プロジェクト情報
- プロジェクト名： 大型クレーン用油圧ジャッキ
- 適用機器： 90トン級港湾クレーン
- 用途： 港湾での貨物の積み込み
- シリンダー型式： HSG250 × 180 × 1000
- 作動圧： 25 MPa
- シリンダー内径： 250 mm
- シリンダーの外径： 299 mm
- ストローク： 1,000 mm
- 必要な持ち上げ力： およそ90～100トン
プロジェクト背景
この顧客は、港湾で貨物を吊り上げるために大型クレーンを運用していました。このクレーンの純正の油圧シリンダーは、ピストンロッドが80 mm、取り付けフランジが220 × 220 mmで、ストロークはわずか400 mmでした。.
既存のシリンダーはクレーンに取り付けることは可能でしたが、そのストロークが限られていたため、顧客の吊り上げ要件を満たせなくなっていました。そのため、顧客はストローク1,000 mm、吊り上げ能力約90～100トンの新しい油圧ジャッキへの交換を希望しました。.
初期の打ち合わせにおいて、顧客からは最大600 barの圧力要件が提示されました。しかし、要求された圧力のみを基準に油圧シリンダーを選定すると、システムに不要な圧力がかかったり、シールやシリンダー部品に過度な負荷がかかったり、関連する油圧機器に対する要件が厳しくなったりする恐れがあります。.
そこでAISOARは、最終的なシリンダー構成を決定する前に、クレーンの用途、必要な揚力、利用可能な設置寸法、既存の取り付け配置、および提案されたシリンダーの寸法を評価しました。.
お客様からの特別なご要望
このシリンダーは、既存のクレーン構造との互換性を維持しつつ、はるかに長いストロークを実現する必要がありました。いくつかの技術的要件については、特に注意を払う必要がありました。.
1. ストロークが400 mmから1,000 mmに拡大しました
ストロークを600 mm延長したことで、シリンダーの構造条件が変化した。ピストンロッドが長くなったため、運転中に過度な変形や損傷リスクの増加を招くことなく荷重に耐えるには、十分な剛性と表面硬度が必要となった。.
2. 大型中空ピストンロッド
新しいシリンダーには、80 mmの中空断面を持つ180 mmのピストンロッドが採用された。この構成により不要な重量は削減されたが、ロッドは所定の揚重荷重下でも十分な強度を維持しなければならなかった。.
したがって、中空ロッドを標準的な中実ピストンロッドとして扱うのではなく、ロッドの構造、肉厚、材料特性、および加工方法を総合的に考慮する必要があった。.
3. 約90～100トンの持ち上げ力
油圧ジャッキは、所定の荷重を確実に持ち上げるのに十分な押し上げ力を発生させる必要がありました。そのため、当初提案されていた600バールの圧力をそのまま採用するのではなく、力学計算を通じてシリンダーの内径と実際の作動圧力を適合させる必要がありました。.
4. 当初の設置状況との互換性
交換用シリンダーは、クレーンの既存の設置位置に適合する必要がありました。そのフランジの寸法、接続構成、全体構造、およびインターフェースの位置については、顧客が提供した元のシリンダー図面、クレーンの写真、および寸法スケッチを用いて確認する必要がありました。.
5. 高荷重下でも確実なシール性
シールは、選定された使用圧力および繰り返される高負荷運転に耐える必要がありました。不適切なシール構成は、シールの押し出し、内部漏れ、外部漏れ、あるいは早期故障につながる恐れがありました。.
6. 用途別工場試験
納品前には、シリンダーについて、特に作動圧力、保圧、動作、シール性能、および耐荷重能力に重点を置いて試験を行う必要がありました。.
AISOARのカスタマイズ型油圧シリンダソリューション
これは、理論上の推力として約125トンに相当します。油圧効率、摩擦、および適切な余裕を考慮した結果、この構成では約90～100トンの必要な作動力を得ることができます。.
シリンダー内径および作動圧力の計算
内径250 mmのシリンダーについて、25 MPaにおける理論上の推力は次のように計算される：
これは、理論上の推力として約125トンに相当します。油圧効率、摩擦、および適切な余裕を考慮した結果、この構成では約90～100トンの必要な作動力を得ることができます。.
したがって、最終的な設計では、作動圧力を25 MPaと設定した。これにより、当初提案されていた600 barでシリンダーを動作させる必要がなくなった一方で、必要な揚力を確保することができた。.
不要なシステム圧力を低減することで、シリンダバレル、シール、ポート、ホース、および関連する油圧部品にかかる負荷を軽減することもできます。.
補強された中空ピストンロッド
ピストンロッドの直径は180 mmに拡大され、内径は80 mmの中空構造となった。ロッドの寸法は、ストロークの延長と高負荷用途に合わせて選定された。.
ピストンロッドには、以下の特性を向上させるために、熱処理とクロムメッキが施されました：
- 表面硬度
- 耐摩耗性
- 耐腐食性
- 表面損傷に対する耐性
- 繰り返し伸長・収縮時の動作信頼性
中空ロッド構造、ストローク1,000 mm、および必要な揚力との関係には、特に注意が払われた。.
設置に対応した構造
新しいシリンダーは、元のユニットの取り付け配置に合わせて設計されました。顧客がクレーンの構造に大幅な改造を加えることなく、従来のストローク400 mmのシリンダーと交換できるよう、フランジおよび接続部の寸法が見直されました。.
この設計手法により、既存のシリンダーを大幅に長いモデルに交換する際に通常伴う設置上のリスクを低減することができました。.
高圧シール構造
シールシステムは、最終的な作動圧力25 MPaおよび高負荷の吊り上げ条件に基づいて選定された。その目的は、加圧時、保圧時、および繰り返し運転時に、シールの押し出しを防ぎ、安定したシール性能を維持することにあった。.
また、シール部品やガイド部品は、ピストンロッドとシリンダーバレル間の位置合わせを維持する役割も果たしており、これは大口径・長ストロークのシリンダーにおいて特に重要です。.
プロジェクト成果
完成した油圧ジャッキは、ストローク1,000 mm、25 MPaでの計算上の押し出し力が約96.2メートルトンであり、顧客が要求した90～100トンの吊り上げ力要件を満たしていた。.
従来のストローク400 mmのシリンダーと比較して、このカスタマイズされたソリューションは、クレーンの既存の取り付け構造との互換性を維持しつつ、大幅に長いリフト範囲を実現しました。また、強化された中空ピストンロッド、適切なシールシステム、および用途に合わせた圧力設定により、高負荷運転下におけるシリンダーの信頼性も向上しました。.
完成した設計では、以下の内容が盛り込まれた：
- より長い持ち上げストローク
- 必要な労働力は約90～100トン
- ピストンロッドの強度および表面耐久性の向上
- 高負荷条件下での確実なシール
- 元のインストールとの互換性
- その用途に適した作動圧力
クレーン用途向け特注油圧シリンダー
AISOARは、港湾クレーン、移動式クレーン、吊り上げ装置、建設機械、その他の重作業用途向けに、カスタマイズされた油圧シリンダーおよび油圧ジャッキを設計・製造しています。.
お客様からは、既存の図面、破損したシリンダー、機器の写真、寸法スケッチ、または必要な動作パラメータをご提供いただけます。当社のエンジニアリングチームは、内径、ロッド径、ストローク、圧力、取り付け配置、および必要な出力力を評価し、最適な代替ソリューションを提案いたします。.
シリンダーの図面とクレーンの操作要件をお送りいただければ、お客様に合わせた油圧シリンダーのソリューションについてご相談させていただきます。.
