di rotazione viene utilizzato sulle perforatrici rotative?
Le perforatrici cingolate piccole e medie utilizzano comunemente cuscinetti a una fila di sfere a quattro punti di contatto con dentatura interna. Carichi combinati superiori possono richiedere strutture a due file di sfere o a tre file di rulli. La selezione finale dipende da casi di carico verificati della macchina, rigidezza di montaggio, configurazione della dentatura e ciclo di lavoro.
Il cuscinetto di rotazione della perforatrice è lo stesso cuscinetto della testa rotante?
No. La testa rotante fa ruotare l’utensile di perforazione. Il cuscinetto di rotazione collega l’intera sovrastruttura al carro cingolato, sostiene le reazioni strutturali combinate e consente alla parte superiore della macchina di ruotare.
Perché le dentature interne sono comuni sulle perforatrici cingolate?
Una dentatura interna consente di alloggiare pignone e ingranamento all’interno del telaio centrale, migliorando la protezione da urti diretti, fango e contaminazione di cantiere. La dentatura esterna resta valida quando la configurazione di azionamento OEM lo richiede.
Perché per un preventivo di sostituzione è richiesta la configurazione della perforatrice?
Lo stesso carro può utilizzare mast, teste rotanti, Kelly bar, sistemi di spinta, attrezzature di rivestimento e contrappesi differenti. Queste opzioni modificano i carichi e possono modificare anche l’interfaccia, quindi il solo nome del modello non è sufficiente.
Che cosa deve essere ispezionato quando si sostituisce l’anello di rotazione?
Ispezionare le superfici di appoggio superiore e inferiore, i fori dei bulloni, gli elementi di fissaggio, l’allineamento della dentatura, le linee di lubrificazione e le tenute. Registrare la marcatura del vecchio anello, le dimensioni d’interfaccia e i dati della dentatura, e indagare la causa del guasto originario prima di installare il ricambio.
Inviare la configurazione attuale della perforatrice e i dati del giunto di rotazione.
Includere identificazione della macchina, configurazione di perforazione, casi di carico verificati, interfaccia di montaggio, dati della dentatura, ambiente, storico dei guasti e requisiti documentali.