ベアリングの摩耗とは？メカニズムと検出• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。 ベアリングの摩耗とは？メカニズムと検出• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。

ベアリング摩耗とは？そのメカニズムと検出方法

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ベアリングの摩耗を理解する

定義: ベアリング摩耗とは何ですか?

ベアリングの摩耗 摩耗とは、摩耗、凝着、腐食、表面疲労といった機械的プロセスによって、軸受表面（軌道輪、転動体、保持器）から材料が徐々に失われていく現象です。疲労剥離による突発的な破損とは異なり、軸受の摩耗は徐々に進行する劣化プロセスです。 ベアリングクリアランス, クリアランスが過剰になったり表面の損傷がひどくなると、精度が低下し、最終的には機能障害につながります。.

ベアリングの摩耗は以下で検出できます。 振動 モニタリング（高周波成分の増加と全体的なレベル）、温度モニタリング（摩擦の変化）、および物理的検査（目に見える摩耗パターン、遊びの増加）を実施します。摩耗メカニズムを理解することで、適切なベアリングの選定、潤滑方法、メンテナンス戦略が可能になります。.

ベアリング摩耗のメカニズム

1. 摩耗

工業用ベアリングにおける最も一般的な摩耗メカニズム：

  • 原因： ベアリングに侵入する硬い粒子（汚れ、金属片、摩耗粉）
  • プロセス 転動体とレースの間に閉じ込められた粒子は、研磨剤のような働きをする。
  • 結果： 柔らかい表面（通常はレース）から材料が除去され、溝または磨かれた摩耗跡が形成される
  • レート： 汚染レベルと粒子の硬度に比例
  • 防止： 効果的なシーリング、ろ過、クリーンな組み立て方法

2. 凝着摩耗（スカッフィング）

境界潤滑またはドライ接触条件下で発生します。

  • 原因： 潤滑不足により金属同士が接触する
  • プロセス 接触点における微細な溶接と裂傷
  • 結果： 表面が荒れて変色している；レースと転動体の間で物質が移動する
  • 進行状況: 一度開始すると急速にエスカレートする可能性がある
  • 防止： 適切な潤滑量と品質

3. フレッティング摩耗（偽ブリネル摩耗）

静止ベアリングまたは振動ベアリングで発生します。

  • 原因： ベアリングが回転していないときの小振幅の振動運動（輸送中または保管中の振動）
  • プロセス 転動体とレース間の微小滑りにより酸化物破片が生成される
  • 結果： 接触部分に赤褐色の沈着物、浅い窪み
  • ビジュアル： 外観は真のブリネリングに似ているが、永久変形はない
  • 防止： 保管/輸送中の振動絶縁、わずかなベアリングの回転、または適切な予圧

4. 腐食摩耗

  • 原因： 湿気、化学物質、または過酷な環境
  • プロセス 化学的な攻撃により孔食や表面粗さが生じる
  • 結果： 錆色の堆積物、粗い表面、材料の損失
  • 共通: 食品加工、海洋環境、化学工場
  • 防止： 耐腐食性ベアリング、効果的なシール、適切な潤滑剤の選択

5. 侵食摩耗

  • 原因： 粒子を運ぶ高速流体の流れ
  • 共通: 循環システムを備えた汚染された潤滑油
  • 結果： 滑らかな侵食面、材料除去
  • 防止： ろ過、クリーンな潤滑剤、適切なシール設計

ベアリング摩耗の振動症状

段階的な変化

摩耗により、特徴的な進行性の振動変化が生じます。

  • 全体的なレベルの向上: 総RMS振動は徐々に増加する
  • 高頻度コンテンツ: 高周波領域（> 1000 Hz）でのエネルギー増加
  • 広帯域ノイズ: スペクトル全体にわたってノイズフロアが上昇
  • 複数の小さなピーク: 単一の優位欠陥頻度ではなく
  • 追跡の喪失: 1倍のピークは、高周波数に比べて目立たなくなる可能性がある

摩耗と欠陥の区別

特性 局所的欠陥（スポール） 一般的な摩耗
故障頻度 明確なBPFO、BPFI、BSFのピーク 明確な欠陥頻度なし
スペクトルの出現 倍音を伴う離散ピーク 広範囲にわたるノイズフロアの上昇
進歩 指数関数的な振幅増加 段階的な直線的増加
エンベロープ分析 強力なレスポンス、明確なピーク ブロードバンドの適度な増加
故障までの時間 検出後数週間から数ヶ月 数か月から数年にわたる緩やかな劣化

検出方法

振動監視

  • 全体的な RMS レベルの経時的な傾向
  • 高周波加速度を監視する（HFD – 高周波欠陥インジケーター）
  • 波高係数 比較的正常な状態のままである可能性がある（増加する剥離とは異なり）
  • 尖度 劇的な変化は見られない（分散摩耗と個別衝撃）

温度監視

  • ベアリング温度の傾向
  • 摩耗は摩擦の増加により温度上昇を引き起こすことが多い
  • 徐々に上昇する（2～5℃/年）は摩耗が進行していることを示します。
  • 突然の上昇はより深刻な損傷への移行を示唆する

超音波モニタリング

  • 表面粗さが増すと超音波の放出が増加する
  • 摩耗の初期段階の検出に効果的
  • ルートベースの検査用のポータブル超音波機器

オイル分析

  • オイルサンプル中の摩耗粉
  • 粒子の計数と分析
  • 摩耗粒子の特性を示すフェログラフィー
  • 粒子濃度の増加は摩耗の進行を示す

原因と要因

潤滑関連

  • 潤滑剤の量が不十分（飢餓）
  • 動作条件に適さない潤滑油粘度
  • 汚染された潤滑剤（粒子、水、化学物質）
  • 潤滑剤の劣化（酸化、添加剤の損失）
  • 不適切な再潤滑間隔

動作条件

  • 過度のベアリング荷重（静的または動的）
  • 高い動作温度
  • 汚染された環境
  • 密閉が不十分で粒子が侵入する
  • 外部からの振動（近くの機器）

設置とメンテナンス

  • 不適切な取り付けによる位置ずれ
  • ベアリングクリアランスの選択が不適切
  • 設置中の汚染
  • シールが損傷し、汚染物質が侵入する

予防と寿命延長

潤滑のベストプラクティス

  • 用途に応じて適切な潤滑剤の種類とグレードを使用してください。
  • 適切な潤滑油レベルを維持する（多すぎたり少なすぎたりしない）
  • 適切な再潤滑間隔を確立する
  • 潤滑油の状態を監視し、劣化している場合は交換する
  • 潤滑中は清潔な方法を使用する

汚染管理

  • 粒子の侵入を防ぐ効果的なシーリング
  • クリーンインストールの実践
  • 該当する場合はフィルター付き潤滑システム
  • 環境制御（囲い、正圧）
  • 定期点検とシール交換

動作条件管理

  • ベアリングの設計制限（負荷、速度、温度）内で動作する
  • 良好な状態を維持する バランス 動的負荷を最小限に抑える
  • 精度を確保する アライメント エッジローディングを防ぐため
  • 必要に応じて冷却により動作温度を制御

ベアリングの摩耗は徐々に進行し、突発的な剥離による故障ほど劇的ではありませんが、産業用ベアリングの劣化において大きな割合を占めています。適切な潤滑、汚染管理、そして状態監視により、摩耗が機能障害に進行する前に早期発見と計画的なベアリング交換が可能になり、機器の信頼性とメンテナンスコストの両方を最適化できます。.

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