ホイストおよびリフト用ウォームギア減速機：安全性とサイズ選定

ほとんどの動力伝達用途では、効率が最優先事項です。1日20時間稼働するコンベア駆動装置では、減速機の効率が5%向上すれば、大きなメリットが得られます。しかし、ホイスト駆動装置はそのような論理に基づいて動作しません。ホイストでは、モーターが停止したときに吊り下げられた荷物が正確に元の位置にあることが最重要事項です。ドリフト、クリープ、重力による制御された降下などは一切あってはなりません。効率を含むその他のすべては、この安全機能に比べれば二次的なものです。

これが、 ウォームギア減速機 ヘリカル式や遊星式に比べて効率は低いものの、ウォームギアはホイストやリフト用途において自然な標準装備となっています。ウォームギアは適切なギア比で自己ロックする性質を備えているため、ホイスト設計者がまさに必要とする特性を備えています。電源が切れた際に負荷を保持するための電気機械式ブレーキを別途追加する代わりに、減速機自体が静的負荷保持機能を提供するため、駆動システムの部品点数、故障箇所、およびメンテナンス作業を削減できます。

ホイスト駆動装置の2つ目の特徴は、負荷の方向です。重力は、モーターの状態に関係なく、吊り下げられた質量に常に作用します。減速機の出力軸は、モーターの電源が切れているときでも、下降方向に回転させようとする持続的なトルクを受けます。 ウォームギアボックスつまり、自己ロック機能は、減速時の短時間の動的条件下だけでなく、静的荷重下でも確実に機能する必要があるということだ。

繰り返しの昇降サイクルによる過熱

原因： 昇降サイクルごとに、スクリューメッシュで熱が発生します。昇降、下降、戻り、繰り返しといったサイクル時間の短いホイストでは、発生する熱が筐体の放熱能力を超えることがあり、特に周囲の空気の流れがない狭い空間ではその傾向が顕著です。

診断上の兆候： 運転時間中、ハウジング表面温度が常に80℃を超えている場合。次回のオイル交換時に、オイルが黒ずんでいたり、焦げた臭いがする場合。

防止： 熱出力定格は、最大トルクだけでなく、全使用サイクルに基づいて決定してください。負荷が高い場合は、ファン冷却式モーターを追加し、合成潤滑油を指定してください。標準使用ユニットでは、集中的な作業期間の間に最低15分間の冷却時間を設けてください。

軸方向突出によるベアリングの早期破損

原因： ドラムまたはスプロケットの重量により、出力軸に片持ち式のラジアル荷重が発生します。ドラムの直径が大きい場合、またはドラムの中心が減速機の面から遠い位置にある場合、軸軸受にかかるラジアル荷重がデータシートに記載されている定格Fr値を超える可能性があります。

診断上の兆候： 最初の300～500時間以内にベアリングから異音（ゴロゴロ音や周期的なカチッという音）が発生する。負荷がかかった状態でベアリングがたわむことにより、シャフトシールからオイル漏れが発生する。

防止： ドラムは減速機の面にできるだけ近づけて取り付けてください。ホイストロープの張力とドラムの重量の組み合わせが、定格のFr値とFa値と一致することを確認してください。スパンが長い場合は、減速機とは反対側のドラム側に支持ベアリングを使用してください。

汚染された潤滑油によるウォームホイールの摩耗

原因： 劣化したシャフトシールから侵入した塵、水、または金属粒子が潤滑油を汚染します。青銅製のウォームホイールは鋼製のウォームホイールよりも柔らかいため、最初に摩耗します。汚染されたオイルは、この摩耗を著しく加速させます。

診断上の兆候： オイル交換時にオイル中にブロンズ色の粒子が見られる。運転時間とともに出力軸の遊びが徐々に増加する。

防止： IP等級の維持のため、シャフトシールの状態を毎年点検し、硬化やひび割れが見られる場合は交換してください。オイルは外観に関わらず最初の500時間ごとに交換し、その後は標準スケジュールに従って交換してください。点検のたびにオイルの色を確認してください。

段階的な自己ロック劣化

原因： 長年の運転により、ウォームホイールの歯面摩耗によって接触面積が減少し、ウォーム表面は繰り返し接触する応力によって硬度による利点を失い、実効摩擦係数が低下します。初期運転時には十分であった自己ロックマージンも、数千時間の運転後には限界に達します。

診断上の兆候： ホイストが全負荷状態で停止している際に、ゆっくりとした負荷のずれが観測されます。これは、静止した吊り下げ荷重の場合、10～15分経過してからでないと気づかない場合があります。

防止： 3年以上毎日使用するホイストについては、年次点検時に定期的な静荷重保持試験を実施してください。定格荷重を30分間保持し、動きがないことを確認してください。ドリフトが確認された場合は、使用を中止する前に作業荷重を減らすか、外部ブレーキを追加してください。

韓国および輸出市場のホイストおよびクレーンメーカーは通常、ホイスト機構の機械的負荷クラスを定義するISO 4301またはFEMクラス分類に基づいて作業しています。 ウォームギア減速機 これらのシステムに設置される場合、通常、2つの文書化要件が適用されます。1つは、設置比における減速機の定格出力トルクと安全率、もう1つは、自己ロック比と試験温度の確認です。

材料のトレーサビリティ（ウォームシャフトの材質仕様、ウォームホイールの合金グレード、表面処理に関する文書）は、機械指令に基づきEU市場に輸出されるホイスト機器の標準要件です。鋳鉄製ハウジングのホイストは、過酷な環境で使用される場合、ハウジングの耐圧試験証明書が追加で必要となる場合があります。

韓国国内で稼働する産業用ホイストについては、労働安全衛生法に基づく昇降装置に関する規制により、駆動システムは、人が立ち入る区域における破断荷重に対して少なくとも5の安全率で指定されなければならない。これはシステム全体の設計に影響を与えるが、特に、以下の要件を満たすために必要となる定格容量文書に影響を与える。 ウォームギア減速機 ホイスト認証ファイルに記載されています。 当社のエンジニアリングチームにお問い合わせください 認証済みホイストアプリケーションに関するドキュメントサポートについて。

工場用片持ち式ホイスト - 軽工業用

応用： 韓国京畿道にある自動車部品製造工場に設置された、積載量250kgの片持ち式ジブホイスト。ブーム長6メートル、1シフトあたり約15～20回の吊り上げ作業、1日2シフト稼働。清潔で乾燥した屋内環境。

リデューサー構成: WP70鋳鉄 ウォームギア減速機、減速比 60:1、0.75 kW モーター、ドラム直径 120 mm。出力トルク設計値 155 N·m、定格値 450 N·m — 2.9 倍の余裕。

自己ロック式メモ： 60:1のギア比により、動作温度において確実なセルフロックが実現します。外部ブレーキは取り付けられていません。2,600時間（約14ヶ月）の使用後、年次点検において、250kgの荷重で30分間の静止保持試験を行ったところ、測定可能な荷重ドリフトはゼロでした。

建設資材用ホイスト - 屋外用、埃っぽい

応用： ソウルの高層ビル建設現場に設置された仮設資材昇降機。建築資材を18階まで吊り上げる。最大積載量は400kg。夏の梅雨や冬の寒さといった屋外環境下でも稼働する。

リデューサー構成: WP100鋳鉄 高耐久性スクリュー減速機減速比80:1、1.5kWモーター。防塵・防雨性能IP55準拠。ドラムは外部支持ベアリングに取り付けられ、400kg以上のバケット重量をラジアルオーバーハング荷重として支えます。

外部ブレーキに関する注記： 韓国の建設現場用ホイストに関する労働安全基準では、減速機とは独立した認証済みの荷重保持ブレーキが義務付けられています。モーターシャフトには240Vの電磁ブレーキが取り付けられています。WP100のセルフロック機構は、昇降作業間の動作保持を担い、電磁ブレーキは、メンテナンス時およびシフト終了後の安全保持を認証済みで提供します。

ステージプラットフォームリフト ― 静かで高精度

応用： 韓国大田市にある舞台芸術センターの舞台昇降機。この昇降機は350kgの舞台装置を運搬し、床面から舞台面まで2.4メートル移動する必要がある。リハーサル中の運転騒音は48dB(A)以下が求められる。

リデューサー構成: WP90鋳鉄 ウォームギア減速機減速比60:1、1.1kWのVFD制御モーターにより、スムーズな始動/停止と加速時の騒音抑制を実現。ウォームギアの接触部での騒音を低減するため、合成潤滑剤ISO VG 220を使用。

結果： プラットフォーム移動中の駆動部から3メートル離れた場所での騒音レベルは44dB(A)で、48dB(A)の要件を満たしていました。VFDのランプ速度は4秒で最高速度に達するため、機械的な起動時の騒音は解消されました。60:1のセルフロック機構により、ブレーキ作動音を発することなく、キューの合間にプラットフォームをステージレベルに保持できます。