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高圧油圧システムでは、間違ったスパイラル ワイヤ ホースを指定すると、致命的な噴出、機器のダウンタイム、および重大な安全上の問題が発生します。エンジニアリングチームと調達チームは、DIN EN 856 4SP ホースと 4SH ホースのどちらを選択するかを選択する際、圧力要件、配線の制約、物理的重量、予算のバランスをとるのに苦労することがよくあります。間違った選択をすると、早期に疲労破壊が発生したり、過剰設計のコンポーネントに不必要な出費が発生したりすることがよくあります。仕様書上だけでなく、これらのホースが現場でどのように動作するかを明確に理解する必要があります。このガイドでは、構造の違い、パフォーマンスの測定基準、およびアプリケーションの基準について証拠に基づいて説明します。当社は、技術的なバイヤーが自信を持って正しい製品を評価し指定できるよう、冶金学的変動、曲げ半径の物理学、および設置の現実を調査します。 4SH vs 4SP油圧ホース。 自社システム用の
強化強度: 4SH は 4SP の標準高強度ワイヤと比較して超高強度鋼線を使用しており、大幅に高い使用圧力が可能です。
利用可能なサイズ: 4SP は幅広い直径 (小から大) にわたって製造されていますが、4SH は中から大の直径の用途向けに専用に設計されています。
配線の柔軟性と剛性: 4SH は、同等の内径で 4SP よりも小さい最小曲げ半径を提供することがよくありますが、余分な張力ワイヤにより物理的に剛性が高くなり、設置中に曲がりにくくなります。
実装の実際: どちらのホースも正確なフィッティングの選択とスカイビングが必要です。特定のシステム圧力スパイク、インパルスサイクル、および空間的制約を確認することなく、それらを普遍的に交換できるわけではありません。
目次
DIN EN 856 規格は、鋼線スパイラルで強化されたゴムホースの製造、テスト、および性能要件を規定しています。この仕様により、頑丈な高圧油圧ラインの世界的な均一性が保証されます。機器メーカーはこの規格を利用して、ブランドに関係なく、交換部品が厳格な安全性と動作基準を満たしていることを保証します。現場で機械からホースを引き抜くとき、EN 856 スタンプを見ると、どのようなベースライン性能が期待できるかが正確にわかります。
スパイラル構造は編組構造とは根本的に異なります。 EN 853 規格に適合するような編組ホースには、鋼線が織り込まれています。高衝撃サイクル下では、これらの絡み合ったワイヤーが互いに擦れ合います。この摩擦により熱が発生し、ワイヤのせん断が発生し、ホースの早期破損につながります。スパイラルホースはこれらの交差点を排除します。ワイヤーは交互の層で互いに平行に巻き付けられ、合成ゴムの薄い層で分離されています。この設計は、ワイヤ内部の摩擦を発生させることなく、大規模な圧力スパイクを吸収します。
編組ホースは通常、高衝撃環境では、いくつかの特定の機械的故障が原因で故障します。
ワイヤーの交差摩擦により局所的な加熱が発生し、周囲のエラストマーが劣化します。
伸縮を繰り返すと、織り込まれたワイヤーが交点でせん断されます。
圧力スパイクにより編組マトリックスが不均一に膨張し、外側カバーに弱い部分が生じます。
液体は損傷したインナーチューブを迂回し、破損したワイヤ経路に沿って移動し、カバーのブリスターを引き起こします。
EN 856 規格内では、4SP と 4SH は 2 つの異なるパフォーマンス層を表します。 4SP という名称は 4 スパイラル標準圧力を表しますが、中圧から高圧の用途にも完全に対応します。 4SH の名称は、4 スパイラル超高圧を表します。どちらも 4 層のスパイラル ワイヤを使用していますが、内部エンジニアリングの目標はまったく異なる動作限界です。両方に 4 本のワイヤがあるという理由だけで、これらを同一のコンポーネントとして扱うことはできません。
主な構造上の違いは、補強ワイヤの冶金学にあります。 4SPホースは4層の高張力鋼線をスパイラル状に組み込んでいます。これにより、標準的な重機に優れた耐バースト性が提供されます。対照的に、4SH ホースは 4 層の超高張力鋼線を使用します。 4SH ワイヤーの炭素含有量と伸線プロセスにより、大幅に高い降伏強度が得られます。店頭でフリクションソーで4SHホースを切断すると、4SPと比べてワイヤーの密度と硬さの違いがすぐに感じられます。
この構造の違いは、ホース全体の剛性と耐衝撃疲労性に直接影響します。 4SH の超高張力ワイヤーは、極度の圧力スパイク下でのホースの膨張を防ぎます。作動油の力がより効果的に含まれ、より高い破裂抵抗につながります。ただし、このより強力なワイヤは、設置時や操作時のホースの動作にも影響を与えます。ワイヤーは伸びにくいため、狭いスペースにホースを操作しようとするとホースが反撃します。
4SH はより厚く、高張力のワイヤを使用するため、スパイラルを結合するためにより堅牢なエラストマー層が必要です。これにより、まったく同じ内径の 4SP ホースと比較して肉厚が厚くなり、全体の外径が大きくなります。複数のホースを 1 つのバルクヘッド、ブーム アーム、または保護ナイロン スリーブに通す場合、この外径の違いが大きな空間要因になります。特定のクランプを介して 4 つの 1 インチ 4SP ホースを取り付けることができますが、同じスペースに収まるのは 3 つの 1 インチ 4SH ホースのみです。
外形寸法と重量の比較
内径 (インチ) |
ダッシュのサイズ |
4SP呼び外径(mm) |
4SH 呼び外径(mm) |
4SP重量(kg/m) |
4SH 重量(kg/m) |
|---|---|---|---|---|---|
3/4」 |
-12 |
32.2 |
32.2 |
1.50 |
1.55 |
1' |
-16 |
39.7 |
38.7 |
2.00 |
2.05 |
1.25インチ |
-20 |
50.8 |
45.5 |
3.10 |
2.45 |
1.5インチ |
-24 |
57.2 |
53.5 |
3.80 |
3.30 |
注: 寸法データはメーカーによって若干異なりますが、構造の傾向は EN 856 認定製品全体で一貫しています。
ワイヤーの密度が高く、ゴム壁が厚いため、サイズが大きくなると 4SH が著しく重くなります。重量への影響は、モバイル機器の設計において非常に重要です。数十フィートの 4SH ホースを使用する重量ショベルブームは、4SP を使用するものよりも多くの静的重量に耐えることができます。この重量の増加により、設置中の技術者の肉体的疲労が増大します。重い 4SH アセンブリの操作とサポートには、より多くの肉体的労力と強力なクランプ機構が必要で、多くの場合、1 人ではなく 2 人の技術者が必要になります。
製造上の制限により、各ホース タイプで利用可能なサイズが決まります。 4SP は通常、1/4 インチから 2 インチまでの幅広い内径で入手できます。この多用途性により、小規模なパイロット ラインと大規模なリターン ラインの両方に適しています。さまざまなサイズの 4SP を使用して、中型機械全体を配管できます。
逆に、4SH は一般に中程度から大の直径に限定され、通常は 3/4 インチから 2 インチの範囲になります。 1/4 インチ 4SH ホースを設計するのは非常に非現実的です。 4SH 仕様に必要な超高張力ワイヤにより、小径ホースは完全に柔軟性がなくなります。これは、柔軟なルーティング コンポーネントというよりも、固体のスチール パイプのように動作します。非常に小さな直径で極度の圧力を必要とするシステムは、通常、4SH を小さな設置面積に押し込むのではなく、代替のホース仕様に依存します。
油圧ホースの性能を決定する指標は、最大使用圧力です。特別な高張力ワイヤにより、4SH はこのカテゴリで 4SP を大幅に上回ります。 EN 856 規格では、両方のホースに対して厳密な 4:1 の安全係数を義務付けています。これは、理論上の破裂圧力が規定の最大使用圧力の少なくとも 4 倍でなければならないことを意味します。ホースの使用圧力が 400 バールと定格されている場合、実験室での静的試験中に少なくとも 1600 バールに達するまで破裂してはなりません。
EN 856 ホースの定格圧力の比較
内径 (インチ) |
4SP 最大使用圧力 (bar) |
4SP 最小バースト圧力 (Bar) |
4SH 最大使用圧力 (bar) |
4SH 最小バースト圧力 (Bar) |
|---|---|---|---|---|
3/4」 |
350 |
1400 |
420 |
1680 |
1' |
280 |
1120 |
380 |
1520 |
1.25インチ |
210 |
840 |
350 |
1400 |
1.5インチ |
185 |
740 |
290 |
1160 |
2 |
165 |
660 |
250 |
1000 |
内径が大きくなると、どちらのタイプのホースでも最大使用圧力は自然に減少します。ホース内の表面積が大きくなると、流体によって加えられる外向きの力の合計が増幅されます。 4SH は、すべての共通サイズにわたってはるかに高い圧力定格を維持するため、圧力が日常的に 350 bar を超えて急上昇するヘビーデューティ油圧ドライブには必須です。
エンジニアは、最小曲げ半径と物理的な柔軟性を混同することがよくあります。最小曲げ半径は幾何学的限界です。ホースがよじれたり、平らになったり、ワイヤー補強材に構造的損傷を与えたりする前に、ホースをどの程度強く曲げることができるかを定義します。 4SH は、より高い圧力を処理できるにもかかわらず、多くの場合、同等のサイズの 4SP よりも小さな最小曲げ半径を実現します。余分な張力を備えたワイヤーは優れた構造的完全性を提供し、きつい曲げの際にホースの壁が内側に潰れるのを防ぎます。
柔軟性または剛性とは、その曲がりを実現するために必要な物理的な力を指します。 4SH は幾何学的によりきつく曲げることができますが、かなり剛性が高くなります。技術者は、4SH ホースを最小半径まで曲げるには、かなりの物理的な力を加える必要があります。 4SP は手で操作するのがはるかに簡単です。この剛性は、狭いエンジン コンパートメント内の配線に影響を与えます。堅い 4SH ホースを正しい位置に押し込むと、正しく測定して固定しないと、エンドフィッティングに大きなストレスがかかります。
油圧システムが一定の静圧で動作することはほとんどありません。バルブが急速に開閉し、シリンダーがデッドストップに達し、負荷が急激に変化します。これらの動作により、ウォーターハンマー効果として知られる衝撃波が発生します。これらの圧力スパイクは、ホースの衝撃疲労耐性をテストします。 EN 856 の試験基準では、スパイラル ホースが標準定格を超える高温および高圧での数十万回の衝撃サイクルに耐えることが求められています。
インパルス試験中、ホースは圧力方形波にさらされます。圧力は最大使用圧力の 133% まで上昇し、短時間保持されてゼロに戻ります。これはおよそ 1 秒に 1 回発生します。 4SP と 4SH は両方とも、編組ホースと比較して、これらの高衝撃環境で優れています。ただし、4SH は、ワイヤーを疲労させることなく極度の衝撃荷重を吸収するように特別に設計されています。硬い地面を砕く岩石破砕機や掘削機などの用途では、圧力スパイクは簡単に 4SP の制限を超えます。 4SH の超高張力ワイヤーは、最終的にワイヤーの疲労やホースの破断につながる微小膨張を防ぎます。
4SP と 4SH の両方の標準 EN 856 温度定格は、通常 -40°C ～ +100°C の範囲です。最大 120°C の断続的なピークに対応します。ピーク温度での連続運転は合成ゴムの劣化を促進します。熱によりエラストマーから可塑剤が焼き出され、内側のチューブと外側のカバーが脆くなり亀裂が入るまで硬化します。インナーチューブに亀裂が入ると、高圧流体が鋼線に到達し、急速な腐食と最終的な爆発につながります。
極端な環境では、内部ワイヤの仕様に関係なく、外側カバーの選択が決まります。鉱山用途には、MSHA 認定の耐火性カバーが必要です。高摩擦環境では、UHMWPE (超高分子量ポリエチレン) 製の超高耐摩耗性カバーが必要です。内部のワイヤーが圧力能力を決定しますが、外側のカバーはホースが岩の衝撃、紫外線暴露、オゾン分解などの環境危険に耐えることを保証します。
4SP は、中型から重量級の産業用および移動式油圧機器の主力製品として機能します。 4SH のような極端な剛性と重量を持たずに、スパイラル ワイヤーの優れた耐久性を実現します。圧力要求が標準の 4 スパイラル制限内に収まる一般産業用油圧機器、農業機械、および中重量機器には 4SP を指定します。
これは、より小さい内径 (3/4 インチ未満) でスパイラル補強が必要な場合に最適な選択肢です。 4SP は、配線に軽量で扱いやすいホースが必要な場合にも適しています。 4SP は曲げに対する物理的抵抗が低いため、技術者は複雑なマニホールドにはるかに迅速に取り付けられます。一般的な用途には、トラクターの作業機、標準的な射出成形機、補助油圧回路、フォークリフトのマストラインなどがあります。
4SH は、極度の圧力や激しい衝撃荷重が発生する用途には必須です。大型掘削機、アーティキュレートダンプトラック、ホイールローダなどの重土木機器には4SHをご指定ください。これは、鉱山機械、油圧トランスミッション、および油圧プレスやスクラップ シャーなどの高衝撃負荷環境の標準です。
スペースの制約により、超高圧能力を犠牲にすることなく狭い曲げ半径が必要な場合は、4SH を選択してください。優れた耐バースト性により、重要なメインドライブラインの安全性と信頼性が保証されます。機器の回路図で 4SH が必要な場合、それを 4SP に置き換えると、ほぼ確実に、ピーク負荷条件下で早期故障が発生し、潜在的な安全上の問題が発生します。油圧駆動回路の物理学を騙すことはできません。 4SPホースの弱点を見つけて吹き飛ばします。
調達チームは 2 つのホースのコスト差にすぐに気づきます。 4SH は本質的に製造コストが高くなります。超高張力鋼線のコストは高く、構造が重くなると、より多くの原材料が必要となり、押出プロセスに時間がかかります。 4SH アセンブリの初期購入価格は、常に同等の 4SP アセンブリの価格を超えます。
価値はライフサイクルとダウンタイムの防止に基づいて計算する必要があります。 4SH にプレミアムを支払うことで、極圧マイニング アプリケーションにおけるコストのかかるダウンタイムを回避できます。主要掘削機の 1 本のホースが切れると、作業現場全体が停止し、1 時間あたり数千ドルの生産損失が発生します。これらのシナリオでは、4SH の初期コストが高いため、莫大な投資収益率が得られます。逆に、標準的な農業用トラクターで 4SH を使用すると、不必要な出費になります。 4SP は、標準条件でまったく同じ寿命を数分の 1 のコストで提供します。
多くのメンテナンス施設は、SKU 数を減らすために在庫を標準化しようとしています。よくある質問は、施設がすべての 4SP アプリケーションをカバーするために 4SH のみを在庫できるかどうかです。技術的には可能ですが、4SH は 4SP の圧力定格を超えるため、実際には適切な戦略であることはほとんどありません。
4SH のみを標準化すると、いくつかのマイナス要因が生じます。まず、低圧作業に高価な過剰設計のホースを使用するため、日常のメンテナンス費用が増加します。第二に、モバイル機器に不必要な重量が加わります。第三に、4SH の極端な剛性は、4SP が簡単に収まる狭いスペースにホースを配線しようとする技術者を悩ませます。施設は両方のホースの在庫を維持し、機器メーカーの圧力仕様に従って厳密にそれぞれを適用する必要があります。
フィッティングの混合と適合は、重大な安全上の問題です。 4SP および 4SH には、互換性のある特定の高圧継手が必要です。 4SH はその極度の圧力定格のため、ほぼ独占的にインターロック継手を必要とします。これらの継手は鋼線補強材に直接食い込むように設計されており、高負荷時の吹き飛ばしを防ぎます。標準的な圧着フィッティングはゴムの圧縮に依存しています。インターロックフィッティングは金属間の機械的なロックに依存しています。
この確実な接続を実現するには、正確なスカイビングが必要です。スカイビングとは、ゴム層を除去してワイヤーを露出させるプロセスです。 4SP では通常、外部スカイビング (外側カバーの取り外し) のみが必要です。 4SH では、外部スカイビングと内部スカイビングの両方が頻繁に必要になります。内部スカイビングにより内側のゴムチューブの一部が除去され、継手インサートが内側からワイヤを掴み、フェルールが外側からワイヤを掴むことができます。
内部および外部のスカイビングプロセスには、次のような厳密な手順が含まれます。
特定のインターロック継手に必要な正確な挿入深さを測定します。
外側のスカイビングツールをセットして、鋼線の最上層を傷つけることなく外側のゴムカバーを取り外します。
内部スカイビングツールをセットして、メーカーが指定した正確な深さまで内側のゴムチューブを取り外します。
露出したワイヤーとホースチューブの内側からゴムの粉塵や破片をすべて取り除きます。
フェルールを外側の削られた部分にスライドさせます。
フィッティングステムを内部の削られた部分に底に突き当たるまで差し込みます。
継手メーカーの圧着チャートで指定されている正確な直径にアセンブリを圧着します。
不適切なスカイビングの深さや長さは、致命的なフィッティングの吹き飛ばしの主な原因です。技術者は校正済みのスカイビングツールを使用し、メーカーの圧着仕様に正確に従う必要があります。 4SH ホースのクリンプ直径を推測すると、確実に故障が発生します。
4SH は剛性が高いため、特に取り付けエラーが発生しやすくなっています。最も危険な間違いは、取り付け中にホースをねじってしまうことです。スパイラル ホースにトルクを加えると、ワイヤーの完全性が低下し、破裂圧力容量が最大 70% 低下します。スパイラルホースをねじると、ワイヤーの外側の層が膨張し、内側の層が圧縮されて、平行構造が破壊されます。
技術者は、ホース カバーに印刷されたレイラインを視覚的なガイドとして使用する必要があります。フィッティングを締めた後、レイラインがホースの周りで螺旋を描く場合、ホースはねじれています。フィッティングを緩め、ホースを真っ直ぐにし、2 つのレンチを使用して締め直す必要があります。1 つはホースの端をまっすぐに保持するため、もう 1 つはスイベル ナットを回すためです。
設置上の危険を軽減するには、次の配線のベスト プラクティスに従ってください。
4SH アセンブリの重量を支えるために、定期的に適切なクランプを使用してください。
最小曲げ半径表を厳守してください。ホースを幾何学的限界よりも強く曲げないようにしてください。
ルーティング パスの接続点で急な曲げが必要な場合は、スイベル フィッティングまたは角度の付いたアダプター (45 度または 90 度のブロックなど) を使用してストレスを軽減します。
ホースが加圧されたときに発生する 2% ～ 4% の長さの変化に対応できるよう、ホースに十分なたるみを残してください。
ホースを排気マニホールドから離すか、防火スリーブ保護を使用して熱による劣化を防ぎます。
装置の油圧回路図を参照して、システム内の正確な最大作動圧力とインパルススパイクの可能性を確認してください。
EN 856 圧力チャートを確認して、必要な内径と適切な 4SP または 4SH の使用圧力定格を一致させてください。
マシン上の物理的な配線パスを評価して、4SH の剛性と重量が取り付けに問題を引き起こすか、角度のついたアダプターが必要かどうかを判断します。
4SH アセンブリに必要な適切な内部および外部スカイビング ツールおよびインターロック フィッティングがショップにあることを確認してください。
完璧なフィッティングの互換性を確保するための技術仕様のサポートやカスタム組み立ての見積もりについては、認定ホースのサプライヤーにお問い合わせください。
信頼の油圧ホース製造サポート
Honestflex ブランドで運営されている青島正直ゴム有限公司は、油圧ホース、工業用ホース、PVC ホース、ホース継手、およびホース保護製品の専門製造および輸出業者であり、20,000 平方メートルの作業場と 108 セットの生産および試験設備によってサポートされています。
Honestflex は、経験豊富な技術チームと輸出チームを擁し、さまざまな圧力レベル、機器の種類、産業上の動作条件に対応する信頼性の高いホース ソリューションを求めるお客様に製造および製品サポートを提供します。
A: 4SH は超高張力鋼線を使用しているため、4SP と比較して大幅に高い最大使用圧力と極度の圧力スパイクに対応できます。 4SP は標準の高張力ワイヤを使用しており、中圧から高圧の用途向けに評価されています。
A: No. 4SH ホースには、極度の圧力に耐えるように設計された、多くの場合インターロック スタイルの特別な頑丈な継手が必要です。 4SH ホースに標準の 4SP 継手を使用すると、継手の吹き飛ばしや致命的な故障が発生する可能性があります。
A: 幾何学的に、4SH はより強力なワイヤーが潰れを防ぐため、4SP よりも狭い最小曲げ半径を達成することがよくあります。ただし、4SH は物理的にはるかに硬いため、その半径に曲げるにはかなり大きな力が必要です。
A: はい。 4SH に必要な超高張力ワイヤーと厚いゴム層により、同じ内径の 4SP ホースよりも著しく重く、厚く、取り付け時の曲げが非常に硬くなります。
A: はい、どちらもフィッティングを確実に取り付けるためにスカイビングが必要です。 4SP では通常、外部スカイビングのみが必要です。 4SH では、多くの場合、高圧インターロック フィッティングに対応するために、外部スカイビングと内部スカイビングの両方が必要になります。
A: 4SH仕様に必要な超高張力鋼線により、小径ホースはまったく柔軟性がありません。これは硬いパイプのように動作し、柔軟な油圧ホースの目的を無効にします。
