ホースリールはどのように機能しますか?

ホース リールは、回転ドラムの周りにフレキシブル ホースを巻き付け、ホースの展開、保管、格納方法を制御することで機能します。動作原理は比較的単純ですが、工業用ホースリールは、ドラム、シャフト、ベアリング、スイベル、ホース、巻き取り機構、ホースガイド、取り付け構造が含まれる調整された機械アセンブリです。

リールは、流体またはガス供給源への継続的な接続を維持しながら、ホースが移動できるようにする必要があります。同時に、ホースの曲がり、回転運動、収縮力を制御する必要があります。

異なるホースリールは、異なる駆動機構を通じてこれを実現します。スプリング-駆動、ハンド-クランク、モーター-駆動、油圧駆動のリールはすべて同じ基本的なドラム-と-の概念を使用しますが、ドラムの回転を生成および制御する方法は異なります。

ホースリールの仕組みを理解することは、圧縮空気、水、作動油、グリース、燃料、洗浄液、その他の産業用途の機器を選択する際に重要です。

基本的な動作原理は回転ストレージです。

ホースを床に放したままにしたり、手で巻き付けたりする代わりに、ホースを円筒形のドラムに巻き付けます。ドラムは中心軸を中心に回転し、ホースを引き出したり、巻き戻したりできます。

動作サイクルは 3 つの段階に分けることができます。

エンジニアリング上の重要な問題は、供給接続が静止したままであるにもかかわらず、ドラムが回転することです。これが、スイベル アセンブリが工業用ホース リールの重要な部分である理由です。

典型的な工業用ホースリールは、連携して動作する複数の機械システムとして理解できます。

正確な構成は、ホースのサイズ、圧力、媒体、取り付け位置、巻き取り方法によって異なります。

ドラムは、ベアリングまたはその他の回転サポートによって支持されたシャフトに取り付けられています。

ホースが外側に引っ張られると、ホースに加えられる力によってドラム軸の周りに回転モーメントが生じます。

ホースが引っ張られるとドラムが回転し、追加のホースが解放されます。

ホースを縮めるとドラムの回転方向が逆転します。

必要なトルクは、巻線プロセス全体を通じて一定ではありません。ホースがドラム上に蓄積されると、有効巻き取り半径が増加します。したがって、ホース張力とドラムトルクの関係は、リールに残っているホースの量に応じて変化します。

スプリングは使用可能なホースの長さ全体にわたって適切なトルクを提供する必要があるため、これはスプリング駆動リールの場合に特に重要です。{0}}

これがスイベルジョイントの役割です。

ホースリールの片側は固定供給ラインに接続されています。反対側はドラムと一緒に回転します。従来の固定接続では、ドラムが回転するとねじれてしまいます。

スイベルにより、作動媒体の密閉された通路を維持しながら回転運動が可能になります。

簡略化されたフロー パスは次のとおりです。

したがって、スイベルは 2 つの機能を同時に実行します。

• ■回転運動を可能にします。
• ■圧力を含む流体経路を維持します。-

産業用途の場合、スイベルは使用圧力、温度、流体適合性、接続サイズ、必要な回転性能に応じて選択する必要があります。

リールの最大圧力はドラムの構造だけで決まるものではありません。ホース、スイベル、フィッティング、シール、その他の耐圧コンポーネントを一緒に検討する必要があります。-

バネ駆動のホースリールは、蓄積された機械エネルギーを使用してホースを巻き取ります。{0}}

リールの内部には、ドラムに接続されたプリロードされたスプリングがあります。

オペレーターがホースを外側に引っ張ると、次のようになります。

オペレーターがホースの戻しを許可した場合:

このため、スプリング リールは外部の電力や油圧源を使用せずにホースを自動的に戻すことができます。

必要なばね特性は以下によって異なります。

• ✔ホースの長さ
• ✔ホース径
• ✔ホース重量
• ✔ドラム直径
• ✔設置方向
• ✔摩擦
• ✔必要な後退力

スプリングが弱すぎるとホースを完全に引き込むことができない場合があります。スプリングが強すぎると、ホースの展開が困難になり、急激な収縮が発生する可能性があります。

手回しリールは、自動バネ収縮機構を手動で操作する機械式駆動機構に置き換えます。-

クランクは、シャフトまたはギア構成を介してドラムに接続されています。

オペレーターがクランクを回すと、次のようになります。

ホースを展開するには、オペレーターがドラムからホースを引き出し、ドラムが反対方向に回転できるようにします。

ハンドクランク システムにより、巻き取りプロセスを直接制御できます。{0}

これらは次の場合に特に役立ちます。

• ✔ホースが長いです。
• ✔ホースは重いです。
• ✔格納は自動である必要はありません。
• ✔オペレーターは正確な巻き取り制御を必要とします。
• ✔リールはモバイル機器に取り付けられます。

クランク機構は機械的な利点も提供し、重いホースを管理するために必要な手動の力を軽減します。

モーター駆動のホースリールは、外部電源を使用してドラムを回転させます。

アプリケーションに応じて、ドライブは次のようになります。

• ■電気
• ■油圧
• ■空気圧

基本的な操作シーケンスは次のとおりです。

一般に、モーター駆動の構成は、ホースが長すぎたり重すぎたりして実際のスプリング操作や手動操作ができない場合、または頻繁に自動引き込みが必要な場合に検討されます。{0}}

たとえば、作業車両に取り付けられた油圧ホース リールは、車両の油圧システムに接続された油圧モータを使用する場合があります。

電動システムでは、次のような追加のエンジニアリング上の考慮事項が必要になります。

• モータートルク
• 回転速度
• 減速機
• 制動
• 制御システム
• 電源
• ホースの張力
• 非常停止

ホースガイドは、ホースがリールにどのように出入りするかを制御します。

適切なガイドがないと、ホースが望ましくない角度でドラムに近づき、横荷重や不均一な巻きが発生する可能性があります。

ガイドはローラーやその他の低摩擦表面を使用して、ホースの動きを制御できます。{0}}

動作中:

格納中:

適切に設計されたガイドにより、ホースが 1 か所に集まるのではなく、ドラム全体に分散されます。

オペレーターがホースをさまざまな角度で引っ張る場合、これはますます重要になります。

ホースの巻き取りは単にドラムを回転させるだけではありません。

多くのリールでは、整理された保管を維持するために、ホースをドラムの幅全体に分散させる必要があります。

ホースが同じ箇所に繰り返し入ると、局所的に複数の層が形成されることがあります。これにより、以下が作成される可能性があります。

• ■偏巻き
• ■局所直径の増加
• ■側面荷重が大きい
• ■利用可能なホース容量の減少
• ■摩擦が大きくなる
• ■難しい展開

したがって、一部のリール設計には、ドラムの回転に伴ってホースを横方向に移動させるガイド機構が組み込まれています。

巻き付けパターンは次の要素によって決まります。

• ホース外径
• ドラム幅
• ドラム直径
• ホースの剛性
• ガイド配置
• ホース層数

大容量リールの場合、複数の層により有効ドラム半径が大幅に変化する可能性があるため、これらの要素が特に重要になります。{0}

ドラムの直径は、ホースにかかる曲げに直接影響します。

ホースをドラムに巻き付けると、ホースが湾曲します。ドラムがホースに対して小さすぎる場合、繰り返し巻き付けるとホースが過度に曲がる可能性があります。

このため、リールを選択する際には、ホースに指定された最小曲げ半径を考慮する必要があります。

この問題は、以下の場合に特に重要です。

• ✔油圧ホース
• ✔高圧ホース-
• ✔強化ホース
• ✔大径ホース-
• ✔頻繁にサイクリングされるホース

適切なリールは、ホースの許容曲げ半径と互換性のある巻き取り直径を提供する必要があります。

自動リールの場合、巻取り力は重要な性能パラメータです。

リールはいくつかの抵抗を克服する必要があります。

実際の動作はリールの設計と操作位置によって異なります。

たとえば、垂直に取り付けられたリールでは、重力がホースに影響を与えるため、水平に取り付けられたシステムとは異なるホース張力要件が必要になる場合があります。

バネ駆動リールでは、バネの状態に応じて利用可能なトルクも変化します。{0}

したがって、ホースの長さに基づいてスプリング リールを指定するだけでは十分ではありません。ホースの重量とホースの外径も同様に重要です。

リール容量とは、特定のドラムに保管できるホースの量を指します。

容量は主に以下によって決まります。

• ドラム直径
• ドラム幅
• ホース外径
• 巻線層数
• 利用可能なストレージ容量

ホースの外径は特に重要です。

たとえば、外径が小さい 20 m のホースは、外径が大きい 20 m のホースよりもドラム体積を大幅に小さくすることができます。

これは、リールの選択にはホースの長さや内径のみではなく、実際のホースの外径を使用する必要があることを意味します。

典型的なバネ駆動の工業用リールは、次のサイクルで説明できます。{0}

この繰り返しサイクルがあるため、1 日に何度も使用される工業用リールではサイクル寿命が重要な考慮事項となります。

ホースストッパーは、ホースがどれだけ縮むかを決定します。

自動リールにおいて、ホースエンドがリールアセンブリ内に完全に隠れるのを防ぎます。

また、次の操作に便利なグラブポイントも確立されます。

ストッパーはホースの直径とリールの構成に適合する必要があります。その位置は、完全に収縮したときにリールの外側で利用できるホースの量にも影響を与える可能性があります。

正しいメカニズムは利便性以上のものに依存します。ホースの重量、長さ、動作周波数、利用可能な電力、設置環境、および必要な制御をすべて評価する必要があります。

動作原理は同様ですが、リールの構成はホースの用途に応じて変わります。

エアホースリール

エア ホース リールは、固定エア ネットワークから空気圧ツールやワークステーションに圧縮空気を送ります。

ホースは接続された機器への適切な流量を維持する必要があるため、圧力定格とホース ID は特に重要です。

ウォーターホースリール

ウォーターリールは、機器の洗浄、工業用洗浄、メンテナンスに頻繁に使用されます。

温水用途では、圧力に加えて温度耐性も考慮する必要があります。{0}

油圧ホースリール

油圧用途では、圧力、ホース補強、曲げ半径、フィッティング、機械的保護について慎重に検討する必要があります。

リール自体は、ホースメーカーの仕様を超える曲げ条件を課してはなりません。

グリスホースリール

グリース リールは、通常の水や空気のサービスよりもかなり高い圧力で動作する場合があります。

したがって、スイベル、ホース、継手、リール アセンブリには適切な圧力定格が必要です。-

これらのコンポーネントはさまざまな機能を実行します。

ベアリング回転ドラムをサポートし、回転抵抗を軽減します。

スイベル静止コンポーネントと回転コンポーネントの間の流体接続を維持します。

シール搬送された媒体が回転インターフェースを通って逃げるのを防ぎます。

3 つのシステムは連携して動作する必要があります。

リールには機械的に堅牢なドラムが付いている場合がありますが、圧力または媒体に対してスイベルが誤って選択されている場合、完全なアセンブリが依然として用途に適さない可能性があります。

これが、工業用ホースリールの設計が単なるホースの保管の問題ではなく、基本的にシステム工学の問題である理由です。

一般的な動作上の問題は、多くの場合、誤った選択、設置、メンテナンスに起因することが考えられます。

したがって、トラブルシューティングは、根本的な原因を特定せずに個々のコンポーネントを交換するのではなく、オペレーティング システム全体から開始する必要があります。

技術的に適切な選択には、少なくとも次のパラメータが含まれている必要があります。

リールは一般的なリールサイズではなく、実際の使用条件に基づいて選択する必要があります。