ベアリング潤滑の究極ガイド

ベアリング潤滑の究極ガイド

ベアリングの潤滑は、ベアリングの性能を維持し、ベアリングの寿命を延ばすために非常に重要です。潤滑は、ころまたはボールと軌道を互いに分離し、転動体と軌道の間の金属接触による摩耗を防ぎ、内部滑り面間の摩擦係数を低減します。適切な潤滑はベアリングの腐食を防ぎ、熱をいくらか奪うこともできます。ベアリングの潤滑は、工場の製造プロセスの成否を左右することもあります。この目的を達成するために、 誕生大手ベアリング メーカーである は、長年の経験に基づいてベアリング潤滑ガイドをまとめ、さまざまな種類の潤滑剤、最適な潤滑方法、および正しい手順をすべてのエンジニアの参考となるように説明しています。

さまざまな種類のベアリング潤滑剤

市場にはオイルとグリースの 2 種類の潤滑剤があります。オイルは簡単に理解できる自由に流れる液体ですが、グリースは少し複雑です。人々の頭の中では、グリースは比較的粘度の高い油だと思われています。どちらの潤滑剤にも独自の長所と短所があります。適切なグリースの選択は、「機器のタイプ、ベアリングのタイプ、サイズ、温度、負荷条件、速度、動作条件、外部環境」などのいくつかの要因によって決まります。それでは、まず両者の違いを見てみましょう > グリース:

潤滑剤利点不利益

配布が簡単で、他のコンポーネントを潤滑し、抗力が少なく、排水と交換が簡単です。 高温に適しています。

漏れの可能性がある (環境への懸念)、その場合は潤滑が不要

グリース

所定の位置に留まり、漏れにくく、シーリングが向上し、監視が不要です。

掃除や補充に労力がかかります。高温用グリースは非常に高価です。

ほとんどの場合、適切な潤滑剤を選択するための最良の出発点は、ベアリングのメーカーの推奨事項に従うことです。

潤滑油

潤滑油は天然鉱油(酸化や錆を防ぐ添加剤を含む)または 合成油。最も一般的な 4 つの天然鉱油には、石油、ジエステル、シリコーン、フルオロカーボンが含まれます。合成油は通常、ポリアルファ オレフィン (PAO)、ポリアルキレン グリコール (PAG)、エステル、シリコーンであり、低温および低トルク条件に適しています。ただし、これら 2 種類のオイルには独自の特性があり、互換性はありません。合成油よりも鉱物油が一般的です。オイルの粘度は、オイルが生成する油膜の厚さに関係しており、これはベアリングの潤滑にとって重要です。性能の観点から見ると、ベアリングの潤滑にはオイルが最適です。ベアリングに数種類の潤滑を提供します。最も単純な形式では、ベアリング ハウジング内の静的なオイル レベルを維持します。たとえば、ギアやコネクティング ロッドを備えた機器では、これらのコンポーネントに供給されるオイルによってミストやスプレーが発生し、ベアリングの接触面が濡れることがあります。これは「スプラッシュ潤滑」と呼ばれることもあります。次に複雑なのは、オイルミストとエア/オイルシステムで、ベアリングが余分なオイルをかき混ぜることなく、潤滑に必要な正確な量のオイルを供給するように設計されており、抵抗と温度の上昇を防ぎます。高速用途では、循環オイルの注入が必要になることがよくあります。ノズルからベアリングにオイルを直接注入し、潤滑と放熱の二重の機能を実現します。これらのシステムは複雑で高価なので、絶対に必要な場合にのみ選択してください。

ベアリング潤滑油

各潤滑剤メーカーは各製品の仕様書を提供でき、各仕様書にはその潤滑剤に関連する約 20 の特性とその値がリストされています。転がり軸受用の潤滑剤の最も重要な特性は、オイルの粘度です。スペックシートがオイルに適用される場合、粘度の値はオイルに適用されます。通常、XNUMX つの粘度値は次のとおりです。

  • cSt @ 40° C (104°F) SI 単位

  • cSt @ 100°C (212°F) SI 単位

  • SUS @ 100°F (38°C) インペリアル単位

  • SUS @ 210°F (99°C) インペリアル単位

ベアリングの動作温度 (通常は上記の最低基準温度と最高基準温度の間) で許容可能な最低粘度を提供する潤滑剤を選択することが重要です。一般に、オイルの粘度は温度が上昇すると急激に低下します。

ベアリンググリス:

一部のベアリングでは潤滑剤としてオイルが使用されていますが、ベアリングの 80 ~ 90% ではグリースが好ましい潤滑剤です。グリースはオイルに比べて軸受面への密着性が高く、寿命が長く、回転部からの流出や飛散が少ないのが特徴です。事前に潤滑することもできるため、外部潤滑システムが不要になり、将来のメンテナンスが少なくなります。グリースは、添加剤(通常は防錆剤)、基油、増粘剤の XNUMX つの成分で構成されています。グリースを選ぶ際は、基油の粘度(「基油粘度」といいます)によって潤滑膜の形成が決まることに注意してください。米国潤滑グリース協会 (NLGI) によると、グリースのちょう度グレードは、グリースがベアリング内でどのように流れ、分散するかを示します。一般的なグリース システムは、オイル システムよりもはるかにシンプルで安価です。通常、必要な機能はグリース供給穴と補充用の外部グリースニップルだけです。用途に合わせてグリースを選択する場合、その特性の一部は、予想される動作条件に基づいて考慮する必要があります。これらのプロパティの優先順位は次のとおりです。

ベアリンググリース
  • 軸受温度における必要なオイル粘度。

  • 動作温度レベル。

  • 最適な石鹸素地です。

  • EP (極圧) 添加剤の利用可能性。

どの種類の潤滑剤を選択したとしても、経験豊富な潤滑サービスの助けを借りて適切にメンテナンスされていない場合、時間の経過とともに潤滑特性が自然に失われ、最終的にはベアリングの故障につながることを覚えておくことが重要です。故障。 Aubearing は長年の経験に基づいて、一般的なベアリング潤滑剤の種類と潤滑剤をまとめました。

カルシウム:

固有の EP 能力、耐食性、食品加工に安全、低温でのみ使用可能。

ナトリウム:

低コスト、汎用、中高温。

リチウム:

高温、高速。

ベントンクレイ:

高温での重荷重、耐水洗性。

合成:

非常に高い温度。 (コストが高い)

ベアリング潤滑剤の種類と一般的な用途

ベアリングを潤滑する最良の方法

前述したように、ベアリングの潤滑は、可動部品を分離して摩擦を最小限に抑え、摩耗を防ぐのに役立つため、ベアリングの寿命と性能に重要な役割を果たします。また、潤滑剤には次のような機能もあり、軸受の優れた性能を長期間維持できるようにサポートします。

  • 湿気や汚染物質に対するバリアを提供します

  • 隣接するコンポーネントとの互換性

  • 非腐食性

  • 安定した構造でベアリングの寿命を延長

  • 一定の温度範囲内で安定した粘度を維持します

  • 荷重を支える優れたフィルム強度

オイルやグリースを塗布するにはさまざまな方法がありますが、ベアリングに潤滑を与えるために一般的に使用される標準的な方法は XNUMX つあります。

  • 油滴潤滑

  • 油飛沫潤滑

  • 油圧潤滑

  • グリース潤滑

グリースは通常、特別な装置を使用してボールの間に塗布され、ボールまたはローラー軌道界面の中および周囲にグリースを押し込みます。オイルとは異なり、グリースは通常、パーセンテージ (例: 20% 充填) で表され、ベアリング内部の自由内部空間と比較した実際のグリースの体積を表します。ベアリングメーカーは多くの場合、オイルを塗布するために特別な装置を使用しますが、ベアリングに添加する量は指定していません。

滴下油潤滑

つまり、点滴潤滑とは、ベアリング上部のオイルカップまたはマニホールド内のオイルが、設定時間内に自身の重力を利用してベアリング内に流入することです。低負荷、低速から中速、通常は少量のシステムのベアリングに適しています。この潤滑方法は手動で行われることもありますが、これでは実際には潤滑が過剰または不足になるリスクが生じます。点滴潤滑システムは、適切な量のオイルを適切な間隔で供給します。

スプラッシュ潤滑

飛沫潤滑とは、定期的に潤滑油に浸されている可動部品から軸受に油が飛散することです。これは、回転速度がオイルをかき混ぜるのに十分でない場合のベアリング潤滑の最初のオプションです。スプラッシュ潤滑の一般的なタイプはオイル リング システムです。このアプローチはベアリングの動作温度を低減し、より高速かつ高温で動作するアプリケーションに最適です。唯一の欠点は、オイル リングの動的な性質により、水平方向の用途にのみ適していることです。

強制送りシステム

機器を高負荷かつ高速で運転する場合、高流量の油を供給して摩擦による高温から機器を保護する必要があります。強制潤滑システムでは、オイル ポンプがオイルを加圧し、回転部品に送ります。この方法を使用するシステムの例には、ボイラー給水ポンプ、コンプレッサー、ギアボックス、タービン発電機などがあります。

グリース潤滑

グリースは半固体潤滑剤であるため、通常、潤滑剤を XNUMX か所に保持する必要がある場合や部品に付着させる必要がある場合に使用され、メンテナンスが少なくて済むため、理想的なベアリング潤滑オプションとなります。グリースは、部品にアクセスできない場合にも使用できます。運転中または定期的に潤滑できない場合。グリースは粘度が高く、オイルほど漏れにくいため、ベアリングから熱を奪い続けることができません。

正しい申請手順

潤滑がベアリングの寿命に影響を与えることは周知の事実です。実際、機械技術者は一般に、ベアリングの故障の少なくとも 80% が潤滑と汚染の問題に関連していることに同意しています。適切な潤滑により、腐食、摩耗、過熱などの一般的なベアリングの問題を解決できます。では、ベアリングの潤滑が適切かどうかを確認するにはどうすればよいでしょうか?ベアリングに適切な潤滑剤を選択し、機械の動作要件を満たす潤滑スケジュールを守る必要があります。まず、潤滑によるベアリングの故障の原因を見てみましょう。

潤滑剤の損失 – ベアリングが適切な間隔で適切な量のグリースで潤滑されていない場合、潤滑剤や潤滑不良が発生し、機器の損傷につながる可能性があります。
不適切なグリース – 正しいグリースを使用していることを確認してください。
過潤滑 – この故障は通常、グリースが多すぎるとベアリングの温度が上昇した場合に、オープンベアリングでのみ発生します。
グリースの劣化 – グリースの化学的分解と過度の温度によるグリースの硬化。
グリース不適合 – ベアリングの耐用年数全体にわたって同じグリース (または互換性のある代替グリース) を使用してください。すべてのグリースが互いに互換性があるわけではありません。

適切な潤滑剤を選択する最も重要な側面には、ベアリングの洗浄、潤滑剤の充填品質、ベアリングの慣らし運転が含まれます。

ステップ1:クリーニング

まず、ベアリングから既存のオイル、防食コーティング、グリースを除去する必要があります。寿命と信頼性がさらに重要になるため、この部分は非常に重要であり、潜在的な非互換性を排除するのに役立ちます。最適な潤滑状態を提供するために、ベアリング表面を洗浄するときは、必ず残留物のない溶剤を使用してください。

ステップ 2: 適切な充填量を確保する

適切な充填により、すべてのベアリング要素の接触面に適切な潤滑膜が確保されます。すでに説明したように、潤滑の過剰および不足はベアリングの寿命に悪影響を与える可能性があるため、このステップは非常に重要です。潤滑が過剰になると内部摩擦が増加し、発熱が増加します。一方、潤滑が不足すると接触面に十分な潤滑が行われず、摩耗や潤滑不足が発生します。潤滑剤の適切な量は、動作速度、設計、タンク容量、用途におけるシールまたはシールドの程度に基づいて決定できます。

ステップ 3: ベアリングの自由運動スペースを決定する

グリース潤滑軸受の正しい充填量は、通常、軸受の自由移動空間に対する割合として指定されるため、軸受の移動空間を正確に決定することが重要です。
ベアリングの自由運動ホール空間を決定する式は次のとおりです。

ベアリングの空きスペース

ステップ 4: 慣らし運転の手順

高速、充填量、特定の予圧が重要な用途におけるベアリングと潤滑剤の性能には、適切ななじみ手順が非常に重要です。

  • 余分なグリスを排出する

  • 各接触面の潤滑膜の方向を調整

  • 接触領域にオイルを供給するグリースリングを作成します

  • 低い平衡動作温度を確立する

  • 生涯にわたって密閉された潤滑状態を実現

ならし手順が実行されていない場合、過剰潤滑や過度の動作温度が発生する可能性があります。ベアリングの潤滑に関するベスト プラクティスを説明したところで、ベアリングを損傷する可能性がある XNUMX つの潤滑の間違いを特定しましょう。

ベアリングを損傷する可能性のある 3 つの間違い

潤滑エラーは広範囲に影響を及ぼす可能性があります。不適切な潤滑による一般的な副作用には、ベアリングの故障につながる可能性のある過熱や過度の摩耗が含まれます。これにより、計画外のダウンタイムが発生し、施設の収益が失われる可能性があります。 Aubearing は、ベアリングの健全性を確信できるように、以下の XNUMX つのよくある潤滑の間違いとそれらを回避 (または修正) する方法をまとめています。

間違い 1: 潤滑の過剰および不足

グリースの追加が多すぎたり少なすぎたりすることは、この業界で最もよくある間違いの XNUMX つです。すでに説明したように、過剰なグリースが蓄積すると、最終的には摩擦と圧力が増大し、過剰な熱が発生します。グリースが少なすぎると、ベアリングの寿命が短くなる可能性があります。適切な量​​のグリースを追加しているかどうかをどのように判断しますか?まず、超音波を使用して新しいグリースを一度に XNUMX 回ずつ (もちろんゆっくりと) 塗布しながら、ベアリングの摩擦レベルを監視します。グリースがベアリングに流れ始めたら、ベアリングの音を聞いて、摩擦の低下を測定する必要があります。デシベル レベルが最小に近く安定している場合、単発ショットを追加すると、デシベル レベルがわずかに増加し始めたら停止できることに注意してください。

間違い 2: 状態ではなくスケジュールに従って注油する

毎週または毎日ベアリングに注油するのは現実的な作業のように思えるかもしれませんが、実際にベアリングの寿命が延びるわけではありません。ベアリングにグリースが必要な理由の 1 つは、摩擦を防止および軽減するためです。潤滑剤がうまく機能している場合は、潤滑剤を交換したり追加したりする必要はありません。スケジュールに従ってベアリングに再潤滑する代わりに、超音波を使用して摩擦レベルを監視、測定、傾向を把握できるため、グリースを塗布する適切な時期を正確に知ることができます。

間違い 3: 超音波機器を「リッスンオンリー」モードで使用する

つまり、測定フィードバックを提供しない超音波デバイスを使用してベアリングを聞くことは、理論的には良いアイデアのように聞こえますが、長期的には害を及ぼすだけです。聴覚フィードバックだけでは機能しません。主観的すぎるため、実際の結論を導き出すことはできません。同じことを聞いている人は XNUMX 人もいないからです。また、数か月前のベアリングの音を思い出すのは非常に困難です。簡単な解決策は、デジタル デシベル測定を備えた超音波を使用することです。複数のステータス インジケーターを提供するデバイスがある場合は、それを使用できます。

ベアリングの潤滑を最適化し、これら XNUMX つの間違いを回避することには明らかな利点があります。そうすることでベアリングの寿命が延び、グリースの消費量が減り、不必要な再潤滑にかかる時間が短縮されます。