産業用ホイール入門：施設に最適なトラックシステムの選び方

産業用トラックおよびホイールシステムで知っておくべきこと

産業用スチールホイールは、製造業、鉱業、倉庫などでカートや機器をレール上で走行させるために使用されます。レール上の生産は秩序立っており予測可能です。また、トラックシステムは車輪付き車両と比較してエネルギーとメンテナンスを節約できます。ホイールを注文する前に、アプリケーションの具体的なニーズを検討する時間を取ってください。

これらのホイールは何に使用されますか？

金属ホイールはすべて似て見えるかもしれませんが、産業用途で使用される低RPMホイールは、列車、地下鉄、ライトレールで使用される大容量・高速ホイールとは異なります。

材質、製造プロセス、サイズ、作業プロファイル、安全作業荷重、高速用途で使用されるブッシュやベアリングは、低RPM用途に必要なものとは大きく異なります。高速で走行する列車は、ブレーキ、カーブ、荷重の再分配、動力の車輪への効率的な伝達に対処する必要があります。

Reliance Foundryの産業用ホイールは、時速3マイル（約4.8km/h）以下で定格されています。

産業用ホイールは何の金属で作るべきですか？

高速用と低速用の産業用ホイールには異なる合金が使用されます。

人を運ぶものは、より低速であっても安全係数のために高速列車用ホイールの規格が適用される傾向があります。ASTM A551はこれらの目的で使用される炭素鋼合金を規定しています。これらの鋼合金は、高速、高RPM、重荷重、激しいブレーキに耐えるために熱処理が必要です。地域によってはAISI 1060または1070炭素鋼が指定される場合もあります。

低速用途では、同等の性能を発揮するために同じ組成や熱処理は必要ありません。低速で作動する鋳造炭素鋼製産業用ホイールは、与えられた作業荷重を処理できるようタフに設計される必要がありますが、ブレーキや摩擦に対する同じ許容度は必要ありません。一般的に鋳造鋼にはASTM A915 Grade SC1040を、鍛造または機械加工部品にはASTM A29 Grade 1045鋼を使用します。

ホイール材質について詳しくは：スチール vs 鋳鉄 産業用ホイール

シングルフランジとダブルフランジ、どちらが必要ですか？

シングルフランジホイールは、ホイールの片側からのみレールをリムで挟み込みます。ダブルフランジホイールは両側にリムがあります。

シングルフランジホイールは、フランジを適切な距離に配置するアクスルによって、正確に間隔を空けたレール上に保持されます。シングルフランジは、ポイントやフロッグ（列車をある線路から別の線路へ移動させる装置）を従来通り使用できるため、列車や高速鉄道でより多く使用されます。一方、ダブルフランジホイールは単一レール上を移動するのに最適です。ダブルフランジホイールはより安全性が高く、レール上のゴミやレールのわずかなズレがあっても脱線を防ぐのに役立ちます。

フランジについて詳しくは：シングルおよびダブルフランジホイール

安全作業荷重（SWL）とは？

産業用ホイールには、材質、サイズ、構造に基づいて計算された安全作業荷重があります。この荷重は動的な移動用途向けに計算されています。

ホイールあたりの安全荷重を求めるには、カートの重量と積載荷重を足し、安全係数（多くの場合25%）を掛けます。例：

総作業荷重 = (カート重量 + 積載重量) × 1.25

この安全係数が用途に適切かどうか、担当エンジニアに確認してください。

各ホイールの安全作業荷重は、総作業荷重をカートのホイール数で割った値以上である必要があります。

ホイールあたりの安全作業荷重 = 総作業荷重 ÷ ホイール数

SWLについて詳しくは：ホイールの安全作業荷重の評価方法

どのサイズの産業用ホイールを選ぶべきですか？

あらゆる用途において、機能とコストのバランスが重要です。大径ホイールは単位回転あたりの移動距離が長く、単純機械として機械的利得があります。しかし、大きなホイールにはより大きなトルクが必要で、エンジンからの動力も増大します。

したがって、ほとんどの産業用カートは可能な限り最小のホイールを使用します。カートのシャーシをレール上のゴミや障害物を越えるために十分な高さにする必要がある場合は、大径ホイールが重要になります。

ホイールの物理学について詳しくは：車輪：複雑な単純機械

金属ホイールのトレッド形状はどう選ぶべきですか？

スチールカートホイールはトレッド面にさまざまなプロファイルを持たせることができます。

作業面はレール上での保持、効率的なカーブ走行、摩擦低減に関与します。カーブのあるレールでは、テーパー付きトレッドにより列車がカーブを通過できます。剛性アクスルは2つのホイールを同じ距離に保ち同一RPMで回転させますが、テーパーにより片方のホイールがより長い距離を移動するため、曲線軌道を走行できます。

ほとんどのダブルフランジ産業用ホイールは大きなカーブに対応する必要がなく、通常は用途に応じてフラットまたはV字形のプロファイルを持ちます。ダブルフランジホイールでは、レールサイズと互換性のあるトレッドサイズを見つけることが重要です。ダブルフランジはレールの小さなズレやゴミに対応できる必要があります。

ホイールボアの内径はどう決めるべきですか？

ホイールのボアは、アクスルを挿入するホイール中央の穴です。

ボアの内径はアクスルがはまる部分です。担当エンジニアに適切なボアサイズを確認してください。公差は重要で、用途によって異なります。高温の窯で適切なものは、冷凍庫では適切でない場合があります。

ブッシュは必要ですか？

ブッシュはホイールのボアにぴったりとはまるスリーブで、ホイールとアクスルシステムの摩擦を減らします。ブッシュは交換可能なためホイールの摩耗を防ぎ、ホイールの作業寿命を延ばすこともあります。また、単に機械的効果を目的とする場合もあります。

ブッシュは、ホイールボア用のもう一つの一般的な部品であるベアリングとは異なる働きをします。ブッシュはアクスルが表面を滑るのに対し、ベアリングは小さな回転円筒や球を使って摩擦を減らします。

ブッシュを選ぶ際は、内径（ID）、外径（OD）、公差が重要なエンジニアリング詳細です。ブッシュの外径はホイールボアの直径にぴったりとはまる必要があります。内径はブッシュ中央の穴の直径を表します。公差は、用途の要件に応じてこれらの測定値にどれだけの精度が必要かを示します。機械システムは環境と荷重に基づいて大きく異なるため、注文時にこれらの要求を正確に伝える必要があります。

ブッシュは出荷前に取り付けることも、現場でエンジニアが取り付けるために別送することもできます。

ブッシュについて詳しくは：ホイールにベアリングかブッシュ、どちらが必要？

青銅ブッシュ vs ナイロンブッシュ：どちらが適していますか？

市販されているブッシュには多くの種類があります。産業用ホイールでは、青銅ブッシュ（焼結または鋳造）とナイロンブッシュが最も一般的です。

ナイロンブッシュは安価で摩擦が低く、荷重の滑り運動に強いです。材質自体に潤滑剤を含むものもあります（Nyloilブッシュなど）。青銅ブッシュ、特に鋳造青銅は非常に重い荷重の用途で使用されます。焼結青銅は通常オイルを含浸させており、両方の利点を兼ね備えています。

潤滑剤は必要ですか？

一部のブッシュは潤滑剤なしで使用されます。青銅ブッシュは、接触して滑る金属同士が互いに摩耗し、材質がピリングや堆積を起こす「ガリング（焼き付き）」を防ぐ金属であるため選ばれることが多いです。

一部のブッシュ（Nyloilブッシュや焼結青銅など）には潤滑剤が内蔵されており、摩耗に伴いオイルが放出されます。

他の用途では、スムーズな機能を確保するためにオイルが必要です。このような場合、「ザーク」または「ニップル」と呼ばれる小さな穴のあるホイールが必要です。これはボアにオイルを供給するためのものです。一部のブッシュにはザークとグリース溝が付いていますが、多くの場合これらのホイールはブッシュなしで使用されます。

産業用トラックホイールは、多くの倉庫および製造用途に最適なソリューションです。弊社の低RPMホイールソリューションは標準品とカスタム品の両方で提供しています。アプリケーションのニーズを把握することは、プラントの安全性と効率にとって重要です。エンジニアに相談して、必要なものを正確に注文してください！