ケーススタディ

ロータリーヘッド・ソリューション

効率性、生産性、多機能性が掘削装置開発の重要な原動力となっている市場において、SAIはドリルヘッドの性能を最適化する独自のソリューションを提供しています。

ギアやクラッチを使わない連続的な動力伝達

掘削ヘッドでは、使用する工具や地盤の状態によって回転速度が変化します。従来の設計では、可変容量アキシャルピストンモータと機械式ギアボックスを組み合わせてギア比を下げ、最大出力速度を達成することで、この広い速度範囲に対応してきました。

もうひとつの解決策は、クラッチやフリーホイールによって一部のエンジンを除いて、より多くのエンジンを使用することである。しかし、このような変位の不連続な変化は、伝達可能なトルクにギャップを生じさせるとともに、追加の機械部品を導入することになり、その結果、初期設備コスト、メンテナンス、信頼性の低下を招く。

SAIは、ギアボックスやクラッチを使用することなく、最低速度から最高速度まで、油圧力を機械力に連続的に変換できる最大8:1の比を持つ可変容量モーターを提供しています。

表3は、190kNmのドリルヘッドのアプリケーションベンチマークを示しています。

従来のアキシャル・ピストン・モーターによる解決策では、45 rpmを超える速度に達するために機械的減速を変更する必要があったが、SAIモーターでは、油圧の変位を減少させることによってのみ速度を上げることができる。

190kNm ロータリーヘッド

アキシャル・ピストン・モーター SAIモータース

電源あり

270

[kW]

電源あり

270

[kW]

最大トルク

190000

[Nm]

最大トルク

190000

[Nm]

最高圧力

330

バー

最高圧力

330

バー

最大流量(最高圧力)

491

l/min

最大流量(最高圧力)

491

l/min

最大トルク時の工具速度

14

[rpm]

最大トルク時の工具速度

14

[rpm]

ドリリング時の工具最高回転数

45

[rpm]

ドリリング時の工具最高回転数

ANY

[rpm]

最大放電速度

110

[rpm]

最大放電速度

110

[rpm]

総削減率 掘削

72

i

総削減率 掘削

16

i

総合減速比 SPIN OFF

31

i

総合減速比 SPIN OFF

16

i

最大モーター変位

250

[cc/rev]

最大モーター変位

1100

[cc/rev]

モーター変位 min

75

[cc/rev]

モーター変位 min

140

[cc/rev]

油圧モーター数

2

油圧モーター数

2

消費と温度の削減

SAIラジアルピストンエンジンは、クランクシャフトとスイングシリンダーの設計により、最大限の始動トルクを発揮します。

さらに、SAIエンジンの排気量の変化は、シャフトの偏心量の変化、つまりピストンストロークの変化を通じて起こる。ピストンとシャフトの接触角は、変位が変化しても変化しません(図)。

逆に、アキシャル・ピストン・エンジンでは、変位を減少させる際に、ピストン力が加わる角度が変化し、トルク発生に寄与する結果関数がペナルティを受け、代わりにベアリングへの負荷が増加し、全体的な効率が低下する。

最後に、SAIエンジンは、機械の用途により適した速度で動力を供給する。言い換えれば、SAIエンジンは一般に、アキシャルピストンエンジンよりも1~2段少ない減速段で済み、その結果、効率とコストを節約できる。

より高い油圧効率と機械的な低減の使用は、消費量の削減に貢献する。

制御システムとの統合性を高める変位制御

SAIの可変モータの変位は、電気油圧制御によって制御することができます。SAIはCPU、バルブ、フィードバックセンサーを備えた完全なパッケージを提供し、変位を調整します。CPUはボルトまたはCAN BUSで制御できます。

あるいは、モーターに完全油圧式の「定圧」制御を装備することもでき、この場合、変位は負荷に応じて調整され、設定圧力が維持されます。

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