掘削機の油圧システムの仕組みをステップごとに解説

重いものを持ち上げるには、油圧システムを使います。エンジンがポンプを回転させます。ポンプは高圧で液体を押し出します。バルブがこの液体をシリンダーに送ります。これにより、ブームとアームが動きます。ほとんどの建設機械は油圧システムを採用しています。これらのシステムは、より強力で柔軟な動力源となり、作業をより速く、より効率的にします。油圧システムには、OLSSやCLSSなど、さまざまな種類があり、それぞれ独自の仕組みで動作します。これらの基本を理解することで、安全かつスマートに作業を行うことができます。

• 建設現場における油圧機器のほとんどは約76％

• 油圧システムはエネルギーを節約し、汚染を低減します

主要なポイント（要点）

• 油圧ショベルの油圧システムは、強力な流体圧力を利用します。これにより、重い物を持ち上げたり移動させたりすることが可能になり、建設作業をより簡単かつ迅速に行うことができます。

• 定期的なメンテナンスは非常に重要です。オイルレベルを頻繁にチェックし、必要に応じてフィルターも交換してください。これにより油圧システムの良好な動作が維持され、故障を防ぐことができます。

• OLSSシステムとCLSSシステムについて知っておくと良いでしょう。これらのシステムはそれぞれ異なります。これらを知っておくことで、作業に最適な掘削機を選ぶのに役立ちます。

• 電子制御により、動きがよりスムーズになり、機械の安全性が向上します。また、掘削機の操作性も向上します。

• 安全機能と操作方法について学びましょう。これにより、掘削機を安全に使用でき、事故を未然に防ぐことができます。

掘削機油圧システム部品

掘削機の油圧システムを見ると、多くの部品が目に入ります。それぞれの部品には役割があり、機械が持ち上げ、掘削し、力強く移動するのに役立ちます。主な部品とその役割を簡単に見てみましょう。

油圧ポンプ

油圧ポンプは、システムに動力を与える圧力を作り出します。ポンプは液体を吸い込み、圧縮し、力強く押し出します。これにより、エンジンの動力が油圧に変換されます。ほとんどのポンプは、1分間にどれだけの液体を移動させるかをリットルまたはガロンで表示しています。また、どれだけの圧力をPSIまたはバールで発生させることができるかが表示されています。これらの数値は、ポンプの強さを表しています。

油圧油

油圧作動油はシステム内を循環し、各部にエネルギーを供給します。作動油は適切な粘度、重量、耐熱性を備えていなければなりません。良質な作動油は部品の摩耗を防ぎ、良好な動作を維持します。機械の使用頻度に応じて、2,000～4,000時間ごとに作動油を交換する必要があります。作動油の交換を忘れると、システムが過熱したり、圧力が低下したり、故障したりする可能性があります。

油圧シリンダ

油圧シリンダーは、流体圧力を利用して直線運動を行います。流体がシリンダー内のピストンを押します。ピストンが動くと、ロッドが伸縮します。これにより、ブームが上昇したり、アームが動いたり、バケットが傾いたりします。強力なシリンダーは、より深く掘削したり、より重いものを持ち上げたりするのに役立ちます。

コントロールバルブ

コントロールバルブは、流体を必要な場所に送ることができます。これらのバルブは、速度、方向、そして力を変化させるために使われます。圧力制御バルブ、リリーフバルブ、スプールバルブ、チェックバルブなど、様々なバルブがあります。優れたバルブは、荷物を安全かつスムーズに移動させるのに役立ちます。

ホースとライン

ホースと配管は部品間で流体を移動させます。ほとんどのホースは、内側にゴムチューブ、外側に金網、そして丈夫なカバーで覆われています。丈夫なホースは高圧にも耐え、熱や薬品による破損を防ぎます。機械を頻繁に使用する場合は、1～2年ごとにホースを交換することをお勧めします。

貯水池タンク

リザーバータンクは予備の作動油を貯蔵します。ポンプに作動油を供給し、余分な作動油を貯め、システムの冷却にも役立ちます。また、作動油から空気や汚れを取り除く役割も担います。タンクのサイズは形状と容量を考慮して選びますが、通常はタンク全体の約80%程度を使用します。

フィルタ

フィルターは油圧作動油を清潔に保ちます。システムに悪影響を与える可能性のある汚れや小さな破片を捕らえます。フィルターを交換することで、漏れ、詰まり、早期の損傷を防ぐことができます。

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掘削機の油圧システムの種類

油圧ショベルは、動作と動力伝達に様々な油圧システムを使用します。主な種類は、オープンセンター式ロードセンシング（OLSS）とクローズドセンター式ロードセンシング（CLSS）の2種類です。それぞれのシステムは、作動油と圧力を独自の方法で制御します。これらのシステムについて理解することで、作業内容に最適なシステムを選択することができます。

オープンセンターロードセンシング (OLSS)

OLSSシステムは、旧型またはシンプルな油圧ショベルに搭載されています。操作レバーを操作していない間は、油圧作動油が循環し続けます。レバーを動かすと、油圧作動油は適切なシリンダーに送られます。OLSSシステムはシンプルな設計で、組み立てや修理も容易です。安定した作業と低コストを実現できます。

注：OLSSシステムは基本的な掘削や持ち上げ作業に適しています。ただし、小さな動きでは完璧な制御が得られない場合があります。

クローズドセンターロードセンシング（CLSS）

CLSSシステムはより高度な設計を採用しています。操作レバーが押されていない間は、作動油の動きが停止します。レバーを動かすと、システムが負荷を感知し、シリンダーに適切な量の作動油を送ります。これにより、よりスムーズで正確な制御が可能になります。CLSSシステムは必要な時のみ電力を使用するため、エネルギーを節約できます。

ヒント: CLSS システムは、グレーディングや壊れやすいものの持ち上げなど、慎重な動作が必要な作業に最適です。

OLSS システムと CLSS システムの簡単な比較を以下に示します。

システムを選ぶ前に、ご自身の仕事についてよく考えてください。OLSSは安定した作業と低コストを実現します。CLSSはより優れた制御と省エネを実現します。

システムの仕組みを段階的に解説

掘削機の油圧システムの仕組みを知っていれば、機械を安全に、そして上手に使うことができます。油圧システムは主に5つのステップで構成されており、それぞれのステップがエンジンの動力を正確な動きに変換するのに役立ちます。

ポンプへの電源供給

まず、エンジンをかけます。エンジンは油圧ポンプを動かします。ポンプはエンジンの動力を油圧に変換します。掘削機は車のようなギアボックスではなく、油圧トランスミッションを採用しています。ポンプはエンジンから直接動力を得ます。エンジンのスロットルを操作することで、速度と出力を調整できます。

• エンジンは油圧ポンプに動力を与え、油圧を発生させます。

• 油圧によりモーターとシリンダーが動かされ、掘削機が動きます。

エンジン速度によってエネルギー効率がどのように変化するかを示す表を以下に示します。

ヒント: エンジン速度を中程度に保つと、最良の結果が得られます。

流体の加圧

ポンプが油圧流体をシステムに送り込みます。流体は狭い空間に入り込み、そこで圧力が高まります。この圧力が掘削機の力を生み出します。

油圧とは、流体で満たされたシステム内部の力のことです。建物や工場の機械に必要です。何かが流体を狭い空間に押し込むと圧力が発生します。これにより圧力が上昇します。例えば、システムが2500 PSIで動作する場合、安全弁は2650～2800 PSIに設定する必要があります。これにより過度の圧力が抑えられ、安全が確保されます。BXの場合、最高圧力は約1800～1850 PSIです。

システムを安全に保ち、正常に動作させるには、圧力設定を確認する必要があります。

バルブによる流れの方向づけ

掘削機の油圧システムは、ジョイスティックとレバーを使って制御します。これらの操作部は制御バルブに信号を送り、バルブは加圧された流体を適切なシリンダーまたはモーターに送ります。

• 方向制御バルブは油圧流体の流れを変えます。

• バルブを動かすとシリンダーが前進または後退します。

• バルブは、発進、停止、加速、減速、方向転換に役立ちます。

これにより、ブーム、スティック、バケットを思い通りに動かすことができます。

可動シリンダーとジョイント

油圧作動油がシリンダーに到達すると、ピストンが押し出されます。ピストンはロッドを出し入れします。これにより、掘削機のジョイントが動きます。ブームを上げたり、スティックを伸ばしたり、バケットを丸めたりすることができます。難しい作業の場合は、複数のシリンダーを同時に動かすこともできます。

掘削機の油圧システムを使用するときは、次の手順に従います。

1. エンジンを始動して油圧システムに電力を供給します。

2. ジョイスティックを使用して油圧シリンダーを制御します。

3. ブームシリンダーを動かしてブームを上げたり下げたりします。

4. スティックシリンダーを動かして手を伸ばしたり引いたりします。

5. バケットシリンダーを使用してバケットをカールまたはアンカールします。

6. スムーズな動きのために、一度に複数のシリンダーを使用します。

7. 掘ったり物を置いたりするのに適切な位置にアームを置きます。

このシステムは、正確な動きを実現するためにさまざまな部品を使用しています。

注: CLSS などの高度なシステムにより、よりスムーズで正確な制御が可能になります。

液体の戻り

作動油は役割を果たした後、リザーバータンクに戻ります。作動油はフィルターを通過します。フィルターは汚れや異物を取り除きます。きれいな作動油はタンクに戻り、次回の使用を待ちます。これにより、掘削機の油圧システムは良好な状態を維持し、損傷を防ぎます。

使用済みの油圧作動油はフィルターを通ってタンクに戻ります。これにより、システムは最適な状態で稼働し続けます。油圧作動油はタンクから機械の各部に送り出され、使用後はタンクに戻ります。これにより、システムは次のサイクルに備えることができます。

ヒント：システムを清潔に保ち、良好な動作を保つために、フィルターを頻繁に点検・交換してください。YNF Machineryは、掘削機の油圧システムに最適な部品を取り揃えています。

制御と安全性

オペレーターコントロール

キャビン内ではジョイスティックとペダルを使用します。これらの操作でブーム、アーム、バケットを動かします。これらの部品を動かすには手を使用します。ほとんどの油圧ショベルには、主に2つの操作パターンがあります。ISOとSAEと呼ばれ、それぞれのパターンによってジョイスティックの動作が異なります。

最適な感覚に合わせてISOまたはSAEを選択できます。これにより、作業がより速く、より安全になります。一部のマシンでは、ジョイスティックの感度を調整できます。これにより、より正確なコントロールが可能になります。

ヒント: 両方のコントロールパターンを試してみて、どちらがお好みか確かめてみてください。

電子制御

最新の掘削機は電子制御を採用しています。これらの制御により、作業がより容易かつ正確になります。機械をスムーズかつ安全に動かすことができます。クリープモードや動作優先などの機能も備わっており、一部の機能を変更することも可能です。

• 電子制御により、正確な力と速度で移動できます。

• 整地や持ち上げなどの特殊な作業用に機械を設定できます。

• このシステムにより動きがよりスムーズかつ安全になります。

• 寒い日には自動的に暖まります。

• カメラと LED ライトにより視界が広がり、安全が確保されます。

安全機能

掘削機には多くの安全機能が組み込まれています。これらの機能は、作業中のあなたと周囲の人々の安全を守ります。

注意：作業を始める前に必ず安全機能を確認してください。YNF Machineryは、掘削機の油圧システムを安全かつ正常に動作させるための優れた部品を取り揃えています。

掘削機の油圧システムがどのように機能するかをステップごとに理解できました。ポンプからバルブまで、各部品は機械を動かす上で重要な役割を果たします。システムの種類を理解することで、作業に最適な掘削機を選ぶことができます。システムの仕組みを理解することで、問題を早期に発見し、機械をより長く稼働させることができます。

• システムに関する知識があれば、より適切な制御とより安全な操作が可能になります。

• 作業を始める前に必ず液体、フィルター、ホースを点検してください。

FAQ

掘削機の油圧液のレベルはどのくらいの頻度で確認する必要がありますか?

毎日作業前に油圧オイルの量を確認してください。オイルが少ないと、システムが過熱する可能性があります。また、オイル不足は機械に損傷を与える可能性があります。頻繁に点検することで、漏れを早期に発見できます。

油圧システムのメンテナンスが必要であることを示す兆候は何ですか?

動きが鈍くなったり、異音がしたりしないか注意してください。漏れも警告サインです。オイルの汚れやリフト力の低下は修理が必要です。問題を迅速に解決することで、より大きな問題の発生を未然に防ぐことができます。

掘削機ではどんな油圧作動油でも使用できますか?

いいえ、マニュアルに記載されている作動油を使用してください。不適切な作動油を使用すると、部品が摩耗したり、機械の性能が低下したりする可能性があります。YNF Machineryでは、掘削機用の高品質な油圧作動油を販売しています。

なぜ油圧フィルターを定期的に交換する必要があるのですか?

フィルターは汚れや金属片を捕らえます。フィルターを交換しないと、システムが詰まったり、故障したりする恐れがあります。フィルターを清潔に保つことで、掘削機の性能が向上します。

信頼できる掘削機油圧システム部品はどこで購入できますか?

YNF Machineryでは良質な部品を購入できます。丈夫なポンプ、ホース、フィルターを販売しています。良質な部品は、掘削機の性能を向上させ、寿命を延ばすのに役立ちます。