回転式掘削リグのフロント、センター、リアに取り付けられたメインウインチの利点と欠点は何ですか?

回転式掘削リグの主ウインチ機構の機能は、掘削パイプを持ち上げたり下げたりすることです。主ウインチ機構は、機械上の位置によって前部、中間、後部の3種類に分けられ、主ウインチ機構の駆動形式によってシングル減速駆動とダブル減速駆動の2種類に分けられます。本稿では、3種類の配置と2種類の駆動形式の主ウインチ機構の構造と特徴を紹介します。

1. メインウインチ機構レイアウト

主ウインチ機構は、回転式掘削リグのマストまたはラフィング機構に設置され、前部主ウインチ機構と呼ばれます。回転プラットフォームの中央、つまり旋回ベアリングの中心近くに設置されているものは、中間主ウインチ機構と呼ばれます。回転プラットフォームの後部、つまりエンジンの後、カウンターウェイトの前に設置されているものは、後部主ウインチ機構と呼ばれます。

（１）フロントメインウインチ機構

フロントメインウインチ機構の配置は、掘削機のシャーシから改造された中小型回転式掘削リグによく使用され、主に単一の油圧モーターで駆動されます。マストやラッフィング機構のスペース制限のため、このタイプのメインウインチ機構は小径ドラムを採用し、ドラムには多層鋼線ロープが巻かれています。
小型回転式掘削リグ

フロントメインウインチ機構には、次の3つの主な利点があります。第1に、メインウインチ機構を車両の旋回プラットフォームに取り付ける必要がなく、シャーシの変形作業負荷が小さいことです。第2に、自家製シャーシを備えた回転式掘削リグの旋回プラットフォームレイアウトをよりコンパクトで合理的にすることができ、旋回プラットフォームの面積を削減し、回転式掘削リグの操作を器用で便利にすることができます。第3に、メインウインチ機構の揚力はマストに対して正圧のみを及ぼし、マストに対して曲げモーメントを及ぼさないため、マストの柔軟性と利便性が向上します。第3に、メインウインチ機構の揚力はマストに対して正圧のみを生じ、マストに対して曲げモーメントを生じないため、マストの力はより合理的です。

フロントメインウインチ機構の欠点は、ドラムに多層ワイヤーロープしか巻き付けられず、ワイヤーロープが飛び跳ねたり、ロープが乱れたり、ロープが噛み込んだりするなどの現象が発生しやすく、ワイヤーロープの耐用年数が短くなることです。

（２）中間主ウインチ機構

中間主ウインチ機構の配置形式は、主に中型および大型回転式掘削リグの専用シャーシに使用されています。ウインチは主に単層または二重層の巻きロープで、そのほとんどは二重油圧モーターと二重減速機で駆動され、少数は二重油圧モーターと単一減速機で駆動されます。
中型回転式掘削リグ

中型回転式掘削リグには、主に次の 4 つの利点があります。第 1 に、より大きな直径の単層巻き取りドラムを取り付けることができるため、ロープの飛び、ロープの乱れなどの欠点を回避し、ワイヤロープの耐用年数が向上します。第 2 に、メイン ウインチが旋回ベアリングの中心に近く、メイン ウインチの昇降時に旋回ベアリングと旋回プラットフォームのメイン ビームに作用する曲げモーメントが小さくなります。第 3 に、ワイヤロープがマストの背面にあるガイド シーブに巻き付く角度が小さくなり、シーブの曲げ角度が小さくなり、シーブの曲げモーメントが小さくなります。第 3 に、ワイヤロープがマストの背面にあるガイド プーリに巻き付く角度が小さくなり、プーリの摩耗が小さくなります。第 4 に、メイン ウインチ機構の揚力によってマストに作用する曲げモーメントが小さくなります。

センターマウント型メインウインチ機構の欠点は、自家製または特注の専用シャーシしか使用できないこと、旋回プラットフォームの面積が大きいこと、メインウインチ機構の設置とメンテナンスが不便なことです。

（３）後部メインウインチ機構

後部主ウインチ機構は、主に掘削機のシャシーを改造した大型回転式掘削リグに使用され、単層ロープ巻き取りドラムを採用し、主にダブル油圧モーターとダブル減速機で駆動され、少数はダブル油圧モーターとシングル減速機で駆動されます。
大型回転式掘削リグ

後部メインウインチ機構には、主に次の3つの利点があります。第一に、掘削機のシャーシを使用できるため、別途特別なシャーシを設計する必要はありません。第二に、単層ロープリールを使用して、ロープの飛び、ロープの乱れなどの現象を回避できるため、ワイヤーロープの耐用年数が向上します。第三に、メインウインチ機構がカウンターウェイトの前に配置されているため、カウンターウェイトの一部が増加し、回転式掘削リグの安定性が向上します。

後部主ウインチ機構の欠点は4点あります。第一に、前部主ウインチ機構と比較して、後部主ウインチ機構は掘削機のシャシーに対する改造作業負荷が大きいです。第二に、ワイヤーロープがマストガイドプーリーの背面に巻き付くため、ワイヤーロープとプーリーの磨耗が大きく、ワイヤーロープの耐用年数が短くなります。第三に、ワイヤーロープが後部プーリーの周りで上げ下げされるとき、マストが負担する曲げモーメントが大きくなります。第四に、主ウインチ機構が後方に位置するため、旋回ベアリングに大きな転倒モーメントが発生し、旋回プラットフォームのメインビームに大きな交番荷重がかかるため、旋回プラットフォームのメインビームに疲労損傷が生じやすくなります。