Brocas para Perforación: Tipos, Materiales y Conexiones
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Brocas para Perforación: Tipos, Diseño y Conexiones
Las brocas consisten en un cuerpo provisto de elementos cortantes insertos en su cara frontal. Están diseñadas para que puedan ser acopladas a la barra de perforación.
Tipos de Brocas para Perforadoras de Percusión
Para las perforadoras de percusión se utilizan principalmente tres tipos de brocas:
- De cincel: Utilizadas en perforadoras manuales.
- En cruz: Diseñadas para perforadoras de mayor tamaño.
- De botones: También empleadas en perforadoras grandes.
La Broca en Cruz
Es la más utilizada en el sector. Está provista de cuatro insertos cortantes similares a la punta de un cincel, con un canto de trabajo aplanado. Este canto es el que hace contacto con la superficie de la roca a atacar.
Diseño y Materiales
El cuerpo de la broca está fabricado en acero aleado. Los insertos son de Widia, que son piezas sinterizadas de carburo de tungsteno.
En el diseño de la broca en cruz se deben tener en cuenta el costo y la facilidad con que se pueden afilar los insertos. El cuerpo de la broca posee rebajes tallados que permiten la evacuación de los detritos (material rocoso fragmentado). El diámetro máximo de la broca está dado por la distancia entre las caras exteriores de dos insertos opuestos. Este diámetro máximo evita que la broca se atasque en la cavidad que se está perforando.
Funcionamiento y Desgaste
En la broca de cruz, los insertos se encuentran a 90º entre sí. Este tipo de broca se utiliza para perforar cavidades de diámetro menor o igual a 57 mm.
El ángulo de corte de los insertos es normalmente de 90º, pero para rocas muy duras puede llegar hasta 120º. El desgaste de los insertos es desparejo; en la zona central es menor que en la zona periférica. Es crucial que los insertos no sobresalgan del diámetro exterior del cuerpo de la broca.
Generalmente, después de algunos reafilados, las brocas se descartan. Durante la perforación, el flujo de agua debe ser intenso para remover al máximo el material rocoso ya separado (el detrito). Esto disminuye el consumo de energía al evitar romper nuevamente dicho material y, también, impide la formación de un anillo de barro adherido a la pared de la cavidad. Adicionalmente, se puede soplar aire comprimido para reforzar la acción del agua.
El diseño de la broca debe permitir que la misma pueda ser extraída con facilidad a través del detrito acumulado.
Conexión de la Broca a la Barra
Existen dos tipos principales de conexiones:
- Conexión a rosca
- Conexión con asiento cónico: Este tipo de conexión se utiliza para brocas pequeñas.
Conexión a Rosca
Dentro de la conexión a rosca, se distinguen dos variantes:
Conexión a Rosca Tipo A
El extremo de la barra hace contacto con el fondo de la entrada roscada de la broca. En esta conexión, el golpe del martillo de la perforadora se transmite desde el extremo de la barra a la parte central de la broca.
Conexión a Rosca Tipo B
En esta conexión, la cara posterior de la broca se asienta sobre el canto de la base de la rosca de la barra. Aquí, el golpe del martillo se transmite sobre la parte periférica de la broca.
Conexión con Asiento Cónico
La barra, con su extremo cónico, se introduce dentro de una entrada cónica mecanizada en la broca.