BARREN0 INTEGRAL 1. MARCO TEORICO En general, la barrena integral se usa para la explotación subterránea y la perforación de agujeros pequeños, y se usa junto con máquinas de perforación de roca de bajo poder, tales como perforadora de pierna de gas o perforadora operada a mano. Puede P uede reducir eficazmente la pérdida de energía y mejorar la rapidez y eficiencia de perforación. La barrena integral generalmente es conveniente para perforar agujeros de diámetro entre 24mm y 44mm. Para la barrena integral, la calidad del acero y la cabeza de aleación es lo más importante para garantizar la buena eficiencia de perforación. Según diferentes aplicaciones, normalmente normalmente su longitud varía entre 600mm y 9600mm. ACERO DE PERFORACIÓN a) Los requisitos generales que deben reunir los aceros usados como herramientas de perforación son: – – –
Alta resistencia a la fatiga Alta resistencia a la flexión Alta resistencia al desgaste
b) Las roscas de adaptadores de culata, barra y manguitos de acople, están expuestos a desgaste originado por por el pase de la onda onda de choque, las culatas sufren desgaste mecánico y abrasivo contra el pistón y el casquillo del buje de rotación. c) Contenido de carbono: 1. Acero con alto contenido de carbono usado para barrenos integrales, la temperatura usada en el proceso siderúrgico de éstas barras barras está ajustada para dar al acero la dureza deseada, la parte de la culata culata es tratada térmicamente por separado para resistir las cargas de impacto del pistón. 2. Acero con bajo contenido de carbono usado para barras de extensión, culatas, manguitos y brocas. METAL DURO – El carburo cementado (metal duro), es una mezcla de carburo de tungsteno y cobalto
compactados a alta presión y sinterizados a elevada temperatura en un proceso de polvo metalúrgico, con un contenido de cobalto de 6 – 12%, y tamaño de grano 2 –5 micrones r esistencia que – La dureza es una propiedad de los minerales y se define como la resistencia oponen éstos a ser ser rayados, rayados, de acuerdo a la escala de Mohs se tiene:
1.
Talco
6.
Ortosa
2.
Yeso
7.
Cuarzo
3.
Calcita
8.
Topacio
4.
Fluorita
9.
Corindón
5.
Apatita
10. Diamante
a) Propiedades y características – – – – – –
Alta resistencia al desgaste Dureza equivalente a 9 en la escala de Mohs Alta densidad 14.5 [ton/m3] Mayor resistencia a la compresión que el acero Mayor conductividad al calor que al acero Menor coeficiente de expansión térmica que el acero 50%
b) Soldadura o inserción de metal duro –
Materiales para soldar: cobre, bronce y plata
Características: – – –
Fuerte adherencia al acero y metal duro Ser elástico, para soportar la diferencia de dilatación entre acero y metal duro. Alta resistencia a la fatiga
SERIE DE BARRENOS INTEGRALES Los barrenos integrales están ordenados en series, donde el diámetro del inserto disminuye conforme aumenta la longitud del barreno Las barrenas integrales son designadas H12, H22 y H25, donde H indica la barra hexagonal y los números indican la dimensión en mm, medida entre las dos caras opuestas del hexágono TIPOS DE BARRENOS INTEGRALES a) Tipo cincel (más comunes y de fácil afilado) b) Insertos múltiples (rocas blandas y fisuradas)
c) Con botones (rocas poco abrasivas y fácil penetración – carbón) d) De pequeño diámetro, tipo cincel (alto grado de penetración y pequeños taladros en rocas no abrasivas) e) Para trabajar en mármol (4 insertos, diámetro 27 [mm], con canales especiales para salida de partículas), también para roca blanda CUIDADO Y MANTENIMIENTO DE BARRENOS INTEGRALES • El carburo cementado de los insertos y botones se desgasta durante la perforación,
en su mayor parte el desgaste es causado por abrasión contra el fondo y las paredes del taladro conforme gira la broca. • Si el desgaste llegara a ser excesivo, la penetración disminuiría y tanto el inserto como
el conjunto de perforación estaría sujeto a esfuerzos anormalmente pesados, por eso el metal duro debe ser re-afilado hasta restaurarle su forma original, a ciertos intervalos. • Las dos clases principales de desgaste son:
a) Desgaste en sentido frontal o longitudinal, éste tipo de desgaste se produce cuando el filo de corte se gasta que por lo tanto se ensancha sucesivamente, y cuando el filo es rebajado hasta alcanzar cierta anchura aumentan considerablemente los esfuerzos tanto sobre el inserto como sobre el vástago, disminuyendo proporcionalmente la capacidad de penetración del barreno. Debido a ello, es de gran importancia que el reafilado se lleve a cabo, por lo que a éste tipo de corrección se denomina afilado frontal o longitudinal, en éste afilado el filo de corte debe estar recto y correctamente centrado en la plaquita, para tal efecto se debe afilar por igual en ambos lados. El ángulo de filo debe ser de 110º y el radio de corte del inserto deberá ser de 80 mm. b) Desgaste en sentido diametral, la perforación en tipos de roca de gran capacidad de desgaste, como por ejemplo cuarcita, arenisca, etc. trae consigo un desgaste diametral, las esquinas del inserto se desgastan mucho más de lo normal con el consecuente redondeado, si esto progresa, sobreviene un desgaste bastante fuerte de tal manera que en vez de ángulo de incidencia se obtiene el llamado “contra cono”. • Si después de la aparición del contra-cono, se sigue perforando, esto podrá
ocasionar fácilmente la rotura del inserto, en éste caso se somete el inserto a grandes esfuerzos anormales, causados por el efecto de cuña que se produce contra las paredes del taladro que se perfora.
• La capacidad de penetración del barreno disminuye considerablemente, es también
posible que el vástago se rompa debido a los excesivos esfuerzos que provienen de un desgaste diametral demasiado grande • A la
corrección del desgaste diametral se denomina Afilado diametral, una medida del redondeado de la esquina de la broca, se obtiene midiendo la altura del llamado contra-cono, esta medición se la realiza con una plantilla, desde el filo del inserto hasta el punto donde el ángulo de incidencia comienza.
• Cuando la altura del contra-cono llega a 8 [mm] y máximo de 5 a 6 [mm] en roca
blanda, el barreno se debe afilar diametralmente. • Un buen afilado se logra en una afiladora normal con una muela plana, el proceso
consiste en un afilado diametral, hasta que el contra cono se reduzca a 6 [mm] de altura. MUELA ADECUADA Es de suma importancia seleccionar la muela de afilar correcta, para el re-afilado de barrenos con bocas de carburo de tungsteno se usaran muelas de carburo de silicio mezclado con cerámica de la designación y tamaño correctos. Las reglas generales que determinan la elección de toda muela de afilar son: – Que la muela no deberá ser demasiado dura o de grano demasiado fino, pues pronto
resultaría embotada por el barreno, calentando con exceso - las plaquitas de carburo de tungsteno dando un aspecto de brillo y como de quemadas. – Que una muela de granulado demasiado grueso producirá en la plaquita profundas
entalladuras, esta supone el punto de partida de los fallos en las plaquitas. – Dureza “J” para afilado con agua; “H” para afilado en seco – Tamaño de grano: 40 – 60.
2. EXPERIENCIA MATERIALES Barreno integral Wincha Vernier Plantilla especial de medición PROCEDIMIENTO Con la ayuda de la wincha y el grafico que se muestra a continuación se tomara las siguientes medidas
A = 725 mm B = 65 mm B1= 25 mm B2= 10 mm B3= 5 mm C = 15mm
D = 30 mm E = 110 mm H = 10 mm L = 790 mm
β= 110º
α= 15-20º
3. CONCLUSIONES
http://www.apemin.eu/Archivod%20PDF/laboreo.pdf
