Prawidłowy dobór wiertnicy diamentowej

Jak dobrać wiertnicę do własnych potrzeb? Jakie parametry są najistotniejsze? Wiercić na sucho czy mokro? Jak oszacować koszty zakupu urządzenia, by nie przepłacić? Jak kupić jednak maszynę spełniającą wszystkie oczekiwania? Na te pytania próbuje sobie odpowiedzieć każda firma budowlana, która zamierza pracować koronkami diamentowymi, my zaś spróbujemy jej w tym pomóc.

 

Na początek nieco teorii

By nasz tok myślenia był łatwo zrozumiały, prześledzimy go na podstawie hipotetycznego, ale za to konkretnego przykładu. Jesteśmy zatem w firmie budowlanej. Ostatnio wygrane przez nas przetargi zakładają wykonanie otworów w ścianach w trzech grupach. Pierwsza to ściana z cegieł silikatowych i otwory o przekroju 60 mm.

Druga bardziej poważna 100–140 mm w silnie zbrojonym betonie konstrukcji nośnej. No i wreszcie trzecia grupa wygląda najpoważniej. To otwory o średnicy 250, 300 i 400 mm w betonie z niewielkim zbrojeniem.

 

Naturalnie profesjonalny usługowiec poradzi sobie z tym zagadnieniem, bardzo szybko wybierając właściwe maszyny, które zresztą czekają na pracę w jego magazynie. My natomiast nie mamy ani dużego doświadczenia, ani potrzebnego parku maszyn. Czy jesteśmy w stanie podjąć ten temat samodzielnie, czy też zlecimy go podwykonawcy. Zanim podejmiemy taką decyzję, warto przypatrzeć się całości zagadnienia. Może warto podjąć wyzwanie.

 

Musimy wziąć pod uwagę trzy podstawowe zagadnienia. Po pierwsze, wielkość otworu. Mam tu na myśli przede wszystkim średnicę. Drugi parametr głębokości jest w zasadzie mniej istotny, bowiem większość otworów jest i tak płytsza od użytkowej wielkości wiertła czyli około 400 mm. Średnica wiertła jest zatem pierwszą ważną informacją. Duże wiertło koronowe musi obracać się wolno, małe – szybko. Technika diamentowa, aby pracowała efektywnie, musi mieć właściwie dobrany parametr prędkości skrawania. W artykule przedstawiamy prosty wykres zależności prędkości obrotowej wiertła od jego średnicy. I tak wiertło o średnicy 60 mm musi obracać się z prędkością 1000-1200 obr./min, 160 mm natomiast – z 400-450 obr./min. To znaczna różnica.

 

Z prędkością obrotową ścisły związek ma nasz drugi ważny parametr, a mianowicie moc maszyny. Ma ona naturalnie wprawić w ruch maszynę i nasze wiertło. Na początku bez obciążenia. Ale wraz z postępem wiercenia, gdy na wiertło i segmenty działają coraz to większe siły tarcia, musi te opory przełamywać do tego stopnia, aby prędkość nie spadła. Logiczne wydaje się, że im większe otwory, tym moc musi być większa. Tak jest w rzeczywistości. Ale nasza moc spotyka się z większym wymaganiem przy wierceniu w  twardszym materiale, jeśli dodatkowo beton zawiera mocne zbrojenie, spadki prędkości przy jego przecinaniu mogą być znaczne. Zależy to naturalnie również od jakości samych segmentów wiertła.

 

Im większa koncentracja diamentu i jego wielkość oraz twardsze spoiwo tym większe opory. Tu z braku miejsca pomijamy szczegóły z tym związane, zakładając, że pracować będziemy na profesjonalnych wiertłach dobranych do obrabianego materiału. Nasze wiertła będą tak dobrane, że zminimalizują niepotrzebne straty mocy. Reasumując to zagadnienie, można powiedzieć, ze jeśli silnik ma pracować w silikacie na małych średnicach, nie musi nie musi mieć wielkiej siły,  co przeważnie wiąże się z wagą i gabarytami. Jeśli natomiast musimy wiercić w silnie zbrojonym betonie, warto zwrócić uwagę na wielkość mocy. (Cardi chyba jako jedyna firma podaje prędkość bez i przy pełnym obciążeniu silnika).

Mamy zatem omówione średnicę otworu i moc maszyny. Trzeci parametr, o którym warto tu wspomnieć, ma dwa aspekty. Dotyczy zagadnienia pracy przy użyciu wody lub na sucho oraz przy udziale statywu albo „z ręki”. Woda, oprócz wypłukania urobku ze szczeliny dylatacyjnej, ma jeszcze jedno

poważne zadanie. Jest chłodziwem i podaje się ją na wiertło, by zabezpieczyć je przed przegrzaniem. Większość dostępnych na rynku wierteł to wiertła lutowane lutem srebrnym. Wytrzymują wysokie temperatury, ale ryzyko odpadnięcia segmentu jest wysokie. Same ścianki wiertła również się nagrzewają. Wiertło może się po prostu przegrzać na powierzchniach bocznych, co prowadzi do trwałego uszkodzenia.

 

Przy pracy na sucho użycie odkurzacza znacznie polepszy nasze warunki pracy, usuwając urobek i także chłodząc wiertło oraz segmenty. Nic jednak nie zastąpi wody podawanej bezpośrednio do wnętrza wiertła. Jeśli możliwe jest użycie wody, trzeba jej użyć. Podać bądź bezpośrednio z sieci, bądź za pośrednictwem niewielkiego zbiornika, w którym dodatkowo mamy możliwość ręcznie wytworzyć niewielkie ciśnienie. Nie bójmy się wody, jej ilość nie jest aż tak duża, a tam, gdzie występuje ryzyko uszkodzenia powierzchni wierconej, możliwe jest założenie specjalnego kołnierza zbierającego wodę. Należy nadmienić, że przejście większym wiertłem przez zbrojenie bez użycia wody jest prawie niemożliwe. Z drugiej strony mamy materiały, które z taką łatwością absorbują wodę, że jej użycie jest bardzo kłopotliwe. Cegła, gazobeton, silikat itp. Materiały te nie stawiają większego oporu. W takim przypadku lepiej użyć odkurzacza, który usunie urobek i ochłodzi wiertło.

 

A co ze statywem? Czy jest on konieczny? Silnik wiertnicy o najmniejszych rozmiarach waży od 5 do 7 kg. To niedużo, zważywszy, że większość prac wykonuje się w podłodze. Tu natomiast często występuje zbrojenie. Jeśli wiercimy w silikacie, porotermie na wysokości metra użycie stojaka jest zabiegiem zbytecznym. Jeśli materiał jest twardszy, stojak zapewni nam nie tylko dokładne skierowanie silnika, ale dzięki przekładniom mechanicznym należyty i łatwy do wykonania posuw. Szczególnie przy przejściach przez twardsze dodatki. Nawet niewielkie otwory wykonywane w betonie zbrojonym lepiej i szybciej wykonuje się przy użyciu choćby małego stojaka. Staje się to szczególnie istotne, gdy otworów trzeba wykonać nie dwa, a 20 i to jeszcze na wysokości.

 

Stojak taki za pomocą jednej metalowej kotwy i śruby z szerokim gwintem montuje się do podłoża bądź ściany i stabilizuje czterema śrubami. Dopiero teraz zakładamy silnik w specjalnie skonstruowanym uchwycie. Możliwość rozłożenia zestawu w trakcie montażu to duże ułatwienie. Na stojakach nieomal wszystkich znanych firm montuje się dodatkowo podziałkę wskazującą, na jaką głębokość wprowadziliśmy wiertło, poziomnice ułatwiające ustawienie w pionie i poziomie. Zdecydowana ich większość pozwala na ustawienie odpowiedniego kąta, pod którym ma być wykonane wiercenie.

 

Praktyczne przykłady

Przejdźmy teraz do naszej firmy i konkretnych wymagań budowy: otwory o średnicy 60 mm, materiał – silikat. Z naszego wykresu wynika, że wiertło musi się obracać z prędkością 1000–1200 obr./min. Dobrze by silnik był ergonomiczny, tzn. wygodny przy pracach „z ręki”. Cardi proponuje parę takich rozwiązań. Mamy model T2200 130-MU-EL z dwustopniową skrzynią biegów i mocą 2200 W. Prędkości obrotowe (bez obciążenia/z obciążeniem) to odpowiednio 790/560 obr./min i 1440/1030 obr./min. Silnik ze stałym przewodem podającym wodę, ergonomicznymi uchwytami, o wadze 6 kg. Uchwyt przedni jest demontowany, umożliwiając w ten sposób ewentualne założenie w uchwycie stojaka. Pierwszy bieg czyni ten silnik efektywny przy średnicach rozpoczynających się od 40 mm. Górna granica to 180 mm. A więc wystarczy. Nic więcej do tego rodzaju otworów nie potrzebujemy.

 

Ewentualny wybór między pracą na

sucho czy mokro to w tym przypadku prawie całkowicie względy praktyczne. Możliwe jest użycie silnika posiadającego możliwość  podłączenia do odkurzacza. W takim przypadku powietrze wraz z urobkiem zasysane jest do wnętrza wiertła. Koszt takiego napędu nie przekracza 4 tys. zł. Dodatkowo wyposażenie w elektroniczne układy: miękki start, sprzęgło zabezpieczające przed nadmiernym przeciążeniem i naturalnie w myśl norm UE wyłącznik PRCD chronią operatora i silnik. Czynią ten model wygodnym, silnym i praktycznym.

 

Ale można wybrać jeszcze lepiej. Model T1 MU-EL jest dla naszej firmy lepszym rozwiązaniem. Moc ta sama 2200 W, ale 3-stopniowa przekładnia mechaniczna z prędkościami: 750/530, 1800/1280 oraz 2500/1780 obr./min. Ta przekładnia znacznie powiększa jego możliwości. Silnik ten w zasadzie może wiercić od 20 mm. Czy nie zdarzą nam się takie otwory? Tych z przedziału 20–40 mm poprzednim modelem nie wykonamy, gdyż jest zbyt wolny. Dolny zakres też jest nieco powiększony. Przy dobrym doborze wiertła możemy silnikiem tym wykonać w betonie zbrojonym otwory o średnicy 150–160 mm. W warunkach naszej firmy to już zakres otworów z drugiej grupy. Jeśli zatem otworów o tej większej średnicy mamy niewiele, a zdecydowana większość to otwory 120 mm, jedyne co potrzebujemy, to ten model silnika wraz ze statywem, który posiada uchwyt szybkiego montażu pozwalający na mocowanie napędu w miejsce uchwytu ręcznego. Cardi ma dwa takie stojaki L 160 i L 180. Ten drugi jest większy i dodatkowo pozwala na wiercenie pod kątem. Komplet stojak i silnik w tym zestawieniu to zakup za około 6 tys. zł. Zupełnie różne materiały wydają się sugerować rozwiązanie oddzielne, ale możliwe jest ich połączenie. Tak więc 2 tys. więcej i jedną maszyną obsłużymy dwa, wydaje się zupełnie różne, wymagania techniczne.

 

Zostaje nam jeszcze jeden zakres otworów o średnicy 250–400 mm. Tu potrzebujemy znacznie silniejszego napędu. Być może silniki 230 V okażą się zbyt słabe. Zajrzymy do oferty Cardi i pod tym kątem. Zgodnie z naszym wykresem silnik musi posiadać obroty z granicy 180-250/min. Model T6 375-EL dolną granicę ma na wysokości 230 obr./min. Zbyt dużo na 400 mm. Szkoda, bo to dobry i niedrogi napęd. Model z 4-stopniową przekładnią T9 450-EL-MU też wydaje się nieadekwatny, gdyż najwolniejszy bieg ma prędkość bez obciążenia 330 obr./min. Dopiero model T9 500-EL0o9 ma wymaganą prędkość: 230–150 obr./min. Dodatkowo model ten ma 4 biegi. Najwyższy – 820/540 obr./min – daje w zasadzie możliwość wiercenia otworów o średnicy mniejszej niż 100 mm. Moc tego silnika to 3420 W i nasze napięcie 230 V, a do tego stojak (przy takiej średnicy to absolutny wymóg). Wybieramy stojak, który nie będzie stanowił bariery dla średnicy C 520 i powstaje komplet wiertnicy, którą wykonamy otwory od 50 mm do 500 mm.

Czy znaleźliśmy optymalne rozwiązanie do naszych potrzeb? Wiertnicę zdolną do wykonania wszystkich naszych otworów? Model ten wraz ze stojakiem waży 39 kg. Wymaga kotwienia, co w silikacie bywa uciążliwe. Te mniejsze otwory wykonujemy zazwyczaj najczęściej. Ciężko jest zdecydować się na wykonywanie ich takim zestawem. Paradoksalnie lepiej by było, biorąc pod uwagę

optymalizację kosztów zakupu i eksploatacji, żeby te mniejsze otwory wykonywać w betonie silnie zbrojonym. Wówczas okazałoby się, że ten zestaw jest dla nas najkorzystniejszy. Być może tak jest, można użyć przecież adaptera do montażu na rusztowaniach czy świadomie wybrać mniejszy i lżejszy statyw, rezygnując w ten sposób z większego zakresy średnic otworów. To wybór już bardziej praktyczny i dotyczący konkretnej specyfiki budowy.

 

Widzimy tu jednak duże możliwości techniczne urządzenia, które wybraliśmy ostatnio. A nie jest to jeszcze najciekawszy model. Istnieje model Vortex 625-EL, który przy zasilaniu 230 V i aż 6-stopniowej przekładni mechanicznej daje nam przedział możliwości odwiertów od 25 mm. Jego ostatni bieg daje prędkość 1890/1240, a najwolniejszy 240/155. Takiego rozwiązania nie proponuje żadna inna firma. A to przecież jedynie silniki napędzane prądem zmiennym. A koszt tych wiertniczych kombajnów Vortex, jak można je nazwać, to 10 tys. zł, a jego mniejszy kolega – 9 tys.

 

Autor:   dr Adam Jercha (Adiam)