Bisakah mata bor dengan tombol tengah yang ditinggikan mempertahankan ukuran lebih lama tanpa mengorbankan penetrasi?
Ketika mata bor kancing berulir dipensiunkan, seringkali bukan karena setiap kancing karbida telah rusak.
Hal ini karena mata bor sudah kehilangan ketebalannya.
Begitu diameter luar aus di bawah batas yang dapat diterima, lubang yang dibor menjadi terlalu kecil. Hal itu menimbulkan masalah di hilir: akurasi lubang yang buruk, pengisian yang sulit, kualitas lubang baut yang tidak dapat diandalkan, dan hasil peledakan yang kurang dapat diprediksi. Dalam pertambangan dan pengembangan terowongan, mata bor yang tidak lagi sesuai ukuran dapat memengaruhi lebih dari sekadar biaya per meternya sendiri.
Jawaban yang jelas tampaknya sederhana: tambahkan lebih banyak tombol pengukur.
Namun, desain mata bor tombol tidak pernah sesederhana itu.
Ruang pada permukaan mata bor terbatas. Menambahkan lebih banyak atau lebih besar tombol karbida dapat mengurangi gaya tumbukan yang tersedia pada setiap tombol. Tata letak permukaan yang buruk juga dapat membatasi pembilasan dan mempersulit pembuangan serpihan hasil pemotongan. Hasilnya dapat berupa penetrasi yang lebih lambat, lebih banyak penghancuran ulang, atau keausan yang lebih cepat di bagian mata bor yang berbeda.
Permukaan dengan bagian tengah yang ditinggikan adalah salah satu pendekatan untuk memecahkan masalah desain tersebut.
Mengapa kehilangan tekanan sangat penting?
Tombol pengukur diposisikan di sekitar tepi luar mata bor. Fungsinya adalah untuk mempertahankan diameter lubang saat mata bor mengebor dan berputar. Tombol-tombol ini terpapar abrasi parah dari dinding lubang bor, terutama pada batuan keras atau abrasif.
Ketika tombol pengukur aus, mata bor mulai membuat lubang yang lebih kecil. Awalnya mungkin tampak sepele, tetapi efeknya dapat menumpuk:
Diameter lubang menjadi kurang konsisten.
Keselarasan lubang bor mungkin terganggu.
Operasi peledakan atau pengencangan baut selanjutnya menjadi kurang dapat diprediksi.
Interval penggilingan ulang dapat dipersingkat.
Mata bor mencapai diameter buangnya lebih cepat.
Bagi kontraktor pengeboran, umur pakai mata bor seringkali menjadi faktor utama dalam biaya sebenarnya dari mata bor berulir. Mata bor dengan daya tembus yang sangat baik tetapi umur pakai yang pendek mungkin bukan alat yang paling ekonomis di tempat kerja.
Tantangannya adalah meningkatkan perlindungan terhadap alat ukur tanpa menciptakan permukaan yang sulit dibor.
Kompromi pada permukaan mata bor konvensional
Pada permukaan mata bor konvensional, ruang terbatas. Tombol pengukur, tombol depan, lubang perata, dan alur semuanya bersaing untuk area yang sama.
Menambah jumlah tombol pengukur dapat membantu mendistribusikan keausan dan mempertahankan diameter. Namun, hal itu juga dapat mengurangi ruang yang tersedia untuk lubang pembilas. Jika serpihan tidak dapat keluar dari lubang secara efisien, serpihan tersebut dapat hancur kembali di bawah mata bor. Hal itu membuang energi tumbukan dan dapat memperlambat penetrasi.
Menambahkan tombol karbida yang lebih besar menghadirkan konsekuensi lain. Energi benturan yang tersedia terbagi di lebih banyak titik kontak. Jika tata letaknya tidak dirancang dengan cermat, gaya hancur yang diterapkan pada setiap tombol dapat berkurang. Pada batuan keras, hal itu dapat mengurangi efisiensi proses penghancuran.
Inilah mengapa mata bor kancing tidak boleh dipilih hanya berdasarkan jumlah kancing saja. Posisi, tinggi, sudut, tata letak perataan, dan profil permukaan semuanya memengaruhi kinerja.
Apa yang diubah oleh wajah dengan bagian tengah terangkat?
Desain dengan bagian tengah yang sedikit terangkat membuat sebagian permukaan depan berada di atas level tombol pengukur. Sejumlah kecil tombol tengah atau depan terletak sedikit lebih tinggi daripada tombol luar, menciptakan undakan yang lebih disengaja pada profil permukaan.
Dimensi vertikal tambahan ini memberi desainer lebih banyak ruang untuk berkreasi.
Mata bor ini dapat mengakomodasi tombol pengukur tambahan sambil tetap menyisakan ruang yang dapat digunakan untuk lubang pembilas dan alur drainase yang lebih besar. Bagian tengah yang ditinggikan juga dapat menciptakan profil dasar lubang yang sedikit cekung selama pengeboran. Hal itu mengubah cara tombol depan berinteraksi dengan batuan dan bagaimana serpihan batuan bergerak menjauh dari zona penghancuran.
Tujuannya bukan sekadar membuat wajah menjadi lebih rumit. Tujuannya adalah untuk meningkatkan hubungan antara tiga kebutuhan yang saling bertentangan:
Perlindungan pengukur
Efisiensi pemecahan batu
Evakuasi potongan
Ketika ketiga elemen tersebut seimbang, mata bor dapat mempertahankan diameter lebih lama sambil menjaga siklus pengeboran yang produktif.
Pembilasan yang lebih baik dapat mengurangi penghancuran ulang yang tidak perlu.
Kebiasaan menyiram toilet seringkali diremehkan sampai akhirnya menjadi masalah.
Ketika batuan yang hancur tetap berada di dasar lubang, mata bor menghabiskan energi untuk menghancurkan material yang sudah hancur. Hal ini sering disebut penghancuran ulang. Proses ini tidak mempercepat kemajuan pengeboran, dan dapat meningkatkan panas serta keausan pada permukaan mata bor.
Desain mata bor dengan bagian tengah yang ditinggikan dapat menciptakan lebih banyak ruang untuk saluran pembilasan yang lebih besar atau lebih baik posisinya. Jika tata letak pembilasan meningkatkan pergerakan air dan serpihan, puing-puing dapat meninggalkan permukaan lebih cepat. Hal itu memungkinkan tombol karbida untuk mengenai batuan segar secara lebih konsisten.
Hasilnya mungkin berupa aksi pengeboran yang lebih bersih, pengurangan kerusakan sekunder, dan kinerja penetrasi yang lebih stabil.
Manfaat sebenarnya bergantung pada jenis batuan, parameter pengeboran, kondisi pembilasan udara atau air, dan bagian lain dari rangkaian bor. Namun prinsipnya tetap sama: permukaan mata bor yang secara efektif membuang serpihan batuan memberikan peluang lebih baik bagi mata bor karbida untuk bekerja secara efisien.
Lebih banyak tombol tidak selalu berarti pengeboran lebih lambat.
Wajar untuk khawatir bahwa penambahan tombol pengukur akan mengurangi energi benturan.
Namun, permukaan dengan bagian tengah yang ditinggikan yang dirancang dengan baik dapat mengatasi kekhawatiran itu dengan mengontrol ketinggian dan keterlibatan tombol depan. Alih-alih memaksa setiap tombol untuk menyentuh batu dengan cara yang persis sama, profil bertingkat dapat memandu bagaimana permukaan tersebut memecah batu.
Tombol depan yang menonjol memicu pola kerusakan. Tombol pengukur menjaga dinding lubang. Lubang pembilas yang lebih besar membantu membuang serpihan. Permukaan dirancang sebagai sebuah sistem, bukan sebagai kumpulan sisipan karbida individual.
Perbedaan itu penting.
Mata bor yang dirancang buruk dengan lebih banyak tonjolan mungkin akan mengebor lebih lambat. Mata bor yang dirancang dengan benar dengan profil permukaan yang lebih baik dapat mempertahankan penetrasi dengan mengurangi penghancuran ulang dan meningkatkan pembuangan serpihan.
Inilah mengapa pengujian lapangan tetap penting. Mata bor yang sama dapat berperilaku berbeda di batuan granit yang abrasif, batuan yang retak, tanah basah, atau di dalam terowongan dengan geologi yang bervariasi.
Di mana mata bor tombol tengah yang terangkat dapat berguna
Mata bor kancing berulir dengan bagian tengah yang menonjol mungkin cocok untuk aplikasi di mana kualitas lubang dan umur pakai ukuran sangat penting, termasuk:
Pengembangan tambang bawah tanah
Pengeboran muka terowongan
Pengeboran produksi di formasi abrasif
Lubang untuk pemasangan baut atap dan penyangga tanah.
Proyek-proyek di mana penentuan posisi lubang yang akurat dan diameter lubang memengaruhi pekerjaan di hilir.
Ini bukanlah solusi universal untuk setiap masalah pengeboran. Pemilihan mata bor tetap harus mempertimbangkan kekerasan batuan, daya abrasif, jenis mata bor, diameter lubang, kondisi pembilasan, dan pola pengeboran yang dibutuhkan.
Tampilan konvensional yang serasi mungkin masih menjadi pilihan yang tepat dalam banyak situasi. Nilai dari desain dengan bagian tengah yang menonjol muncul ketika keausan pengukur, pembilasan yang buruk, atau pengasahan ulang yang berlebihan telah menjadi biaya berulang.
Hal yang perlu dievaluasi sebelum mengubah desain mata bor
Sebelum mengganti profil mata bor berulir ke yang baru, pantau hasil pengeboran saat ini.
Perhatikan keausan pengukur, laju penetrasi, kerusakan tombol, keausan badan mata bor, akurasi lubang, perilaku pembilasan, dan interval pengasahan ulang. Pengamatan ini membantu mengidentifikasi apakah masalah sebenarnya adalah desain mata bor, parameter pengeboran, pembilasan yang tidak memadai, penyelarasan yang buruk, atau ketidaksesuaian antara mata bor dan kondisi batuan.
Kemudian bandingkan desain kandidat melalui uji coba lapangan terkontrol.
Mata bor kancing terbaik bukanlah selalu yang memiliki paling banyak karbida, lubang pembilas terbesar, atau permukaan yang paling agresif. Yang terbaik adalah mata bor yang mempertahankan ukuran lubang, mengebor secara efisien, dan menghasilkan biaya per meter pengeboran yang dapat diprediksi di lapangan.
Permukaan dengan bagian tengah yang ditinggikan adalah salah satu alat rekayasa lain untuk mencapai keseimbangan tersebut.
