Der Unterschied und das Funktionsprinzip von Rundzähnen und Spitzzähnen bei Imlochbohrern

1. Aussehen und Aufbau

Kreisförmige Zähne:

Die Form von runden Zähnen ähnelt einem Teil einer Kugel und ihre Oberfläche ist relativ rund. Diese Form macht die Kontaktfläche von runden Zähnen relativ groß, wenn sie mit Gestein in Kontakt kommen. Die Kanten von runden Zähnen haben keine scharfen Kanten und Ecken, sondern sind bogenförmige Übergänge. Beispielsweise kann bei einigen Imlochbohrern, die zum Bohren von Weichgestein verwendet werden, der Durchmesser von runden Zähnen zwischen einigen Millimetern und mehr als zehn Millimetern liegen, und seine Größe wird auch entsprechend der Gesamtgröße des Bohrers und dem spezifischen Anwendungsszenario angepasst.

Spitze Zähne:

Spitzzähne haben deutliche Spitzen und ihre Form ähnelt einem Teil eines Kegels. Der Spitzenwinkel der Spitzzähne ist schärfer, wodurch ein größerer Druck auf eine kleinere Fläche konzentriert werden kann. Die Länge und Dicke der Spitzzähne variieren ebenfalls je nach Konstruktionszweck des Bohrers. Beispielsweise können bei Imlochbohrern, die zum Bohren von Hartgestein verwendet werden, die Spitzzähne länger und dicker gestaltet sein, um ihre Fähigkeit zum Zerkleinern von Hartgestein zu verbessern.

2. Das Prinzip des Steinbrechens

Kreisförmige Zähne:

Kreiszähne zerkleinern Gestein hauptsächlich durch Extrusion und Mahlen. Aufgrund ihrer großen Kontaktfläche üben die Rundzähne beim Hämmern des Gesteins einen größeren Druck auf die Gesteinsoberfläche aus, wodurch sich das Gestein unter dem Druck verformt und bricht. Diese Zerkleinerungsmethode funktioniert bei Weichgestein besser, da die Druckfestigkeit von Weichgestein relativ gering ist. Beim Bohren von Weichgestein wie Schiefer können die Rundzähne beispielsweise das Weichgestein allmählich wie eine Straßenwalze zerkleinern. Gleichzeitig mahlen die Rundzähne während des Rotationsvorgangs auch die zerbrochenen Gesteinspartikel, um die Gesteinsspäne weiter zu verfeinern, was der anschließenden Schlackenentfernung förderlich ist.

Scharfe Zähne:

Scharfe Zähne verlassen sich beim Zerkleinern von Gestein hauptsächlich auf die Prinzipien des Durchstechens und Spaltens. Beim Hämmern auf Gestein kann die Spitze der scharfen Zähne ihre Kraft konzentrieren, um in das Gestein einzudringen und Risse im Gestein zu bilden. Während sich der Bohrer dreht und weiter hämmert, weiten sich diese Risse weiter aus, was schließlich zum Zerkleinern des Gesteins führt. Beim Bohren von Hartgestein wie Granit und Basalt ist diese Zerkleinerungsmethode mit scharfen Zähnen sehr effektiv. Die scharfen Zähne sind wie Keile, die Hartgestein spalten, und ihre Zerkleinerungseffizienz ist bei Hartgestein höher als die von runden Zähnen.

3. Anwendbare Gesteinsarten

Kreisförmige Zähne:

Kreiszähne eignen sich besser für weiche Gesteine ​​wie Schiefer, Tongestein, Mergel usw. Diese Gesteine ​​haben eine geringe Härte und Druckfestigkeit, und die Extrusions- und Schleifmethoden von Kreiszähnen können gut an ihre Eigenschaften angepasst werden. Beim Bohren in weiches Gestein können Kreiszähne übermäßiges Zerkleinern des Gesteins vermeiden, den Energieverbrauch senken und die Form und Größe des Bohrlochs effektiv steuern, da ihr Zerkleinerungsprozess relativ sanft ist.

Scharfe Zähne:

Scharfe Zähne werden hauptsächlich für harte Gesteine ​​wie Granit, Quarzit, Basalt usw. verwendet. Diese Gesteine ​​haben eine hohe Härte und Druckfestigkeit. Die stechende und spaltende Wirkung der scharfen Zähne kann die harte Schale des Gesteins effektiv durchbrechen und tief in das Gestein eindringen, um es zu zerkleinern. Durch die Verwendung von Bohrern mit scharfen Zähnen können in hartem Gestein höhere Bohrgeschwindigkeiten erreicht werden. Da hartes Gestein die scharfen Zähne jedoch auch stärker abnutzt, kann die Lebensdauer der Bohrer mit scharfen Zähnen bis zu einem gewissen Grad beeinträchtigt werden.

4. Verschleiß und Lebensdauer

Kreisförmige Zähne:

Beim Bohren in Weichgestein ist der Verschleiß von Rundzähnen aufgrund der geringen Härte des Gesteins hauptsächlich der allmähliche Verschleiß der Oberfläche. Da Rundzähne durch Extrusion und Schleifen arbeiten, ist der Verschleiß relativ gleichmäßig. Bei normalem Gebrauch kann die Lebensdauer von Rundzähnen relativ lang sein, insbesondere beim Bohren in Weichgestein. Beispielsweise kann bei einem Projekt zum kontinuierlichen Bohren von Schiefer der Rundzahnbohrer lange Zeit verwendet werden, aber nur der Radius der Rundzähne wird geringfügig reduziert, und er kann dennoch eine gewisse Arbeitseffizienz aufrechterhalten.

Scharfe Zähne:

Beim Bohren in hartem Gestein wird die Spitze der scharfen Zähne durch die heftige Art und Weise, wie der Stein zerbrochen wird, leicht abgenutzt. Der Verschleiß der scharfen Zähne konzentriert sich hauptsächlich auf die Spitze und die Seite. Während des Bohrens wird die Spitze der scharfen Zähne allmählich stumpf. Sobald die scharfen Zähne stumpf werden, nimmt ihre Fähigkeit ab, den Stein zu durchbohren und zu spalten, und auch die Bohrleistung nimmt ab. Daher ist die Lebensdauer des Bohrers mit scharfen Zähnen beim Bohren in hartem Gestein normalerweise kürzer als die des Bohrers mit runden Zähnen beim Bohren in weichem Gestein, und er muss häufiger ausgetauscht oder repariert werden.

5. Entschlackungseigenschaften

Kugelzähne:

Während des Arbeitsprozesses erzeugen die runden Zähne aufgrund der Art und Weise, wie sie das Gestein brechen, relativ mehr feine Gesteinssplitter. In Bezug auf die Entschlackung können diese feinen Gesteinssplitter unter Einwirkung von Spülmedien (wie Druckluft oder Schlamm) leichter aus dem Bohrloch entfernt werden. Das Design des Schlackenauslasskanals des Rundzahnbohrers kann auch relativ klein sein, da die Gesteinsspäne klein sind und den Kanal nicht leicht verstopfen.

Scharfe Zähne:

Die Gesteinsspäne, die durch die scharfen Zähne nach dem Brechen des Gesteins entstehen, sind relativ groß. Beim Entladen muss ein ausreichender Spülmittelfluss und eine ausreichende Geschwindigkeit vorhanden sein, um diese größeren Gesteinsspäne aus dem Bohrloch zu entladen. Der Schlackenaustragskanal des scharfen Zahnbohrers ist normalerweise relativ breit ausgelegt, um zu verhindern, dass Gesteinsspäne verstopfen und die Bohrleistung beeinträchtigen.