韓国エバーパワー社　アプリケーションエンジニアリング　ホイールブルドーザー

ホイールブルドーザー用ホイール駆動式遊星歯車減速機

ホイールドーザーは、60℃の石炭の山、鉄やガラスを含む埋立地の廃棄物、あるいは研磨性の岩石破片が混じった鉱山の表土など、あらゆる過酷な環境下でも、300kNの推力で1回の通過で15立方メートルの土砂を押し出すことができます。ホイール駆動方式は、地球上で最も過酷な資材運搬環境において、あらゆる車輪式機械の中で最高の持続推力を発揮します。

ホイールドライブ用遊星歯車減速機を閲覧する →

石炭の備蓄管理は、ホイールドーザーの最も一般的な用途です。ドーザーは、搬入されたばかりの石炭を備蓄山の形に押し込み、排水しやすいように山を整形し、コンベアへの積載のために山から石炭を回収します。大規模な備蓄山では、自己発熱（酸化）により石炭表面温度が50～80℃に達することがあり、ドーザーのタイヤとホイール駆動部は、この高温の表面で1日8～16時間稼働します。石炭粉塵は微細（10～100ミクロン）で、やや研磨性（モース硬度1～2）があり、あらゆるシールやハウジングの接合部に浸透します。熱と石炭粉塵の組み合わせにより、シールの摩耗は、通常の建設現場での作業の2～3倍の速度で加速します。さらに、石炭の山は自然発火による火災の危険性があり、燃えている、またはくすぶっている山の上で作業するホイールドーザーは、ホイール駆動部が100℃を超える表面温度にさらされ、局所的な高温箇所では200℃以上に達する可能性があります。タイヤのゴムは80℃を超えると軟化して劣化し、ホイール駆動部のシールは、FKM規格のモデルであっても、タイヤからリムを通してハブと出力ベアリングに伝わる熱によって負荷がかかります。ホイール駆動部ハウジングの温度を温度監視することは、石炭の山で作業するドーザーの安全要件です。なぜなら、過熱状態が続くと、タイヤの破損（内部圧力の上昇による破裂）やギアボックスの損傷につながる可能性があるからです。

埋立地の圧縮作業は、最も過酷な作業の一つです。ブルドーザーは、鉄筋、ガラス、ワイヤー、釘、医療廃棄物、化学薬品容器など、現代社会が廃棄するあらゆる物質を含む都市廃棄物の上や中を走行します。タイヤとホイールの駆動シールは、鋭利な物体によって絶えず攻撃され、穴が開いたり、切断されたり、摩耗したりします。廃棄物は化学的にも予測不可能で、浸出液（分解中の廃棄物から流れ出る液体）のpHは4から9まで変化し、溶解した金属、有機酸、生物学的汚染物質が含まれており、標準的なシール材やハウジング材を侵食します。

鉱山の表土処理作業では、ブルドーザーは最も過酷な摩耗条件下で稼働します。表土（鉱床を露出させるために除去された岩石や土壌）には、5～300mmの鋭利で角張った岩片が含まれており、ブルドーザーはこれらを押し、乗り越え、突き進みます。ホイール駆動部のシールは、シャフト鋼よりも硬い岩石粒子にさらされるため、石破砕機（WD-07）で説明されているのと同じモース硬度によるシール切断の問題が発生します。鉱山環境には、粉塵、ディーゼル煤、そして（一部の現場では）酸性またはアルカリ性の排水も含まれており、物理的な摩耗に加えて化学的な攻撃も加わります。

ホイールドーザーの稼働率は、あらゆる移動式機器の中でも最も高い部類に入ります。石炭貯蔵場での年間稼働時間は3,000～5,000時間、埋立地での年間稼働時間は2,000～4,000時間、鉱山での年間稼働時間は2,500～4,000時間です。これらの稼働率はサトウキビ収穫機（WD-05）と同程度であり、同じ結果をもたらします。つまり、ホイール駆動部品は、年間停止期間に合わせて交換間隔を調整するために、総寿命が8,000～12,000時間となるように設計する必要があります。年間4,000時間稼働する機械で4,000時間しか持たないギアボックスは、稼働期間中に交換する必要があり、これは計画外のダウンタイムとなり、生産損失が5,000～15,000米ドル、ギアボックスと人件費が3,000～10,000米ドルかかります。したがって、ギアボックスの仕様が小さすぎる場合、故障1件あたりの総コストは8,000ドルから25,000ドルとなり、適切な定格のユニットの価格差をはるかに上回る。

重作業のブルドーザーでは、ブレードが圧縮された材料や動かせない障害物に遭遇します。オペレーターはスロットルを全開にしたまま、ホイール駆動部はほぼゼロのホイール速度（失速状態）で5～30秒間、最大トルクを伝達します。失速状態では、ホイール駆動部は冷却のための空気の流れがゼロであるため、最大の熱を発生します。駆動出力400kWの50トンブルドーザーでは、30秒間の失速でホイール駆動部を通して約12MJの熱が放散され、オイル温度が30～50℃上昇します。石炭の山積み作業では、ベースラインのオイル温度がすでに80～95℃（高温の石炭表面による）であるため、失速によって温度が120～145℃まで上昇し、鉱物油の熱限界を超え、ベアリングとギアの劣化が加速します。1時間に複数回発生する失速（重作業の掘削や圧縮作業でよく見られる）は、オイル交換では修復できない累積的な熱損傷を引き起こします。熱損傷の兆候は、オイル分析によって検出できます。鉄と銅の粒子数の増加は、ベアリングとギアの表面が焼き戻しの閾値を超え、材料が放出されていることを示しています。250時間間隔でサンプリングを行うオイル分析プログラムを使用すれば、ギアボックスの故障の500～1,000時間前に熱損傷の発生を検出できます。これにより、ピーク生産時に予期せぬ故障が発生するのではなく、計画的な停止期間中に交換を計画する時間的余裕が生まれます。

都市ごみ埋立地には、スチールワイヤー、鉄筋の切れ端、ガラス片、鋭利なプラスチック片などが含まれており、これらがホイール駆動ハウジングに衝突し、出力シャフトに巻き付きます。これは、砂糖収穫機のサトウキビの残渣が巻き付くのと似ていますが、はるかに硬く鋭利な材料です。シャフトに巻き付いたスチールワイヤーは、8時間のシフト中に標準的なリップシールを切断する可能性があります。廃棄物に埋め込まれたガラス片は、シールリップとシャフトの間に挟まると、切断剤として作用します。化学浸出液（pH4～9、溶解した金属と有機酸を含む）は、シール材とハウジングコーティングの両方を侵食します。物理的および化学的な複合的な攻撃により、埋立地環境は、このシリーズ全体の中でホイール駆動シールにとって最も破壊的な環境となっています。

ホイールドーザーが走行速度（15～30 km/h）で埋まった岩、コンクリートブロック、または鋼梁の上を通過すると、タイヤがホイール駆動出力ベアリングとギアトレインに垂直方向と縦方向の衝撃を伝達します。衝撃の大きさは、対象物の大きさ、走行速度、およびタイヤの剛性によって異なり、ホイール駆動取り付けフランジでは3～8 gに達することがあります。30 km/hでは、ホイール駆動が衝撃を吸収するのに0.05～0.10秒しかありません。これは油圧システムが反応するには速すぎ、オペレーターが反応するには短すぎます。このような走行速度での衝撃イベントは、ベアリングのブリネリングとギア歯の根元応力ピークを引き起こし、定常状態のドーザー作業の5～10倍の速度で疲労損傷を蓄積します。そのため、不整地での走行速度での走行は、高トルクのドーザー作業自体よりもホイール駆動に大きな損傷を与えます。この直感に反する発見（走行の方がブルドーザー作業よりも損傷が大きい）は、主要なブルドーザーフリートのベアリング故障解析データによって裏付けられています。出力ベアリングの故障のうち、55～65%は、ブルドーザー作業のトルクによる故障を示す連続負荷疲労の兆候（剥離、微細なピッチング）ではなく、衝撃疲労の兆候（ブリネリング、表面下亀裂）を示しています。その意味するところは明らかです。滑らかな運搬路を維持し、未整備路面での走行速度を制限することで、ホイール駆動ベアリングの寿命を40～60%延ばすことができます。これはコストのかからないメンテナンス方法でありながら、ギアボックスの寿命を大幅に延ばすことができます。

ホイールドーザーの駆動方式は、ホイールローダーの駆動方式とどのように異なるのですか？

ホイールドーザーは、ローダーのバケット積載時の5～15秒に対し、ドーザー作業1回あたり30～90秒間、持続的に最大推力で動作します。この持続的なストールトルク負荷により、ローダーに比べて1時間あたりの熱応力が3～5倍高くなります。また、ドーザーは一般的なローダーよりも摩耗性や化学的に腐食性の高い表面（石炭、埋立地、鉱山残土など）で動作するため、より強力なシーリングと腐食防止対策が必要です。ホイールドーザーのホイール駆動は、基本的にローダーのホイール駆動に、熱容量の向上、シーリングの強化、および用途に応じた腐食防止対策を施したものです。

一般的な耐用年数はどれくらいですか？

石炭備蓄場：6,000～10,000時間。鉱山表土：4,000～8,000時間。埋立地：3,000～6,000時間（物理的な破片と化学浸出液のため最短）。これら3つの用途はいずれも年間2,000～4,000時間稼働し、用途の厳しさに応じて1～3年ごとにホイール駆動部の交換または大規模なオーバーホールが必要となります。埋立地用機械のシール交換間隔は標準シールで500～1,000時間と短いため、デュオコーンフェースシールはプレミアムオプションではなく、経済的に必須の装備となります。

一般的なギア比はどれくらいですか？

パワーシフト式または油圧式システムの場合、15:1～35:1の比率が用いられます。ドーザー作業速度（2～5 km/h）と走行速度（15～35 km/h）には、低速時の推力と走行速度での性能のバランスが取れた適度な比率が必要です。多くの大型ホイールドーザーは、油圧式駆動ではなく、3～6速の前進ギアを備えたパワーシフト式トランスミッションを採用しています。これは、パワーシフト式トランスミッションの方が、作業サイクルの大部分を占める持続的な高トルクのドーザー作業において、より高い効率を発揮するためです。

韓国のエバーパワー社はブルドーザー用のホイール駆動装置を供給していますか？

はい。韓国のエバーパワー社は、ホイールブルドーザー向けに、15,000～80,000 Nmのトルクに対応するホイール駆動式遊星歯車減速機を製造しています。この減速機は、ストールトルク耐熱定格、埋立地や鉱山での使用に適したデュオコーンフェースシールオプション、硬化処理されたシャフトスリーブ、耐薬品性ハウジングコーティング、および走行速度での衝撃荷重に対応する出力ベアリングを備えています。ブルドーザーのメーカー、モデル、運転質量、および主な用途（石炭、埋立地、鉱山、または一般的な土木作業）をお知らせいただければ、耐熱性、シール性、および衝撃に関する要件に合った仕様をご提案いたします。

韓国のエバーパワー社は、持続的なストールトルク熱容量、埋立地グレードの密閉性、および走行速度での衝撃耐性を備えた、15,000～80,000Nmのホイールドーザー駆動装置を提供しています。

ホイール駆動範囲を見る →