掘削機用ボルトオンゴムパッドとは何ですか?

掘削機用ボルトオンゴムパッド は取り外し可能なポリウレタンまたは天然ゴムのインサートで、掘削機の既存のボルト パターンを使用して掘削機の車台のスチール製トラック シューに直接取り付けられます。スチールシューを完全に置き換えるのではなく、地金のトラックとその下の作業面の間に耐久性のあるゴム製のインターフェースを追加します。この一見単純な追加により、掘削機はコンクリート、アスファルト、タイル、デリケートな地面を引き裂く機械から、跡を残さずに同じ表面を横切って作業できる機械に変わります。

このコンセプトは、現代の建設の多くを定義する現実的な緊張感から生まれました。重機は、工事の各段階間、完成した表面を横切って、表面の損傷が契約上禁止されているか、経済的に破滅するような環境（市の中心部、病院のキャンパス、空港のエプロン、遺跡など）を通って移動する必要があります。ボルトオンのゴムパッドは、オペレータに機械の能力と現場の保護のどちらかを選択させることなく、この張力を解決します。

スチールシュー全体を置き換えるボルトオン式ゴム製トラックシューとは異なり、ボルトオン式ゴムパッドは既存のスチールシューの上に取り付けられ、耐久性を維持します。

マシンのオリジナルのトラック形状を維持しながら、状況が変化した場合には数分で取り外すことができる表面保護を追加します。

ボルトオンゴムパッドと他のトラック保護システムの違い

掘削機の軌道保護の市場では、それぞれに異なるエンジニアリング哲学を持ついくつかの競合するアプローチが提供されています。この状況の中でボルトオンのゴム製パッドがどこに位置するかを理解することは、仕様を適切に決定するための第一歩です。

クリップ式ゴムパッド — スナップオンまたはクランプオンパッドとも呼ばれます — ボルトや工具を使用したり、元のシューのハードウェアを取り外したりすることなく、トラックシューのグローザーバーに取り付けます。非常に素早く取り付け、取り外しができるため、短時間の道路横断や時折の舗装面の横断に人気があります。制限は保持力です。移動速度が速い場合や平坦でない地形では、クリップオン パッドが外れやすく、安全上の危険と回収の負担が生じます。

ボルトオンゴムパッド 掘削機の既存のトラック シュー ボルト穴 (機械のサイズやメーカーに応じて、通常はシューごとに 2、3、または 4 つ) を使用して、振動、斜面移動、またはより高い動作速度によって外れない機械的に安全な接続を実現します。トレードオフは取り付け時間です。中型掘削機の両方のトラックに完全にボルトオン式パッドを取り付けるには、基本的な手動工具を使用すると 1 ～ 2 時間かかりますが、クリップオン式の場合は 20 分かかります。

ゴムクローラシステム 、全ゴム製の連続トラックがスチール製のアンダーキャリッジを完全に置き換えたもので、最高の乗り心地と最低の接地圧を提供しますが、多大なコストがかかり、交換時間が長くなり、岩場や摩耗性の高い状況では耐久性が低下します。主にスチール製トラックで作業するものの、定期的な表面保護が必要なほとんどの請負業者にとって、ボルトオン パッドは最も実用的で経済的なソリューションとなります。

構造と材料

ボルトオン式ゴムパッドの性能は、相互作用する 3 つの材料と設計変数、つまりゴムコンパウンド、内部補強構造、トラックシューに固定するために使用されるハードウェアシステムによって決まります。

ゴムコンパウンド。 プレミアムボルトオンパッドは、天然ゴム、ポリウレタン、または耐摩耗性、引き裂き強度、硬度が調整されたブレンドコンパウンドから製造されています。 60 ～ 75 のショア A 硬度評価は、掘削機パッドの主流の仕様を表します。衝撃を吸収し、表面の小さな凹凸に適合するのに十分な柔らかさ、鋼製トラックの接触圧力による急速な摩耗に耐えるのに十分な硬さです。ポリウレタンベースの化合物は一般に、耐摩耗性と油汚染耐性の点で天然ゴムよりも優れていますが、天然ゴム化合物は、ポリウレタンが硬化して亀裂が発生する可能性がある極低温において優れた性能を発揮する傾向があります。

内部補強。 高品質のボルトオンゴムパッドには、ゴム本体に加硫されたスチールプレートまたは織られたスチールコード層が組み込まれています。この内部スケルトンは、トラックシューのグローザーからの集中荷重をパッドの設置面積全体に分散させ、荷重によるゴムの過度の変形を防ぎ、パッドの耐用年数を大幅に延ばします。内部補強のないエコノミーグレードのパッドは、軽い時折の使用には十分機能しますが、機械の重量が続くと、特にスチールシューの接触ゾーンでは急速に圧縮され、劣化します。

ハードウェアと保持システム。 パッドをトラックシューに固定するために使用されるボルト、ナット、および保持金具は、非常に重要なコンポーネントです。パッドは継続的な衝撃荷重、振動、およびトラックがドライブ スプロケットとアイドラーに巻き付くときに発生する回転力にさらされるため、留め具はメーカーの仕様に従ってトルクをかけ、定期的に確認する必要があります。ほとんどのボルトオンパッドシステムは、支配トルクを備えたグレード 8.8 または 10.9 メートルのボルト、または自己緩みに耐えるフランジ付きナットを使用しており、多くの場合、クランプ力をボルト穴に集中させるのではなく、パッドの幅全体に分散させるスチール製のバッキング プレートが含まれています。

アプリケーションと動作環境

掘削機用のボルトオン式ゴムパッドが測定可能な価値をもたらす状況の範囲は、多くの機器管理者が当初認識していたよりも広範囲に及びます。

サイズと互換性

特定の掘削機に適切なボルトオン ゴム パッドを選択するには、トラック シューの幅、ボルト穴のピッチ (シューの長さに沿ったボルト穴間の中心間の距離)、およびシューごとのボルト穴の数という 3 つの相互に依存するパラメータを一致させる必要があります。これらのいずれかが間違っていると、パッドを取り付けることができなかったり、荷重が正しく集中しなかったり、最も危険なことに、フィットしているように見えても動作条件下で緩んだりする可能性があります。

動作重量 1 ～ 6 トンのミニおよびコンパクト掘削機のトラック シューの幅は通常 230 mm ～ 400 mm ですが、6 ～ 20 トンの中型機械では通常、幅 400 mm ～ 600 mm のシューが使用されます。 20 トンを超える大型の量産掘削機では、幅 600 mm ～ 900 mm のシューを使用する場合があります。ゴムパッドメーカーは対応する幅のパッドを製造しており、保護される接触面積を最大化するためにスチールシューの端を越える適度な張り出しを提供するものもあります。

ボルト穴のピッチはメーカーやトラックリンクの設計によって異なります。ほとんどの主要な掘削機 OEM (キャタピラー、コマツ、日立、ボルボ、リープヘル、斗山、現代) は、機械重量クラス内でボルト パターンを標準化しており、アフターマーケットのゴム パッドのサプライヤーは、機械のモデルと年式ごとに相互参照された詳細な互換性チャートを発行しています。サプライヤーのカタログに掲載されていない機械用のパッドを注文する場合、シューの幅、シューごとのボルトの数、測定されたボルト穴のピッチ寸法を提供すると、ほとんどのメーカーが互換性を確認したり、最も適合する製品を特定したりできます。

掘削機のトラックシューには、皿ボルトのプロファイルを使用するものと、貫通ボルトの配置を使用するものがあることに注意してください。この違いは取り付け面のパッドの設計に影響し、2 つのシステムには互換性がないため、注文前に確認する必要があります。

インストール手順

体系的な取り付けアプローチは、信頼性の高いボルトオンゴムパッド保持を実現する上で最も重要な要素です。使用中にパッドが緩む場合は、ほとんどの場合、不適切なトルク、ボルトのねじ山の汚れ、または不適切なハードウェアが原因であり、パッド自体の欠陥ではありません。

まず、各トラックシューの表面を徹底的に洗浄し、スチールシューの表面とネジ山付きボルト穴の両方から泥、グリース、緩んだ錆を取り除きます。パッドのスチール製バッキング プレートとトラック シューの面の間にゴミが挟まると、荷重がかかると圧縮され、ファスナーの予圧が失われ、パッドが緩んでしまいます。ワイヤーブラシと溶剤ワイプは最低限の準備です。ひどく腐食した靴の場合は、アングル グラインダーのフラップ ディスクを使用すると座面がより効果的に復元されます。

取り付けボルトをパッドの事前に開けられた穴に通し、トルクを加える前にシューのボルト穴に指で締めて固定します。この順序により、クランプ力が適用される前にパッドが正しく位置合わせされ、平らに固定されることが保証されます。ハードウェア システムに卓越トルク ナットが含まれていない限り、ねじロック コンパウンド (中程度の強度 (青色) のロックタイトまたは同等品) をボルトのねじ山に塗布します。この場合、機械的なロック動作により嫌気性接着剤が不要になります。

すべてのボルトをメーカーの仕様に従って十字パターンで締め、各ボルトを順番に最大値まで締めるのではなく、2 回または 3 回段階的に締め付けます。一般的なトルク値の範囲は、ミニ掘削機のパッドの 120 Nm から大型機械のパッドの 350 Nm 以上です。機械のサイズから推測するのではなく、必ずパッドメーカーの取り付け説明書の仕様を確認してください。

最初の取り付け後、最初の 2 ～ 4 時間の運転後にボルトのトルクを再確認してください。新しいファスナー アセンブリはベディングイン期間を経て、この期間にねじの接触面がわずかに圧縮され、クランプの負荷が軽減されます。この段階での 1 回の再トルクチェックで、パッドの損失に至る前に大部分の緩みイベントを検出できます。

動作制限とベストプラクティス

掘削機用のボルトオンゴムパッドは、スチールトラック機械が作業できる表面の範囲を大幅に拡張しますが、オペレータと現場管理者が理解する必要がある定義された性能範囲内で動作します。

速度制限。 ほとんどのボルトオンゴムパッドメーカーは、最大移動速度 (通常は 3 ～ 5 km/h) を指定しており、パッドを取り付けた状態ではこの速度を超えてはなりません。高速になると、パッドとシューの境界面にかかる動的負荷が急激に増加し、スプロケットの巻き付け点でのファスナーの緩みやパッドの摩耗が加速します。移動速度がオペレータによって制御される機械では、この規律には積極的な管理が必要です。自動速度制限を備えた新しいマシンでは、プログラム可能なガバナーが制限を自動的に強制できます。

岩が多く、傷つきやすい表面。 ボルトオン式ゴムパッドは、鋭利な岩石、解体瓦礫、または研磨性の高い骨材上での継続的な作業向けには設計されていません。このような表面上でパッドを走行させると、摩耗が劇的に加速し、スプロケットの境界面でパッドが裂ける危険性が高まります。機械が保護された表面と荒れた地面の間を移動する必要がある混合地形プロジェクトでは、パッドを素早く取り外して再取り付けできる機能は、真の運用上の資産となります。

掘削とサイドローディング。 標準のゴムパッドの設計は、アクティブな掘削サイクル中に発生する横方向の力やねじり力ではなく、移動と位置決めのために最適化されています。ほとんどのメーカーは、シューの界面でパッドの剥離を引き起こす可能性のあるせん断力を避けるために、パッドを取り外す必要があること、または少なくとも激しい掘削を行う場合は裸の鋼鉄の上に機械を再配置する必要があることを指定しています。

極端な温度。 極寒の気候では、特に -15°C 未満の温度では、天然ゴム配合物が硬化し、衝撃亀裂が発生しやすくなることがあります。ポリウレタン化合物は一般に、低温に対して柔軟性を維持しますが、研磨面での長時間の高速走行によって発生する熱に対する耐性が劣る場合があります。使用地域の気候に合わせて配合物を選択することは、耐用年数が長い機器にとって重要な点です。

耐用年数と摩耗インジケーター

ボルトオンゴムパッドの耐用年数は、使用条件、走行距離、表面の種類、パッドの品質によって大きく異なります。制限速度を遵守した清潔で滑らかなコンクリート上では、高品質の強化パッドは 1,000 ～ 2,000 時間の稼働時間に耐えることができます。同じパッドを摩耗面で部分的に使用したり、過度の速度で使用したりすると、200 ～ 400 時間で摩耗する可能性があります。したがって、パッドの故障によって交換の必要性を発見するのではなく、パッドの取り付け日と機械の稼働時間の正確なログを維持することが、交換の必要性を予測する唯一の信頼できる基準となります。

シフト前のチェックごとに目視検査を行い、4 つの主要な摩耗インジケーターを探す必要があります。まず、全体的な厚さの削減です。ほとんどのパッドは、タイヤのトレッド摩耗インジケーターと同様に、ゴム本体に使用可能な最小厚さのマーキングが成形されて製造されています。ゴムがこのインジケーターまで摩耗すると、使用を続けると内部補強プレートが地面に露出する危険があり、プレートが急速に損傷し、パッドが使用できなくなります。第二に、パッドの端、特にパッドがドライブスプロケットとアイドラーに巻き付く部分での塊や破れは、ゴムコンパウンドが疲労し、構造上の破損が近づいていることを示しています。第三に、パッドの周囲に隙間や浮きとして見える、スチール製バッキングプレートからのゴム本体の剥離は、加硫接着が失敗し、パッドがシューから剥離する危険性があることを示しています。第 4 に、靴の留め具が緩んでいたり紛失していたり​​します。手の圧力で動く可能性のあるパッドは、投げられそうなパッドです。

経済分析: パッドのコストと表面損傷のコスト

ボルトオン式ゴムパッドのビジネスケースは、ほとんどの運用状況において簡単ですが、値する精度で定量化されることはほとんどありません。 8トンから14トンクラスの中型掘削機用のボルトオンゴムパッドのフルセット（両方のトラックのすべてのシューをカバー）は、通常、パッドの品質、機械のサイズ、サプライヤーに応じて1,200ポンドから3,500ポンドの費用がかかります。これはセットごとの 1 回限りの調達コストであり、耐用年数にわたってパッドが磨耗すると交換セットが必要になります。

対照的に、単一の表面損傷事故の費用は、狭い面積のアスファルト修復の場合は数百ポンドから、専門の床材（エポキシでコーティングされた医薬品製造床、磨かれたコンクリートのショールームの表面、または遺産の石舗装）の損傷の場合は数万ポンドに及ぶ可能性があり、同様の修復には専門の材料と熟練した職人技が必要です。ほとんどの管轄区域では、この種の偶発的損害については請負業者が全面的に責任を負い、特別な裏書がない限り標準的なプラント保険でカバーされることはほとんどありません。

表面損傷インシデントには、直接的な修理費用に加えて、定量化するのが難しい間接的な費用がかかりますが、総額では多くの場合、原状回復が完了するまでのプロジェクトの遅延、クライアントとの風評被害、潜在的な契約上の罰金、クレーム処理と文書化に費やされる管理時間などが挙げられます。このレンズを通して見ると、ボルトオンのゴム製パッドのフルセットのコストは、都市や産業の建設現場で不快な規則性によって現実化するリスクに対する取るに足らない保険になります。