Mikor, miért és hogyan (nem)kenni a fúrószárak szárát

Egy építkezésen több használt SDS-plusz fúrószárat vettem észre egy sarokban. Mindegyiknek száraz volt a szára – ahogy kivették őket a csomagolásból, úgy használták. "Srácok, de azoknak a fúrószáraknak a szárát kenni kell!" és rámutattam a fúrókalapácsunk kofferjében fekvő (és érintetlen) tubus vazelinre. "Persze, főnök, majd úgy csináljuk". És azonnal elővették a vazelint, és egy hengeres szárú fúrószárat egy másik kupacból, és már készültek is megkenni a szárát, hogy majd a hárompofás tokmányba illesszék...

ÁLJ!

Amikor az elektromos kéziszerszámokban használt fúrószárakról beszélünk, alapvetően kétféle befogási lehetőségünk van: a hagyományos fúrógépekbe/fúrócsavarozókba a hárompofás tokmányba való befogás vagy az elektropneumatikus fúrókalapácsok gyorskioldó rendszereibe való befogás.

SOHA nem kenjük a tokmányokba befogott hengeres fúrószárak szárát, és MINDIG kenjük a gyorskioldású fúrókalapács tokmányokba befogandó fúrószárak szárát (1. ábra).

Miért? Előbb egy kis fizika...

A nyugalmi és a csúszó súrlódásról lesz szó.

1. ábra. Az elektromos kéziszerszámok fúrószárainak kenése

Egy szilárd test mozgását egy másik szilárd testen, a súrlódás akadályozza, ha a két testet egy erő nyomja össze. Elvileg ez egy ellenállás az egymáshoz érő testek valós vagy lehetséges egymáshoz viszonyított elmozdulásával szemben. Az azonos vagy különböző anyagok érintkezési felületén keletkező erő a súrlódási erő.

2. ábra. Nyugalmi súrlódás (A), csúszó súrlódás (B)

A 2. ábrán ezek az anyagok a szánkó alján lévő acélszalag vagy vasalás, valamint a hó mint "alapanyag". Megkülönböztetünk nyugalmi súrlódást - a szánkó a havon áll, nem mozog. A mozgatásba hozáshoz egy bizonyos erőt kell kifejtenünk - a nyugalmi súrlódás csúszó súrlódássá alakul.

Ha már valamikor kipróbálta, biztosan rájött, hogy nem kell olyan nagy erő a szánkó mozgásban tartásához, és ha jó a felület, magától siklik.

A nyugalmi súrlódás leküzdéséhez azonban több erőre volt szükség, mint a szánkó mozgásban tartásához. Ez egy nagyon fontos felismerés, és szükségünk lesz rá: két test nyugalmi súrlódása mindig nagyobb, mint a csúszó súrlódásuk.

És hogy el ne felejtsem - amikor a dolgok nagyon nehezen mennek, gyakran használjuk a "megy mint nyáron a szánkó" szókapcsolatot. Ennek a súrlódáshoz van köze - még ha a szánkó ugyanaz is, az "alapanyag", a felület amin csúszik más – és mindannyiunk számára világos, hogy a súrlódás teljesen más, és a körülmények nem alkalmasak nyáron a szánkózásra .

A súrlódási erő egyenesen arányos a test által az alaplapra merőlegesen kifejtett nyomóerővel. A keletkező súrlódási erő azonban függ a testek érintkező felületeinek anyagától is, amelyek között a súrlódás fellép. Ezt az összefüggést súrlódási együtthatókkal fejezik ki, amelyek bármely jobb műszaki táblázatban megtalálhatók. Ezek közül néhányat az 1. táblázat tartalmaz.

Egy rövid gyakorlati példa:
A szánkó vasalása és a hó közötti súrlódási együttható nyugalomban 0,2 , mozgásban pedig 0,05. Mekkora erőt kell kifejtenünk ahhoz, hogy a szánkót mozgásba hozzuk, majd pedig sík terepen húzzuk? A szánkó és a gyermek együttes tömege 20 kg.

A szánkó megmozdításához 20 kg x 0,2 = 4 kg erőre van szükség, a sík terepen való húzásához pedig 20 kg x 0,05 = 1 kg-ra.

A szánkó sík terepen történő húzásához szükséges súrlódási erő 4-szer kisebb, mint a szánkó mozgásba hozásához szükséges erő.

1. táblázat. Néhány anyagpár csúszó súrlódási együtthatója

A súrlódást hasznos és káros súrlódásra oszthatnánk.

A hasznos súrlódás az, amit különböző módokon tudatosan növelni próbálunk, a káros pedig az, amit tudatosan csökkenteni próbálunk. Ha ezt a mondatot megjegyezzük, akkor nagyon könnyű lesz számunkra a döntés, hogy kenjük-e vagy sem a különböző fúrószárak szárát.

Hasznos súrlódás

Súrlódás nélkül nem lenne lehetséges a járás, a sportolók szöges futócipőt, a futballisták futballcipőt viselnek a nagyobb súrlódás érdekében, télen az utakat szórjuk, a kamionok pedig hóláncot használnak. Súrlódás nélkül egyetlen autó sem mozogna vagy állna meg. Testnevelésórákon kötelet másztunk - súrlódás nélkül ez sem működne. Nem tudnánk ceruzával írni, rajzolni, vagy akár egy közönséges gyufát meggyújtani. Súrlódás nélkül még a cipőfűző sem tartana a cipőnkben.

És milyen az a súrlódás, amikor egy hengeres szárú fúrószárat illesztünk egy hárompofás tokmányba?

Helyesen gondolja - hasznos. Ezért próbáljuk növelni. Az 1. táblázat adataiból láthatjuk a súrlódási erők különbségeit nyugalomban és mozgásban, szárazan és kenőanyaggal megkenve acél/acél érintkezési felületeken - vagyis például a fúrószár és a tokmány pofái között.

A súrlódási együttható nyugalmi állapotban száraz fúrószár és száraz pofák esetében 0,15 - a súrlódási erő tehát 50%-kal nagyobb, mint amikor az érintkező felületek kenve vannak. Amikor a fúrószár a pofákban elforog és csúszik (a nyugalmi súrlódás csúszósúrlódássá vált), a súrlódási együttható 0,03-ra csökkenhet, ha az érintkező felületek kenve vannak, és ez ötször kisebb, mint amikor a súrlódási felületek szárazak és nyugalmi állapotban vannak.

A kenés jelentősen csökkenti a csúszó súrlódási együtthatót, ami ebben az esetben nem kívánatos, ezért mind a hengeres fúrószárakat, mind a tokmánypofák érintkező felületeit tisztán és zsírtalan állapotban tartjuk. Különösen fémek fúrásakor, ahol gyakran használunk fúróolajat a fúrószár hegyének hűtésére, ügyeljünk arra, hogy az olaj ne kerüljön feleslegesen a fúró szárára. A fúrószár elforgása a tokmányban károsítja a pofákat és gyakran magát a fúrószárat is (3. ábra). Egyes fúrószár típusok - különösen a nagyobb átmérőjűek - éppen e miatt három- vagy hatszögletű szárral rendelkezhetnek.

3. ábra. Sérült szárak és tokmányok

Káros súrlódás

Ez olyan súrlódás, amire nincs szükségünk, és megpróbáljuk minimalizálni, mert káros – akadályozza a mozgást. Hő keletkezik, és csökken a hatásfok. A szánkónak vas talpa van az érintkezési felületeken, és a síléceket is viaszoljuk, hogy jobban csússzanak, kenjük a csapágyakat, a fogaskerékáttételeket és a különböző érintkezési felületeket, ahol a kisebb súrlódás üdvözlendő.

4. ábra. Különböző befogórendszerek

Egyértelműen ebbe a kategóriába tartoznak az elektro-pneumatikus fúrókalapácsokban használt fúrószárak és vésők szárai. Meglehetősen sokféle befogórendszer létezik (4. ábra), és kialakításuk különbözhet egymástól, de a súrlódási és kenési követelmények tekintetében ugyanazok az elvek érvényesek.

A leggyakrabban használtak az SDS-plus és SDS-max rögzítéssel ellátott fúrószárak. Ezek a Robert Bosch által kifejlesztett gyorskioldó rendszerrel rendelkeznek, és érdekességként az SDS eredetileg a Steck, Dreh, Sitz (behelyezés, forgatás, tartás) rövidítést jelentette, majd az SDS rövidítés angol nyelvű fordításában később a Special Direct System (speciális közvetlen rendszer) kifejezés szerepelt.

Az animációból egyértelmű a gyorskioldó rendszer mechanizmusának működése.

A szárak kenésére olyan lítium kenőanyagot használnak, amely magas hőmérsékletállósággal és stabilitással rendelkezik, -30°C és +120°C között (rövid ideig akár +140°C-ig) is jó kenési tulajdonságokkal rendelkezik. 100°C feletti hőmérsékleten azonban állaga folyékonyra változik, és kimossa a fúrás vagy forgácsolás során a befogórendszerbe jutott port és szennyeződést.

5. ábra. SDS-plusz fúrószárak helytelen (A) és helyes kenése (B), (C) és (D)

Zárszó

A kenőanyagok elválasztó közegként szolgálnak két mozgásban lévő súrlódó felület között. Szerepük nem csak a kopás csökkentése, hanem a súrlódás helyén történő hűtés és bizonyos esetekben a tömítés, valamint a zaj csökkentése is. Gyakran korrózióvédelemként is szolgálnak. Ne becsüljük tehát alá a kenést - a kenőanyag költsége és a cikkben ismertetett megfelelő kenésre fordított kevés idő sokszorosan megtérül. Nem hinné el, hogy egy fúrókalapács élettartama mennyire meghosszabbítható ilyen módon. Igen - a fúrókalapács -, mert elsősorban a fúrókalapács, nem pedig a fúrószár érdekében kenünk. De erről, valamint a kalapács és a fúrószár hőmérsékletéről a következő cikkben bővebben is beszélünk.

Kulcsszavak: kenőanyagok, szárak kenése, fúrószár, súrlódás, kenőanyag, száraz fúrószár

Források:
A HERMAN cég belső műszaki és oktató dokumentációi
Strojnické tabulky (Jiří Leinveber, Pavel Vávra) vyd. ALBRA 2021 – gépészeti táblázatok
Technická fysika (Bohumil Dobrovolný) vyd. ROH, Praha 1952

Marek Baláž

A HERMAN-nál kezdtem el dolgozni, mint szerviztechnikus. Ez idő alatt lehetőségem volt megismerni minden szerszámmodellt, úgymond az utolsó csavarig. Jelenleg a szerviz részleg vezetője vagyok, és személyesen veszek részt az új termékek tesztelésében.