ベアリングとギアのピッチングを理解する
定義: ピットとは何ですか?
ピット ピッチングとは、ベアリングの軌道面、転動体、または歯車の歯の表面に小さな空洞、クレーター、または窪みが形成されることです。ピッチングは2つの異なるメカニズムによって発生します。(1) 疲労ピット 転がり接触疲労による初期表面疲労損傷、および（2） 腐食孔食 電気化学的腐食によって材料が削り取られ、表面に空洞が形成される。ベアリングにおいては、孔食は腐食の初期段階、あるいは軽度の段階と考えられることが多い。 剥離, 一方、ギアにおいては、ピッチングは歯の破損や過度の摩耗とは異なる特定の故障モードとして認識されています。.
ピットは表面の粗さと応力集中を引き起こし、 振動 およびノイズが発生し、修正せずに放置すると、ピットの発生がより大きな破片に進み、最終的にはコンポーネントの故障につながる可能性があります。.
ピットの種類
1. 疲労ピット（機械的）
転がり接触疲労の結果:
マイクロピッチング
- サイズ： 非常に小さなピット（直径10～50マイクロメートル）
- 外観： マットなグレーの表面質感。肉眼ではほとんど見えません。
- 位置： ストレスの高い地域に集中している
- 進行状況: 状況に応じてマクロピッチングに進行したり安定したりする可能性がある
- 共通: 薄い潤滑膜を備えたギア、高速ベアリング
マクロピッチング（初期ピッチング）
- サイズ： 直径1～5 mm、深さ0.1～0.5 mm
- 外観： はっきりと見えるクレーターや穴
- プロセス 表面下の疲労亀裂が表面に伝播する
- 進行状況: 通常、より大きな破片に成長する
- 時間枠： 機能不全に進行するまでに数か月から数年かかる場合がある
2. 腐食孔食（化学）
電気化学プロセスの結果:
- 原因： ベアリング表面と接触する水分、酸、または化学物質
- 外観： 腐食生成物を伴うことが多い、ざらざらとした錆色の穴
- 分布： 負荷ゾーンに限定されず、表面全体に広がる可能性がある
- 深さ： 通常、疲労ピットよりも最初は浅い
- ストレスの原因: 腐食ピットは疲労亀裂の発生源となる
3. 電気腐食
- 原因： ベアリングを通過する電流がアークを発生させる
- 外観： 規則的なパターンで密集した小さなクレーター（溝）
- 共通: VFD駆動のモーター、シャフト接地が不十分
- 特性： 洗濯板状または波形の外観
- 検出： 目視検査における特徴的なパターン
検出方法
振動解析
ピッチングは特徴的な振動特性を生成します。
- 早期： 高周波振動のわずかな増加
- 障害頻度: 外観 BPFO, BPFI、 または BSF 場所によって
- エンベロープ分析: 初期段階のピットを検出するのに最も効果的
- 進行状況: ピットが大きくなるにつれて振幅と倍音数が増加する
目視検査
- ベアリングの分解またはボアスコープによるアクセスが必要
- 灰色のマットな部分（マイクロピット）または目に見えるクレーター（マクロピット）を探します
- 穴の数と大きさを数えて重症度を評価する
- 記録とトレンドのための写真
オイル分析
- 油サンプル中の金属粒子は活性物質の除去を示している
- フェログラフィーは、孔食と摩耗の粒子形態特性を示す
- 粒子濃度の増加は損傷の進行を示す
超音波検査
- ピットによる表面粗さは超音波放射を増加させる
- 非侵襲的モニタリングのためのポータブル超音波検出器
- 振動症状が消える前の早期発見に効果的
原因と予防
疲労ピット防止
- 適切なベアリング定格: 要求されるサービスを超えるL10寿命を持つベアリングを選択する
- 適切な潤滑: 適切なフィルム厚を確保する（λ比 > 3）
- 清潔さ: ストレスの原因となる汚染を最小限に抑える
- アライメント ずれによるエッジローディングを防止
- 負荷制御: 過負荷を避ける（ベアリング寿命 ∝ 1/Load³）
腐食孔食防止
- 効果的なシーリング： 湿気の侵入を防ぐ
- 適切な潤滑剤: 腐食防止剤入りの潤滑剤を使用する
- 耐腐食性材料: 湿潤環境用ステンレス鋼ベアリング
- ストレージ保護: 予備ベアリングを湿気から保護する
- 結露防止： 結露を引き起こす熱サイクルを避ける
電気腐食防止
- VFDモーターアプリケーションにおける適切なシャフト接地
- モーターの片端の絶縁ベアリング
- セラミック転動体（非導電性）
- ベアリング電流を排除または最小限に抑える
ギアのピッチング
ギア用途では、ピッチングには次のような特定の特性があります。
ギア歯のピッチング
- 接触部の歯の表面で発生する
- 滑りと転がりが組み合わさるピッチライン付近に集中している
- ギア噛み合い周波数で特徴的なノイズと振動を発生
- 一部の用途では適度な量であれば許容できる
- 過度の陥入は歯の破損につながる
検出
- 増加 ギア噛み合い頻度 振動
- シャフト周波数におけるサイドバンド
- 可聴ノイズの変化
- 歯面の目視検査
重症度評価
ベアリングピッチングの重症度基準
- 初期: 散在する微小ピットがいくつかあり、, 影響を受ける荷重ゾーンの< 5%
- ライト： 目に見えるピット、荷重ゾーン領域の5-25%
- 適度： 25-50%領域に広範囲のピットが発生し、融合が始まっている
- 厳しい： > 50%エリア、ピットが結合して破片を形成しているため、直ちに交換が必要です
決定基準
- 操作を続行: モニタリングによる軽度の孔食の初期段階
- プランの交換: 中程度のピット腐食、1～3ヶ月以内に交換を予定
- 緊急交換: ひどい穴あき、できるだけ早く交換してください
- 緊急シャットダウン: 急速な進行、高振動または高温
ピッチングは、ベアリングの劣化における重要な中間段階です。一般的な表面摩耗よりも深刻ですが、早期に検出できれば対処可能です。振動モニタリングとエンベロープ解析、そして適切なメンテナンス手順により、ピッチングを早期に特定し、壊滅的な剥離損傷へと進行する前に計画的なメンテナンスを実施することができます。.
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