ちょっと、そこ！ジャーナルベアリングのサプライヤーとして、私は長年にわたってベアリングの失敗のかなりの割合を見てきました。あなたがあなたの機器にベアリングを使用しているのか、それとも供給しているのかであろうと、それは対処するのが楽しいことではありません。それで、私はジャーナルのベアリングの失敗を引き起こすものについてのいくつかの洞察を共有していると思いました。
潤滑の問題
ジャーナルベアリングの失敗の背後にある最も一般的な犯人の1つは、潤滑の問題です。ご存知のように、ジャーナルベアリングは潤滑剤の薄い膜に依存して、回転するシャフトをベアリング表面から分離しています。このフィルムは摩擦と摩耗を減らし、ベアリングをスムーズに動作させることができます。
潤滑が不十分です
十分な潤滑剤がない場合、シャフトとベアリングの間の金属間接触が増加します。これにより、過度の摩擦が発生し、熱が発生します。そして、私たち全員が知っているように、熱はベアリングの敵です。ベアリング材料を拡張し、その特性を変更し、最終的に失敗につながる可能性があります。たとえば、高速機械では、潤滑剤の供給がわずかに減少しても、温度が上昇し、筋面の損傷が発生する可能性があります。
汚染された潤滑剤
別の潤滑 - 関連する問題は汚染です。汚れ、破片、水、またはその他の異物が潤滑剤に入ることができます。これらの汚染物質は、研磨剤のように作用し、ベアリング表面を引っ掻いて摩耗させます。特に、水はベアリング材料の腐食を引き起こす可能性があります。オイルを使用している場合、潤滑されたジャーナルベアリングがあり、オイルに水が含まれている場合、オイルの潤滑特性を分解して摩耗を加速させることができます。
ミスアライメント
ミスアライメントは、ジャーナルベアリングにとって大きな問題です。シャフトがベアリングと適切に整列していない場合、ベアリング表面に不均一なストレスをかけます。この不均一な負荷により、特定の領域でベアリングがより速く摩耗する可能性があります。
角度の不整合
角の不整合は、シャフトの軸がベアリングの軸に対して角度にある場合に発生します。これは、機器が正しくセットアップされていない場合、設置中に発生する可能性があります。たとえば、大きな工業モーターでは、モーターシャフトと駆動シャフトが完全に並んでいない場合、ジャーナルベアリングの角度の不整列につながる可能性があります。時間が経つにつれて、この不整合により、ベアリングが不均一に摩耗し、早期の失敗につながります。
並列不整列
一方、並列の不整合は、シャフトが平行であるが互いに相殺される場合です。これはまた、ベアリングに過度のストレスを引き起こす可能性があります。ベアリングは、配置されたシャフトに対応するために懸命に働く必要があり、この余分なストレスは摩耗の増加と最終的な故障につながる可能性があります。
オーバーロード
ジャーナルベアリングに多くの負荷をかけることは、障害を引き起こす確実な方法です。すべてのジャーナルベアリングには、特定の負荷 - キャリカル容量があります。この容量を超えた場合、ベアリングは過度のストレスを経験します。
静的過負荷
静的過負荷は、ベアリングが定格容量よりも大きい一定の負荷をサポートする必要がある場合に発生します。これは、設計制限を超えて機器が使用されるアプリケーションで発生する可能性があります。たとえば、重いデューティコンベアシステムでは、コンベアに材料を処理するよりも多くの材料をコンベアにロードすると、コンベアローラーのジャーナルベアリングは静的過負荷になります。
動的オーバーロード
動的過負荷は、突然または断続的な高負荷によって引き起こされます。パンチプレスのような衝撃負荷を経験するマシンでは、ジャーナルベアリングは動的なオーバーロードを受けることができます。これらの衝撃荷重は、ベアリング材料が変形または亀裂を引き起こし、故障につながる可能性があります。
物質的な欠陥
時には、問題がベアリング材料自体の中にあることがあります。製造プロセス中に物質的な欠陥が発生する可能性があります。
気孔率
気孔率は、ベアリング材料に小さな穴やボイドがある一般的な欠陥です。これらの細孔は、ベアリング構造を弱め、ひび割れや摩耗を起こしやすくする可能性があります。手術中、これらの毛穴の周りの応力集中は、亀裂を形成して伝播する可能性があり、最終的にはベアリングの故障につながります。
インクルージョン
包含物は、製造中にベアリング材料に閉じ込められている外来粒子です。これらは、スラグ、酸化物、またはその他の不純物の断片です。インクルージョンは、毛穴のようにストレスライザーとして機能し、ベアリングの早期の故障を引き起こす可能性があります。
極端な温度
ジャーナルベアリングは温度の変化に敏感です。極端な温度は、ベアリングのパフォーマンスと寿命に大きな影響を与える可能性があります。
高温
高温では、潤滑剤が分解し、その有効性が低下する可能性があります。また、ベアリング材料を拡張する可能性があり、これにより、シャフトとベアリングの間のクリアランスが変化する可能性があります。クリアランスが小さすぎると、摩擦と摩耗の増加につながる可能性があります。場合によっては、高温が耐粒子が柔らかくなったり溶けたりすることさえ、壊滅的な故障を引き起こす可能性があります。
低温
低温も問題になる可能性があります。低温では、潤滑剤はより粘性が高まる可能性があり、それが流れて適切な潤滑膜を形成することを困難にします。これにより、特にベアリングが潤滑膜を迅速に確立する必要があるスタートアップ中に、摩擦と摩耗が増加する可能性があります。
不適切なインストール
ジャーナルベアリングのインストール方法は、そのパフォーマンスと寿命に大きな影響を与える可能性があります。
誤ったクリアランス
シャフトとベアリングの間のクリアランスは非常に重要です。クリアランスが大きすぎる場合、ベアリングは負荷を適切にサポートできず、過度の振動がある可能性があります。クリアランスが小さすぎると、ベアリングの過熱と押収につながる可能性があります。インストール中は、メーカーの仕様に従ってクリアランスを正確に測定および設定することが重要です。
締め付けトルク
ベアリングを取り付けるとき、ボルトまたはその他の留め具の締め付けトルクも重要です。ボルトが締めすぎると、ベアリングハウジングを歪め、ベアリングのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。一方、ボルトが十分に締められない場合、ベアリングが動き回り、不整合と摩耗を引き起こす可能性があります。
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参照
- 「メカニカルデザインハンドブック」
- 「ベアリングテクノロジーハンドブック」
- ジャーナルベアリングの故障分析に関する業界の研究論文