Khám phá bí mật "xuyên sơn": 4 lực cơ học đồng thời đập nát vách đá vôi rắn như thép!

Chào các kỹ sư và những người đam mê cơ khí hạng nặng. Khi chứng kiến một cỗ máy khoan thủy lực tự hành đồ sộ như XCMG khoan những lỗ đường kính 115mm, sâu tới 15-20 mét vào lòng núi đá vôi rắn chắc chỉ trong một thời gian ngắn, chắc hẳn ai cũng cảm thấy ấn tượng. Khác với chiếc khoan tay ở nhà chỉ dùng lực xoay đơn thuần để khoét lỗ, hệ thống khoan mỏ sử dụng công nghệ khoan đập đỉnh (Top-hammer drilling) với sức tàn phá khủng khiếp.

Để có thể làm chủ thiết bị và bắt bệnh chính xác khi máy gặp sự cố, anh em kỹ thuật bắt buộc phải nắm vững Nguyên lý hoạt động máy khoan đá XCMG và cách tối ưu hiệu suất khoan. Cơ chế nghiền nát đá của máy là sự phối hợp cực kỳ tinh vi và đồng bộ của 4 hệ thống lực diễn ra trong từng phần nghìn giây: Lực Đập (Impact) - Lực Xoay (Rotation) - Lực Tì (Feed) và Lực Thổi (Flushing).

Mở đầu chu trình, dòng dầu thủy lực áp cao sẽ đẩy pít-tông bên trong búa đập (Drifter) lao tới đập vào chuôi búa với tần số từ 2000 - 3000 nhịp/phút. Lực xung kích này truyền dọc theo cần khoan xuống các viên bi hợp kim ở mũi, khiến cấu trúc tinh thể của đá bị nghiền nát tức lựu. Ngay lúc đó, cụm mô-tơ xoay sẽ xoay mũi khoan đi một góc rất nhỏ để các viên bi cắn vào lớp đá mới. Đồng thời, hệ thống xích tời (Feed) sẽ liên tục ép cần xuống để mũi khoan luôn bám sát mặt đá. Cuối cùng, một luồng khí nén áp lực cao từ máy nén trục vít sẽ được thổi xuyên qua ruột cần khoan, tống toàn bộ lượng mùn đá vừa bị băm nát lên miệng hố để tránh kẹt cần.

Bốn hệ thống lực này phải hoạt động ăn khớp với nhau như một bản giao hưởng. Nếu một trong 4 yếu tố bị yếu (ví dụ: mất gió thổi mùn), toàn bộ quá trình khoan sẽ thất bại. Để hiểu sâu hơn về sơ đồ mạch thủy lực điều khiển 4 lực này, anh em hãy tham khảo bài viết chuyên ngành cực hay tại đường link đính kèm. Có kiến thức gốc rễ thì việc sửa máy mới không bị "đi vào ngõ cụt".