クレーンの部品と機能: すべての主要コンポーネントとシステムの完全ガイド

クレーンは遠くから見るとシンプルに見えます。荷重が上昇し、ブームが現場で揺れ、フックが元に戻り、地上にいる全員が次のサイクルもまったく同じになると想定します。その反復可能な動きの背後には、大規模なコンポーネント群があり、それぞれが限定的で明確に定義された役割を担っており、リフトの安全性とスムーズさに静かに影響を与えています。

クレーンの部品と機能を理解することは、技術試験に合格すること以上に重要です。デッキの下で何が起こっているかをイメージできるオペレーター、症状をその原因まで追跡できるメンテナンス チーム、交換コンポーネントを選択するエンジニアはすべて、マシンを接続されたシステムとして見ると、より適切な意思決定を下すことができます。このガイドでは、クレーンの主要なアセンブリについて説明し、各部品の役割を説明し、日常の作業でクレーンの感触を決定することが多い回転コンポーネントに特に注意を払います。

クレーン部品の概要: 下部ワークと上部ワーク

トラック搭載の小型ユニットから重量クローラー機械に至るまで、ほぼすべてのクレーンは、連携する 2 つの部分に分割できます。下部のワークは機械を運び、安定させます。上部の作業は吊り上げと揺動を行います。

下位の作品には通常次のものが含まれます。

• 可動性と堅牢な基盤を提供するキャリアまたは下部構造
• 移動式クレーンのアウトリガー、または地面に荷重を分散させるラチスブーム機械のクローラトラック
• キャリアフレームとドライブトレイン（エンジン、アクスル、ステアリングを含む）
• リフトの前にクレーンを水平にするために使用されるジャッキシリンダー、フロート、アウトリガービーム

上部構造物はしばしば上部構造と呼ばれ、1 つのアセンブリとして回転し、通常は次のものが含まれます。

• ブーム、機械、カウンターウェイトを結び付ける回転フレーム
• ブーム、ジブ、マストの構造
• ホイストおよびブーム ウインチとそのロープおよびシーブ
• 運転室、制御システム、および安全電子機器
• 上下のワークを接続し回転を可能にする旋回ベアリングと旋回ドライブ

最後のグループについては、詳しく見てみる価値があります。なぜなら、持ち上げは良くてもスイングが下手なクレーンは、誰も操作を楽しんでいないクレーンだからです。

リフティング構造: ブーム、ジブ、カウンターウェイト

ブームはクレーンの届く範囲です。伸縮ブームは油圧シリンダーを使用して入れ子のセクションを伸縮させるため、セットアップが速く、移動作業に最適です。ラティスブームは弦と紐のトラスから作られており、組み立てには時間がかかりますが、長いリーチや重いピックに非常に高い強度重量比を提供します。

ジブは作業半径をメインブーム先端を超えて拡張し、クレーンがブームだけではカバーできない位置に到達できるようにします。多くの機械では、ジブを斜めにオフセットできます。これは、壁の近くや障害物の後ろを持ち上げるときに便利です。マストまたはブーム ホイスト構造はペンダント ロープをサポートし、ブームの角度を制御します。

カウンタウェイトは荷重のバランスをとります。その質量は旋回中心の後方に配置され、荷重によって生じる転倒モーメントが部分的に相殺されます。通常、カウンターウェイトの構成は作業ごとに調整されます。カウンターウェイトを増やすと短い半径でより重いピッキングが可能になり、カウンターウェイトが少ないと長い半径の作業に適し、接地圧力が軽減されます。このトレードオフを理解することは、キャパシティーチャートとサイト計画に直接影響するため、習得すべき最も実用的なクレーン機能の 1 つです。

ホイスト システム: ウインチ、ロープ、フック、シーブ

実際に荷重を上げ下げするのはホイスト システムであり、その部品はチェーンとして機能します。

• ホイスト ウインチ ドラムはワイヤ ロープを格納し、油圧または電気モーターの制御下で回転します。
• ウインチ ギアボックスはモーターのトルクを増大させて、使用可能なラインの牽引力を高めます。
• オペレータが制御を放すとブレーキが負荷を保持します。
• ワイヤロープは荷重を運ぶため、ワイヤの断線、潰れ、腐食がないか検査する必要があります
• シーブはロープをガイドし、ラインの部分の数を決定します。これにより、ラインの牽引力と吊り上げ能力の関係が決まります。
• フックブロックまたはオーバーホールボールは、ロープとリギング間のインターフェースを提供します。

ラインの部分を追加すると、各ロープ セグメントにかかる負荷が軽減され、巻き上げ速度が低下しますが、吊り上げ能力が向上します。したがって、適切なリービングを選択することは、持ち上げられる重量と作業に必要なサイクル タイムとの間のバランスをとることになります。

旋回システム: クレーンを回す部品

旋回システムはクレーン回転の中心であり、旋回ベアリングと旋回ドライブという 2 つの主要コンポーネントで構成されています。

旋回リングとも呼ばれる旋回ベアリングは、下部ワークと上部ワークの間に位置する大きな転動体ベアリングです。その内輪と外輪には、軌道、転動体、1 つのリング上のギアの歯、シール、および潤滑チャネルが搭載されています。ベアリングは、上部構造の重量によるアキシアル荷重、ブームからのラジアル荷重、および半径方向の荷重による大きな傾斜モーメントを同時に受ける必要があるため、その内部形状は用途に合わせて注意深く調整されています。単列ボール旋回ベアリングは、低摩擦と素早い回転を必要とする、軽量で高速な機械に適しています。 2 列ボール設計により容量が追加されます。広く使用されている 13 シリーズを含む 3 列ローラー旋回ベアリングは 3 つの別個の軌道を使用するため、アキシアル荷重、ラジアル荷重、傾斜荷重がそれぞれ特定の方向に配置されたローラーによって処理されます。クロスローラーおよび L 型単列ベアリングは、高精度用途向けのコンパクトで剛性の高いソリューションを提供します。

スムーズな回転をサポートする単列ボール旋回ベアリング コンパクトな単列ボール旋回ベアリングは、アキシアル荷重とラジアル荷重に対応する高張力鋼球を使用し、低摩擦、シール オプション、建設、風力、医療、海洋機器における安定した回転を実現します。 製品を見る→

旋回駆動装置は回転力を供給します。モーターが遊星ギアボックスを駆動し、出力シャフトのピニオンがベアリング リングの歯と噛み合います。回転が停止すると、ブレーキが上部構造を安定させます。ピニオン、ギアの歯、ギアボックスの潤滑の状態によって、数千時間の作業時間にわたって回転がスムーズで正確な状態を維持できるかどうかが決まります。これらの原則が実際のマシンでどのように機能するかを確認したい場合は、当社のエンジニアリング チームが実践的な記事を公開しています。 クレーンや掘削機の旋回ベアリングの仕組み .

セルフロック付き縦型内歯車旋回ドライブ 垂直内歯車旋回ドライブは、持ち上げ、傾斜、回転、建設、マテリアルハンドリング、および再生可能エネルギー機器に対して効率的なトルク伝達、セルフロック位置保持、省スペースの安定性を提供します。 製品を見る→

大型クレーンの場合、多くの場合、3 列ローラー ベアリングと堅牢で密閉性の高い旋回ドライブの組み合わせが、生産性を維持する機械と作業場で寿命を迎える機械を分けるものとなります。

電源、制御、およびオペレータ システム

電力システムは、蓄積されたエネルギーを有用な運動に変換します。油圧ポンプ、制御バルブ、シリンダーは、ブームの伸長、ラフィング、アウトリガーの展開、そして多くの場合旋回ドライブ自体を駆動します。電気システムは、始動、計装、照明、およびクレーンのコンピューターに電力を供給するセンサー ネットワークを管理します。

運転室では、ジョイスティックとペダルがオペレーターの意図をバルブのコマンドに変換し、クレーンが反応します。最新のキャブは情報ハブでもあります。荷重グラフ、半径の表示、ブーム角度、障害コードはすべてオペレーターの目の前に表示されるため、キャブは制御室であると同時に監視ステーションでもあります。

クレーンの部品と機能: 早見表

安全装置と負荷管理

安全装置は付属品ではありません。それらはクレーンの中核機能の一部です。負荷モーメントインジケーターは、実際の負荷と半径を定格容量グラフと継続的に比較し、過負荷が発生する前に機械に警告または停止します。アンチツーブロックシステムにより、フックブロックがブーム先端に接触するのを防ぎます。リミットスイッチは、ブームの伸長、起伏範囲、およびホイストの移動を制限します。機械が駐車しているとき、または風荷重が大きくなったときに、旋回ブレーキとロックが上部構造を固定します。

これらの装置が連携して、構造物、ロープ、そして下で働く人々を保護します。また、クレーンを予測可能にすることもでき、最終的にはあらゆるリフト計画がこれに依存します。

クレーンの部品を作業に合わせる

選択はデューティ サイクルから始まります。軽荷重を高頻度で持ち上げる機械には、低い回転摩擦と安定した精度が必要です。長い半径で重量物を持ち上げる機械には、最大の傾斜モーメント容量と堅固なベアリング配置が必要です。環境も重要です。粉塵、塩水噴霧、極端な温度はすべて、シールの選択、潤滑間隔、表面保護に影響を与えます。

大型機械用三列ころ旋回軸受 13 シリーズ 3 列ローラー ベアリングは、クレーン、掘削機、タワー クレーン、および港湾荷役機器用の高張力合金鋼を使用し、アキシアル荷重とラジアル荷重を別々のローラー列に分散します。 製品を見る→

旋回ベアリングおよび旋回ドライブのメーカーとして、当社はクレーン製造業者およびオペレーターと協力して、これらの要件を具体的な仕様に変換します。それは、大型クローラー クレーン用の 3 列ローラー ベアリング、コンパクトな移動ユニット用の 1 列ボール ベアリング、または沿岸ヤードで作業する機械用のブレーキ一体型密閉旋回ドライブを意味します。当社の全製品をご覧いただけます 旋回ベアリングと旋回ドライブ 各設計が負荷、精度、耐用年数の異なるバランスにどのように対処しているかを確認します。

クレーンの寿命を延ばすメンテナンス習慣

クレーンの故障のほとんどはゆっくりと進行し、通常は回転する部品が最初に警告を発します。実際のルーチンには次のものが含まれます。

1. 用途や気候に応じて推奨される間隔で旋回ベアリング軌道にグリースを塗布してください。
2. シールに亀裂、ずれ、または水や砂が軌道に入るような漏れがないかどうかを検査します。
3. ギアの歯の磨耗とピニオンとリングギアの間のバックラッシュをチェックします。
4. 緩むと荷重分布が変化するため、取付ボルトのトルクを確認してください。
5. 低速回転時の異音、振動、ざらつきなどを聞いて感じてください。
6. 調査結果を長期にわたって記録し、失敗になる前に傾向を可視化します。

これらの手順には数分かかり、数日かかるようなダウンタイムを防ぎます。

クレーンの部品と機能は、到達する構造、持ち上げるホイスト、回転する旋回システム、すべてを制限内に保つ制御装置と安全装置など、目的別にグループ化すると覚えやすくなります。その全体像が明確になると、クレーンの選択、操作、保守がより論理的になり、回転の中心にあるコンポーネントが謎めいたものではなくなります。

新しいクレーンまたは改造用の旋回ベアリングまたは旋回ドライブをご指定の場合、当社のエンジニアは喜んでお客様の荷重ケース、デューティ サイクル、および取り付け配置を検討し、実際の作業に適した構成を推奨します。