Tijelo, drška i rame konusne šipke za bušenje će se oštetiti ili slomiti tijekom bušenja. Uobičajeno je da se lomljenje konusne bušaće šipke uslijed zamora na 200–400 mm prije ramena drške naziva "normalnim kvarom", a lom ili krti lom na drugim područjima kao "nenormalan kvar". Kada sila pod utjecajem vanjske sile dosegne određenu vrijednost, dolazi do prirodne pojave poznate kao lom, koja uzrokuje razdvajanje dva susjedna metalna komada lokalno ili kroz cijeli presjek. U stvarnom inženjerstvu, lokalizirani lom metalnog materijala naziva se pukotina, a potpuni lom metalnog materijala obično se naziva lom.
Na proizvodnju konusne bušaće šipke i bušenje stijene utječu različiti komplicirani elementi, a lomljenje ima mnogo različitih uzroka. Kemijski sastav sirovina, stanje kotrljanja, postupak proizvodnje, geometrijska struktura, kvaliteta površine, mehanička svojstva, mikrostruktura i primjenjivi uvjeti bušenja stijene, kao i makroskopske i mikroskopske karakteristike loma, često zahtijevaju temeljitu znanstvenu analizu. Koje su značajke zamornog loma konusne bušaće šipke?
Makroskopski: 1. prijelom korijena ramena u potkoljenici
karakteristike loma
Ističu se dvije karakteristike: prva je zamorni lom s brojnim izvorima zamora koji ga okružuju. Izvorište druge frakture, koja je krta, prvenstveno je u kutu.
Razlog
1. Radijus prijelaznog luka ramena drškes
Zbog nagle promjene geometrijskog oblika ramenog dijela drške u korijenu, koncentracija naprezanja jednostavno se događa u blizini prijelaznog luka.
2. Kvaliteta kovanja
Na životni vijek korijena ramena drške značajno utječe kvaliteta kovanja. Kalup gubi tvrdoću i doživljava lokaliziranu deformaciju kada se zagrije do određenog stupnja.
3. Postupak toplinske obrade
Indukcijsko zagrijavanje i normaliziranje treba obaviti nakon kovanja kako bi se zatvorio "metalurški zazor" koji je nastao kovanjem ramena drške. Područje s niskom temperaturom razvit će se u korijenu i prednjem dijelu ramena drške tijekom zagrijavanja kako bi se spriječilo pregrijavanje velikog dijela. Tijekom takvog procesa normalizacije stvara se okruženje visoke temperature. Granica tečenja i normalna otpornost na lom smanjuju se sa smanjenjem tvrdoće, što stvara okolnosti za krti normalni lom.
4. Kvaliteta rotirajućeg rukavca bušilice za stijene
Okretni rukavac bušilice za kamen je slaba točka. Unutarnji šesterokutni otvor na rukavu ima značajnu veličinu nakon nošenja, posebno nakon dulje upotrebe. Međutim, rotirajući rukavac bušilice za stijene ima unutarnju skosinu koja je ravna, a ne okrugla, i kada više puta udari u korijen ramena drške, opetovano reže dvije strane prijelaznog luka u oštra udubljenja. Koncentracija naprezanja je pojačana ovim udubljenjem.
2. Sredina ramena potkoljenice je slomljena
Karakteristike loma
Obično je prijelom u sredini ramena potkoljenice prijelom unutarnjeg zamora. Prijelom je gladak.
Razlog
1. Nagla promjena promjera unutarnje rupe
Tijekom oblikovanja ramena drške, prvo dolazi do deformacije slobodnog utiskivanja, a promjer konusne bušaće šipke unutarnje rupe raste s povećanjem vanjskog promjera ramena drške. Zatim, kada metalni dio koji se opterećuje dodirne stijenku unutarnje šupljine kalupa, protok metala prema van dobiva prepreku i mijenja smjer unutarnje rupe s manjim otporom, što rezultira zadebljanjem stijenke i smanjenjem unutarnji promjer rupe.
2. Slabo pričvršćenje unutarnje cijevi za osnovni čelik uzrokuje da unutarnja rupa poprimi oblik trube.
"Razvijena" rupa nastaje u središtu ruba drške konusne bušaće šipke tijekom bušenja zbog lokalnog naprezanja cijevi košuljice. "Prošireni" otvor za vodu olakšava koncentraciju jakih naprezanja, a to će, zajedno sa slojem za dekarburizaciju na unutarnjoj stijenci baze, rezultirati nižom čvrstoćom na zamor. Izvor zamorne pukotine nastaje djelovanjem vlačnog (tlačnog) naprezanja i širi se radijalno prema van u matrični čelik.
