建設機械

サイクロイド油圧モータBMR-200の1.5トンミニショベル回転機構への適用事例

I. 労働条件の背景

某建設機械メーカーが開発した1.5トンのマイクロショベルは、主に果樹園の穴掘りや肥料の投入、ハウスの整地、インフラ用の小規模な溝の掘削などに使用されています。その旋回機構は、低速でのスムーズな旋回、正確な位置決め、コンパクトな設置などの主要な要件を満たす必要があります。同時に、機械全体の軽量設計（総重量 1.2 トン以下）に適合し、頻繁な起動停止や軽度の衝撃荷重に耐えることができる必要があります。

従来、このモデルの旋回機構には一般的なギヤモータが使用されていましたが、旋回ジッタ、位置決め精度の悪さ（誤差±10°以上）、設置スペースの占有が大きいなどの問題があり、作業効率や操作体験に重大な影響を与えていました。

II.選択スキーム

前述の問題に対処するために、技術チームは最終的に、旋回機構の駆動要素として、以下の中核パラメータを持つ BMR-200 サイクロイド油圧モーターを選択しました。

Ⅲ．システム構成

1. 油圧回路：20L/min流量のオイルポンプを備えた定格14MPaの油圧システムを採用し、モーターからの安定したトルク出力を確保します。バランスバルブとワンウェイスロットルバルブを追加して、無段階の速度調整とスタートストップバッファリングを実現します。

2.背圧制御：モーターが高速回転するときの負圧吸引現象を防ぐために、背圧を4MPa以下に設定します。過大な背圧による内部オイルシールの損傷を防ぐために、外部にΦ8mmオイルドレンパイプを接続してください。

3. 油品質基準：油の清浄度が ISO 18/13 レベルに管理された N68 耐摩耗性作動油を選択し、10μm の高圧フィルターエレメントを装備して、不純物によるモーター内部のサイクロイドペアの摩耗を軽減します。

IV.実施結果

1. 性能向上：回転のスタートストップはジッターがなくスムーズで、位置決め精度は±10°から±3°に最適化されており、果樹園や温室での精密作業の位置決め要件を完全に満たします。 5°の傾斜回転操作中、横滑りや詰まりはありません。

2. スペース適応性：BMR-200モーターはコンパクトなフランジ設計を採用しており、オリジナルのギアモーターと比較して設置スペース占有率を25％削減し、マイクロショベルの軽量レイアウト要件をうまく満たします。

3. 寿命と信頼性: フィールドテスト後、800 時間連続稼働しても故障がなく、故障率は月あたり 1.5 回から 0.1 回に減少しました。メンテナンスサイクルが 12 か月に延長され、作動油とフィルターエレメントを定期的に交換するだけで済み、ユーザーのメンテナンスコストが大幅に削減されます。

4. エネルギー消費の最適化: サイクロイドモーターの低い始動圧力特性により、無負荷状態での回転機構のエネルギー消費が 18% 削減されます。油圧システム全体の省エネ設計と合わせて、機械全体の動作燃料消費量を約10％削減します。

V. アプリケーションの概要

BMR-200 サイクロイド油圧モータは、低速、高トルク、コンパクトな構造、高い信頼性という利点を備え、1.5 トンのマイクロショベルの回転機構の技術的課題に完全に対処しました。このソリューションは大規模に導入されており、市場からのフィードバックは好評です。これは、マイクロショベルの回転駆動のための成熟した選択スキームとなっています。

BMS-200サイクロイド油圧モータの1.8トン小型油圧ショベル歩行駆動への適用事例

I. 労働条件の背景

1.8トン小型油圧ショベルは、都市部の応急修理や屋内解体、果樹園の溝入れなど狭い場所での作業に特化したモデルです。エレベーターによる輸送や狭い路地の通過の要件を満たすために、機械の総重量は 1.8 トン以下に厳密に管理する必要があります。歩行メカニズムの中核的な問題点は、主に次の 3 つの側面にあります。

1. 過酷な負荷要求：砂利、ぬかるみ、段差などの複雑な路面状況下での低速高トルク走行を実現する必要があります。歩行速度は 5 ～ 15 r/min、登坂能力は 25° 以上である必要があります。従来のギアモーターはトルクが不十分で、スリップや失速を起こしやすいです。

2. 設置スペースの制限: 掘削機のシャーシの幅は ≤1.2m です。駆動部品はコンパクトに設計する必要があります。従来のピストンモーターは大きすぎるため、軽量レイアウトに適合させることができません。

3. 高い信頼性要件: 1 日の平均運転時間は 10 時間以上で、起動、回転、衝撃が頻繁に発生します。また、従来のモーターのオイル シールは摩耗しやすく、毎月の平均メンテナンス頻度は 2 回で、建設効率に重大な影響を及ぼします。

以前は、このモデルは通常のギアモーターを使用していました。応急修理で砂利道を走行した際の登坂失敗率は30％と高く、メンテナンス費用がマシン全体の稼働コストの15％を占めた。

II.選択スキーム

上記の問題点に対応して、技術チームは最終的に、歩行駆動装置のコアコンポーネントとして BMS-200 サイクロイド油圧モーターを選択しました。パラメータと動作条件の正確な一致は、次の表に示すとおりです。

Ⅲ．システム構成

1. 油圧回路の最適化設計

15MPaの定圧可変油圧システムを採用し、35L/minのギアポンプと組み合わせて、2つのモーター（歩行機構の両側に1つ）に同期した圧力供給を確保します。双方向バランスバルブ+過負荷リリーフバルブがモーターのオイル入口に取り付けられており、下り坂の横滑りを防ぎます。リリーフバルブは石の衝突に遭遇したときに自動的に圧力を解放し、モーターの内部サイクロイドペアを保護します。背圧は3MPa以下に設定しており、過大な背圧によるオイルシールの破損を防ぐため、外部にΦ10mmのオイルドレンパイプを接続しています。

2. 保護と密閉性の強化

出力軸はダブルリップフレームオイルシール＋ダストシールの2重シール構造を採用し、モータ内部への砂利や土の侵入を効果的に防止します。

3. 油液と濾過仕様

-10℃～65℃の範囲の動作温度に適したN68耐摩耗性作動油を選択してください。 20μmオイルサクションフィルター+10μm高圧フィルターを装備し、オイル清浄度をISO18/13レベルに保ち、不純物によるモーターの流量分配機構の摩耗を軽減します。

IV.実施結果

1. 運用パフォーマンスの大幅な向上

歩行走行は滑らずスムーズで、登坂能力は元の 20° から 25° に増加し、自治体の応急修理や果樹園の運営に必要な道路状況を完全に満たします。ステアリング時の2つのモーターの同期誤差は2%以下で、車体の回転半径は1.5mに縮小され、屋内での解体作業の自由度が40%向上しました。

2. 信頼性と寿命が大幅に向上

現場でのテストの結果、単一のモーターは故障することなく 800 時間連続して動作しました。メンテナンス頻度が月 2 回から四半期に 1 回に延長され、年間メンテナンス コストが 65% 削減されました。オイルシールの寿命が従来の300時間から1000時間に延長され、メンテナンス時のダウンタイムが大幅に短縮されました。

3. エネルギー消費量と軽量化が基準を満たしている

従来のギアモーターと比較して、歩行駆動装置のエネルギー消費量は 15% 削減されました。機械全体の省エネ設計と相まって、稼働時の1時間あたりの燃料消費量が0.8リットル削減されました。モーターの軽量設計により、機械全体の重量を1.75トン以内に抑え、耐荷重2トンのエレベーターでの直接搬送も可能となり、屋内での運用シーンが広がります。

V. アプリケーションの概要

BMS-200 サイクロイド油圧モータは、高トルク、小型、高信頼性という主な利点を備えており、1.8 トンの小型掘削機のステアリング駆動における技術的課題にうまく対処しました。このソリューションは量産されており、市場フィードバック満足度 98% を獲得しており、小型掘削機のステアリング ドライブのベンチマーク選択スキームとなっています。

BMT-310 サイクロイド油圧モーターの 1 ～ 1.5 トン小型ローダーの作業装置の駆動における適用例

I. 労働条件の背景

1 ～ 1.5 トンの小型ローダーは、主に倉庫の商品の積み下ろし、農業資材の輸送、小型インフラ補助資材の取り扱いなどに使用されます。作業装置 (バケットの持ち上げと反転) は機械全体の中核的な実行機構であり、次の 3 つの主要な要件を満たす必要があります。

1. 強力な荷重適応性: バケットの最大荷重は ≤ 1.5 トンです。動作中、衝撃負荷の持ち上げや反転に頻繁に耐えるため、駆動要素のトルク出力が、詰まりや失速現象なしに安定していることが必要です。

2. 正確かつ柔軟な操作：この装置は主に狭い倉庫や温室などで使用され、材料の流出を防ぐためにバケットの昇降と反転の正確な同期制御を実現する必要があると同時に、操作効率を向上させるために速い応答速度が必要です。

3. コンパクトな設置スペース: ローダーシャーシの狭い設置レイアウトに適した、機械全体の軽量化 (総重量 ≤ 2.5 トン) と駆動要素の構造のコンパクト化が必要です。

以前、このモデルは油圧シリンダー + コネクティングロッドの機械式トランスミッション方式を使用していましたが、これには明らかな技術的問題点がありました。まず、バケットの持ち上げと反転の同期が悪く、最大 8% の誤差があり、材料の流出率が高かったです。第二に、トランスミッションの構造が複雑で、コンロッドの磨耗やオイルシリンダーの漏れなどの問題が発生しやすく、1日の平均メンテナンス頻度は1回でした。第三に、起動圧力が高く、無負荷運転時でも大きな操作力が必要となるため、肉体労働強度が高かった。

II.選択スキーム

これらの問題点に対応して、技術チームはローダーの作業装置の中核となる駆動要素として BMT-310 サイクロイド油圧モーターを選択しました。パラメータと動作条件要件の正確な一致は、次の表に示すとおりです。

Ⅲ．システム構成

1. 油圧回路設計

15MPa定圧可変油圧システムを採用し、40L/minのギアポンプと組み合わせてモーターへ安定した圧力を供給します。パイロット比例弁がモーターのオイル入口に取り付けられており、同期誤差 2% 以下でバケットのリフトと反転の正確な同期制御を実現します。背圧を3MPa以下に設定し、外部にΦ12mmのオイルドレンパイプを接続することで、過度の背圧によるオイルシールの損傷を防止し、モーターの寿命を延ばします。

2. 油液とろ過仕様

-10℃～65℃の範囲の動作温度に適したN68耐摩耗性作動油を選択してください。 10μmの高圧フィルターエレメントを装備し、ISO 18/13レベルのオイルの清浄度を確保し、運転中に混入する土や砂の粒子などの無機不純物を効果的にろ過し、内部サイクロイドペアと分配機構の摩耗を軽減します。

3. 保護対策の強化

出力軸はダブルリップフレームオイルシール+ダストリングの2重シール構造を採用し、モータ内部への塵埃の侵入を防ぎ、屋外の過酷な作業環境に適しています。

IV.実施結果

1. 業績の大幅な向上

バケットの上昇速度は20％向上し、反転応答時間は0.8秒に短縮され、満載の資材の積み降ろし時にこぼれがなく、作業効率が30％向上しました。 1.5トンの重量物を扱う場合、モーターは故障することなく4時間連続運転することができ、従来のトランスミッションシステムの鈍さや失速の問題を完全に解決します。

2. 信頼性と保守性の最適化

現場でのテストの結果、単一のモーターは故障することなく 500 時間連続して動作しました。メンテナンス頻度が月 1 回から四半期に 1 回に延長され、年間メンテナンス コストが 65% 削減されました。シール構造により不純物の侵入を効果的に防止し、サイクロイドペアの摩耗を 70% 削減し、モーターの総耐用年数を 3000 時間以上に延長しました。

3. 操作エクスペリエンスが大幅に向上しました。

低始動圧力機能により操作力が大幅に軽減されます。従来の伝達方式と比較して、手動操作の強度が50%軽減されます。比例バルブ制御により、動作の無段階速度調整が可能になり、ショックのないスムーズな操作が可能となり、初心者のオペレーターがすぐに習得するのに適しています。

V. アプリケーションの概要

BMT-310 サイクロイド油圧モーターは、高トルク、高信頼性、正確な動作という主な利点を備えており、小型ローダーの 1 ～ 1.5 トンの作業装置の駆動上の課題にうまく対処しました。このソリューションは大量生産されており、現在、倉庫、農場、小規模インフラストラクチャ プロジェクトなどの複数のシナリオで利用可能です。市場フィードバックの満足度は 97% に達しており、小型ローダーの作動装置を駆動するための推奨ソリューションとなっています。