Wichtigste Leistungsanforderungen für Gesteinsbohrschäfte
Wichtigste Leistungsanforderungen für Gesteinsbohrschäfte
Der Gesteinsbohrschaft ist das entscheidende Übertragungselement, das den Gesteinsbohrer mit dem Bohrgestänge verbindet. Während des Bohrvorgangs ist er wiederholten Kolbenstößen, Drehmomenten, Biegebeanspruchungen des Bohrgestänges, plötzlichen Torsionsbelastungen durch Bohrerverklemmung und der Erosion durch Hochdruck-Bohrwasser ausgesetzt. Diese anspruchsvollen Bedingungen erfordern außergewöhnliche Haltbarkeit und Zuverlässigkeit.
1. Mechanische Leistungsfähigkeit
Eine hohe Dauerfestigkeit ist unerlässlich, da der Schaft Tausenden von Stoßbelastungen pro Minute ausgesetzt sein kann. Eine hohe Dauerfestigkeit wirkt sich direkt auf die Lebensdauer aus.
Schlagfläche, Verzahnung, Außendurchmesser und Gewinde müssen eine geeignete Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit aufweisen. Die Härte sollte in einem angemessenen Bereich liegen, um präzise Passungen ohne Beschädigung der Gegenstücke zu gewährleisten.
Der Kern sollte eine hohe Zähigkeit aufweisen, um Aufprallenergie zu absorbieren und Sprödbrüchen zu widerstehen. Die ideale Wärmebehandlungsstruktur kombiniert eine harte Oberfläche mit einem zähen Kern. Eine hohe Schlagzähigkeit ist insbesondere unter extremen Bedingungen wie Bohrlochverklemmung und exzentrischer Belastung wichtig.
2. Maßgenauigkeit und Passgenauigkeit
Eine durchdachte Gestaltung von Wasserbohrungen, Keilwellenfasen, Gewindeübergängen und Übergangsbereichen verbessert die Stabilität der gesamten Bohrvorrichtung.
Kritische Abmessungen, wie z. B. Mittelbohrungen, Außendurchmesser und Keilwellenverzahnungen, erfordern eine strikte Einhaltung der Toleranzen. Eine gute Geradheit ist ebenfalls wichtig, da Biegungen die Stoßübertragungseffizienz verringern und den lokalen Verschleiß erhöhen.
Die Stoß- und Gewindeendflächen müssen senkrecht zur Schaftachse stehen. Vollflächiger Kontakt ermöglicht eine effiziente Übertragung der Stoßenergie und beugt vorzeitigem Versagen vor. Eine geringe Oberflächenrauheit der Kontaktflächen reduziert zusätzlich Reibung, Verschleiß und Spannungsspitzen.
3. Umweltbeständigkeit
In Bergbau- und Tunnelbauumgebungen herrschen häufig feuchte Bedingungen und es können korrosive Medien vorhanden sein. Gesteinsbohrerschäfte benötigen daher einen angemessenen Korrosionsschutz. Unter stark korrosiven Bedingungen kann eine Verchromung oder Schutzbeschichtung die Leistungsfähigkeit verbessern.
4. Rückverfolgbarkeit
Jeder Schaft sollte eine eindeutige Kennzeichnung aufweisen. Rückverfolgbarkeit unterstützt die Qualitätskontrolle, die Fehleranalyse und die kontinuierliche Verbesserung in der modernen industriellen Fertigung.
