La broca DTH és l'extrem d'execució final que trenca la roca i forma el forat. El seu nucli tècnic rau a transferir de manera eficient l'energia d'impacte del martell i aconseguir una ràpida eliminació de talls, determinant directament la velocitat de perforació, el cost i la qualitat del forat. Les broques modernes integren elements de disseny des de l'estructura, els materials i la dinàmica de fluids per convertir la immensa energia del martell en un treball efectiu-de trencament de roques.
I. Estructura bàsica: un sistema de precisió per a la transferència d'energia i l'eliminació de retalls
El cos de la broca està forjat a partir d'acer aliat{0}}d'alta resistència. El seu nucli és la disposició dels botons de carbur. Les files de botons solen emprar una combinació de disseny esglaonat i botons centrals reforçats, assegurant una ruptura uniforme sota la càrrega d'impacte. La tija de la broca presenta fils de precisió per a una connexió perfecta amb el martell, aconseguint una eficiència de transferència d'energia superior al 95%. Els canals d'escapament (forats de rentat interiors/cara) a la part inferior i als costats s'optimitzen mitjançant la dinàmica de fluids computacional. Generen un corrent de raig d'-alta velocitat amb aire a alta-pressió
, eliminant ràpidament els retalls del forat i evitant la "bola" de la broca causada per un nou-aixafament.
II. Principi de funcionament: el cicle dinàmic d'eliminació d'impacte, cisalla i talls
Transferència d'energia: el pistó del martell colpeja la tija de la broca a gran velocitat (15-25 m/s). L'ona de xoc viatja a través del cos de la broca fins als botons de carbur.
Fragmentació de la roca: sota una força d'impacte immensa, els botons de carbur penetren a la roca, generant esquerdes hertzianes. Simultàniament, la rotació de la broca crea una força de cisalla, fent que la roca es desprengui en estelles, aconseguint un impacte combinat-ruptura de roca de cisalla.
Espai de talls: l'aire comprimit flueix pels passatges interns de la broca i surt dels forats de la cara a gran velocitat, creant un efecte Venturi. Això porta els talls cap amunt a través de l'anell entre la vareta de perforació i la paret del forat, assegurant que la broca sempre en contacte amb roca fresca.
