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道路再生機およびグレーダー用ホイール駆動式遊星歯車装置

リクレーマーは、時速3kmで300mmのアスファルトを粉砕します。グレーダーは、時速5kmで100メートルにわたって±5mmの精度で再生材を整形します。どちらも車輪駆動の速度精度に依存しており、リクレーマーは切削深さ、グレーダーはブレードとGPSの応答精度が関係します。路面の許容誤差は、すべて車輪駆動の速度安定性に起因します。

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自走式機械（重量20～35トン）で、切断ローターによりアスファルト、コンクリート、または安定化土壌を150～500mmの深さまで粉砕します。ローターは300～600HP（60～80%）のエンジン出力を消費します。作業速度：2～8km/h。走行速度は、切断深さと再生材の粒度を制御します。速度が速すぎると粗く粒度の悪い出力になり、遅すぎると処理されすぎた微粒子が発生して基盤が弱くなります。速度精度：±3～5%で、一貫した再生品質を実現します。

前後車軸間に3.7～7.3メートルのブレード（モールドボード）を取り付けた6輪式関節型機械（14～25トン）。ブレードは路面を整形、均平化、仕上げます。作業速度：粗整地で3～8 km/h、仕上げ整地で5～12 km/h。GPSまたはレーザー誘導式ブレード制御により、リアルタイムの勾配信号に基づいてブレードの位置を毎秒10～20回調整します。この調整の有効性は、走行速度が一定かつ予測可能であるかどうかに依存します。速度精度：GPS勾配仕上げ品質で±1～2%。

最新のモーターグレーダーは、GPSまたはレーザー誘導式のブレード制御システムを採用しており、ブレードの高さと横断勾配を毎秒10～20回調整します。制御システムは、設計表面モデルと現在の機械位置に基づいて必要なブレード位置を計算し、ブレードの油圧シリンダーをそれに合わせて動かします。ブレードの調整速度（ブレードが正しい位置に移動できる速度）は有限で、細かい整地作業では通常毎秒10～50mmです。機械の走行速度がブレードの調整速度よりも速い場合、表面仕上げが悪化します。ブレードは常に走行速度による位置変化に追いつこうとするため、設計プロファイルに正確に追従できなくなるためです。

の ホイール駆動遊星歯車機構 ブレードの調整能力に合わせて、一定速度で走行する必要があります。地上速度が±5%変動する場合（ギアのかみ合いのコギング、牽引力の変動、油圧の変動などによる）、ブレード制御システムは連続的に変化する速度入力を受け取り、表面設計の変更に加えて速度変動を補償するためにブレードの位置を調整する必要があります。この速度補償要求により、表面精度補正に使用できるはずのブレード調整帯域幅が消費され、達成可能な表面許容誤差が±3 mm（一定速度時）から±8～12 mm（±5%の速度変動時）に減少します。

この精度の経済的価値は大きい。±3 mmの許容誤差で仕上げられた路面は、修正なしで高速道路舗装の国際粗度指数（IRI）規格に適合する。±10 mmの許容誤差で仕上げられた路面は、切削とオーバーレイが必要となり、1平方メートルあたり2～5米ドルの修正費用が加算される。1 km x 7 mの車線（7,000 m2）の場合、路面許容誤差が±3 mmと±10 mmでは、14,000～35,000米ドルのコスト差が生じる。これは、グレーダーブレードの制御が依存するホイール駆動速度の安定性に直接起因する。

速度の一貫性に関する要件は、リクレーマーにも影響を及ぼしますが、理由は異なります。リクレーマーでは、走行速度が路面1メートルあたりのローターの衝撃回数を制御します。ローターが150rpmで回転し、切削工具が20個ある場合、3 km/hで走行すると、路面は1メートルあたり約600回の衝撃を受けます。4 km/h（33%速い）では、衝撃密度は1メートルあたり約450回に低下し、より粗く、粒度分布が不均一な出力が生成されます。再生された基層の圧縮強度は、粒度分布に依存し、粒度分布は衝撃密度に依存します。道路幅全体で±10%の速度変動があるリクレーマーは、強度の異なる基層を生成し、2～5年の使用で完成した舗装にひび割れやわだちとして現れる不同沈下パターンを生み出します。

シール材は、リサイクル工程中、この高温に継続的に耐えなければなりません。通常、1車線キロメートルあたり2～4時間です。標準的なNBRシール（耐熱温度100℃）では限界があり、FKMシール（耐熱温度200℃）であれば十分な余裕があります。タイヤコンパウンドも高温材料との接触に耐えなければなりません。標準的な建設用タイヤは80℃を超えると軟化して摩耗が加速するため、高温リサイクルを行う一部の再生タイヤでは、加熱された材料を直接通過する後車軸に耐熱タイヤコンパウンドまたはスチールホイールを使用しています。

低温リサイクル式再生装置（加熱せずに粉砕材にセメント、石灰、またはアスファルト乳剤を添加する装置）は常温で動作しますが、化学添加剤はホイールドライブに特有の課題をもたらします。セメントスラリー（pH 12～13）はホイールドライブハウジングに飛び散り、標準的なシールや塗装を侵食します。アスファルト乳剤はハウジングを粘着性のある蓄熱層で覆い、対流冷却効果を低下させ、オイル温度をハウジングがきれいな状態よりも10～15℃上昇させます。どちらの化学添加剤も、コーティングの蓄積を防ぐためにホイールドライブ表面を毎日高圧洗浄する必要があります。

リクレーマーのタイヤの選択は、ホイール駆動の仕様にも影響します。高温インプレイスリサイクルでは、後輪タイヤは100～160℃の材料を通過するため、標準的なゴムコンパウンドはこれらの温度で急速に軟化、変形、摩耗します。一部の高温リサイクルリクレーマーは、切断パスに後車軸のスチールホイールを使用し、道路搬送時にはゴムタイヤに切り替えます。スチールホイール構成では、ゴムタイヤと比較して転がり半径が5～15%変化するため、適切な切断速度を維持するには、ホイール駆動のギア比でこの変化を考慮する必要があります。2速ギアボックスまたは可変容量モーターを使用すると、スチールホイール切断モードとゴムタイヤ搬送モードの両方で速度を最適化できる柔軟性が得られます。

道路再生機の切削ローターは、ホイール駆動部の取り付けポイントで3～15gの振動を発生させます。これは砕石機に匹敵する振動です。アスファルト表面に当たる超硬チップ付き工具はそれぞれ衝撃を生じ、その衝撃は機械フレームを通してホイール駆動部に伝わります。この振動は、砕石機（WD-07）で説明されているのと同様の、ブリネリング効果によるベアリングの損傷や歯車の歯の摩耗を引き起こしますが、再生機のフレームは砕石機のフレームよりも重く剛性が高いため、振動減衰効果が高く、振幅はやや小さくなります。それでも、ホイール駆動部には、ベアリングの予圧を高め、ねじロック式の締結具を使用するように指定する必要があります。標準的な道路建設用ギアボックスの仕様では不十分です。

GPS誘導式モーターグレーダーでは、ホイール駆動速度の脈動が±3～5%に達すると、ブレード調整帯域幅が消費され、達成可能な路面許容誤差が±3 mmから±8～12 mmに低下します。この脈動は、ギアメッシュのコギング（歯のかみ合い周波数で周期的に発生）、油圧ポンプのリップル（ポンプピストン周波数で周期的に発生）、およびトラクション変動（路面グリップの変化によるランダムな変動）の3つの原因から生じます。これらのうち、ギアメッシュのコギングが最も問題となります。これは連続的であり、ブレード制御システムで補償できないためです。システムはこれを実際の速度変化として扱い、それに応じてブレードを調整するため、コギング波長で周期的な路面のうねりが発生します。時速6kmで走行するグレーダーで、40:1のギアボックスと30歯の出力ギアを備えた場合、コギング波長は約55mmとなり、仕上げ面に細かい波状痕として現れます。これは定規で確認できますが、IRI測定基準はクリアする可能性があります。しかし、時間の経過とともに交通荷重によって波状痕の頂点が優先的に摩耗し、徐々に表面が粗くなり、最終的にはIRI基準を満たさなくなり、高額なメンテナンス研磨が必要になります。

高温での現場リサイクル作業では、ホイール駆動ハウジングはリサイクル材から100～160℃の放射熱と伝導熱を吸収します。ハウジング表面温度は70～90℃に達することがあり、内部オイル温度が上昇し、標準的な鉱物油やNBRシールが耐熱限界に達するか、それを超えることがあります。夏の日（外気温35℃）に4時間高温リサイクルを行うと、オイル温度が115～130℃に持続的に上昇することがあり、このような条件下では鉱物油は100～200時間以内に劣化し、NBRシールは1シーズン以内に硬化します。熱による損傷は高温リサイクル作業ごとに蓄積され、オイル交換だけでは修復できません。シール材が硬化したら交換する必要があります。

グレーダーのホイール駆動とリクレーマーのホイール駆動の違いは何ですか？

グレーダーは、GPSブレード制御のために±1～2%の速度精度を必要とします（リクレーマーの場合は±3～5%）。また、タンデムリアアクスル構成を採用しており、単一のギアボックスを介して片側4輪にトルクを配分します。リクレーマーは、グレーダーよりも高い振動（切断ローターからの振動は3～15g、グレーダーの場合は0.5～2g）にさらされ、100～160℃の高温の再生材に遭遇する可能性があります。グレーダーは速度精度を優先し、リクレーマーは振動と耐熱性を優先します。

一般的な耐用年数はどれくらいですか？

グレーダー：6,000～10,000時間。リクレーマー：3,000～6,000時間（振動のため短くなる）。両機械とも、稼働中の道路建設プロジェクトで年間1,000～2,500時間稼働します。ホットリサイクル式リクレーマーのシール寿命は、FKMシールを使用した場合、通常1,000～2,000時間で、毎年の点検時に交換が必要です。コールドリサイクル式リクレーマーは、熱応力が低いためシール寿命が長くなります（2,500～4,000時間）が、セメントとアスファルトの化学物質への曝露により、異なる劣化パターンが生じるため、500時間ごとの点検間隔で目視検査により監視する必要があります。

一般的なギア比はどれくらいですか？

グレーダー：20:1～45:1（作業速度3～12 km/h、道路移動速度25～45 km/h）。リクレーマー：30:1～60:1（作業速度2～8 km/h、道路移動速度15～25 km/h）。グレーダーはリクレーマー（2～25 km/h）よりも広い速度範囲（3～45 km/h）を必要とするため、一部のグレーダーは2速ギアボックスを使用して、細かな整地と道路移動の両方の速度範囲を妥協することなくカバーします。

Korea Ever-Powerは、リクレーマーやグレーダー用のホイール駆動装置を供給していますか？

はい。Korea Ever-Power社は、道路再生機（振動定格ベアリングとFKM高温シールを備えた5,000～40,000Nm）およびモーターグレーダー（GPSグレーディング速度精度とタンデムアクスル対応出力構成のためのDINクラス6ギアを備えた5,000～30,000Nm）用のホイール駆動遊星歯車減速機を製造しています。特定の道路建設用途の精度、振動、および熱要件に適合した仕様をご提案するため、機械メーカー、モデル、作業速度範囲、ホットリサイクルまたはコールドリサイクルの実施の有無、および（グレーダーの場合）GPSブレード制御の使用の有無をお知らせください。

韓国のエバーパワー社は、道路建設用ホイール駆動装置を5,000～40,000Nmの範囲で提供しており、リクレーマー、スタビライザー、モーターグレーダー向けに、GPSレベルの速度精度と高温リサイクル時の熱保護機能を備えています。