ギアの摩耗とは？種類と検出方法• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、マルチャー、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。 ギアの摩耗とは？種類と検出方法• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、マルチャー、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。

ギアの摩耗とは？種類と検出方法

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ギアの摩耗を理解する

定義: ギア摩耗とは何ですか?

ギアの摩耗 摩耗とは、摩耗、凝着、表面疲労、腐食などの機械的プロセスによって歯車の歯面から材料が徐々に失われていく現象です。歯の破損による突然の故障とは異なり、歯車の摩耗は徐々に進行する劣化であり、歯形形状の変化、バックラッシュの増加、騒音の増加などを引き起こします。 振動 歯の摩耗が過剰になったり、より深刻な損傷モードに移行したりすると、最終的には機能不全に陥ります。 ピット または歯の破損。.

ギアの摩耗メカニズムを理解し、摩耗の進行を監視する 振動解析, 、オイル分析、定期検査により、ギアボックスの信頼性を最適化し、計画外のダウンタイムを最小限に抑える予測メンテナンス戦略が可能になります。.

ギア摩耗の種類とメカニズム

1. 摩耗

産業用ギアボックスにおける最も一般的な摩耗メカニズム：

  • 原因： 潤滑剤中の硬い粒子（汚れ、金属片、摩耗粉）が研磨剤として作用する
  • プロセス 歯の表面の間に閉じ込められた粒子が、研磨作用によって材料を除去する。
  • 外観： 歯の表面は磨かれ、滑らかで、材料は均一に除去されている
  • レート： 汚染レベルと負荷に比例
  • 防止： 効果的な濾過、シーリング、クリーンな組み立て

2. 粘着摩耗（スカッフィング/スコーキング）

過度の負荷や潤滑不足のときに発生します。

  • 原因： 潤滑膜の破壊により金属同士の接触が可能になる
  • プロセス 摺動接触点における微細な溶接と裂傷
  • 外観： 表面が粗く裂けている、噛み合う歯の間で材料が移動する、滑り方向に傷がつく
  • 重大度： 一度始まると急速に進行し、壊滅的な失敗につながる可能性がある
  • 防止： 適切な潤滑、極圧（EP）添加剤、負荷の軽減

3. マイクロピッチング

表面疲労摩耗により微細な表面テクスチャが形成：

  • 原因： 高い表面接触応力を可能にする薄い潤滑膜
  • 外観： マットな灰色の表面。数千個の微細な穴（10～50 µm）
  • 位置： 典型的には、転がりと滑りが組み合わさるピッチライン付近
  • 進行状況: 安定する（軽度）か、マクロピッティング（重度）に進行する可能性がある
  • 効果： 歯の形状が変化し、騒音と振動が増加する

4. 中程度（通常）の摩耗

  • 何年もかけて徐々に研磨し、材料を除去します
  • すべてのギアリングにおいてある程度期待される
  • 速度は予測可能でゆっくりでなければならない（< 0.1 mm（年間）
  • 設計許容範囲内であれば許容可能

5. 腐食摩耗

  • 原因： 湿気、酸性潤滑剤、または化学物質による汚染
  • 外観： 錆色の汚れ、表面の荒れ、穴あき
  • 一般： ギアボックスが湿気のある状態で放置されている場合
  • 防止： 適切な密封、腐食防止剤、保管保護

ギアの摩耗の影響

幾何学的変化

  • プロフィールの変更: インボリュートプロファイルが劣化し、共役作用に影響を与える
  • 反発の増加: 材料の損失により噛み合う歯の間の隙間が増加する
  • 接触率の低減: 同時に接触する歯の数が少ない
  • 負荷集中: 残った材料はより高い応力を受ける

パフォーマンスの低下

  • 振動の増加： 歯の接触が悪いと衝撃が加わり、歯の硬さが変化する
  • ノイズ： バックラッシュによるガタガタ音、表面の粗さによるうなり音
  • 効率の低下: 摩擦損失の増加
  • 精度の低下: バックラッシュの増加は位置決め精度に影響する

加速劣化

  • 摩耗した歯はより大きな負荷がかかる（負荷を分担する歯の数が減少する）
  • 摩耗部における応力集中
  • 陥没歯または歯の破損への移行
  • 摩耗を加速させる摩耗破片を生成する（正のフィードバック）

検出方法

振動解析

  • GMF 振幅の傾向: 徐々に増加すると摩耗が進行していることを示す
  • 調和のとれた発展： 2×GMF、3×GMFの出現と成長
  • サイドバンド: GMF周辺の軸速度サイドバンドの発達
  • 広帯域ノイズ: 表面粗さによる高周波成分の増加
  • 時間波形: 不規則性が増し、影響が

オイル分析

  • 摩耗粒子分析: 油サンプル中の鉄濃度
  • フェログラフィー: 粒子の形態（摩擦粒子、切削粒子、疲労粒子）
  • 分光分析: 摩耗金属の元素組成を明らかにする
  • 粒子カウント: 粒子濃度と粒度分布の傾向
  • 早期発見： オイル分析により、振動症状が現れる前に摩耗を検出できます

目視検査

  • 分解せずにボアスコープ検査
  • オーバーホール中の完全な検査
  • ピッチラインでの歯厚の測定
  • 接触パターンを確認する（ブルーイングまたはコーティングの転写）
  • 歴史的比較のために歯を撮影する
  • メーカーの摩耗限界と比較

騒音監視

  • 歯の接触による音響放出
  • 表面状態の超音波測定
  • 摩耗の進行を示す可聴ノイズの変化

予防と寿命延長

適切な潤滑

  • 負荷と速度に応じた適切な潤滑油粘度
  • 高負荷用EP（極圧）添加剤
  • 適切な潤滑量と流量
  • ろ過によりオイルの清浄性を維持
  • メーカーのスケジュールに従った定期的なオイル交換

汚染管理

  • 粒子の侵入を防ぐ効果的なシーリング
  • フィルター付きブリーザー
  • クリーンな組み立てとメンテナンスの実践
  • オイルろ過システム（絶対定格10～25 µm）

負荷管理

  • 設計荷重定格内で動作
  • 衝撃荷重や急激な荷重変化を避ける
  • トルクと動力伝達を監視する
  • 常に過負荷になる場合はギアボックスのアップサイズを検討してください

調整と設置

  • 適切なギアの位置合わせ（全面幅にわたる接触パターン）を確保する
  • エッジローディングを引き起こすシャフトのずれを修正する
  • 適切なベアリングの選択とメンテナンス
  • 仕様内でのバックラッシュを検証

ギアを交換するタイミング

交換基準

  • 歯の厚さ: メーカー指定の限度を超える摩耗（通常10-20%の材料損失）
  • 振動レベル: 潤滑の改善にもかかわらず、GMF振幅が警報限度を超える
  • ピットの程度: 30%以上の歯の表面には中程度から重度の陥没が見られる
  • 傷/擦り傷: 中程度から重度のスコアは交換が必要であることを示しています
  • ノイズ： 歯の接触不良を示す過度の騒音
  • 反発: 指定された最大値を超える

タイミングの考慮

  • 計画停電時の交換を計画する
  • ギアペアを一緒に交換する（噛み合うギアは一緒に摩耗する）
  • ハウジングが損傷している場合は、ギアボックス全体の交換ではなくギアの交換を検討してください。
  • 交換用ギアを早めに注文してください（リードタイムが長くなる場合があります）

ギアの摩耗は動力伝達において避けられないものですが、適切な潤滑、汚染管理、そして状態監視を行うことで、摩耗率を最小限に抑え、ギアボックスの寿命を最大限に延ばすことができます。ギアの噛み合い周波数とそのサイドバンドを体系的に監視し、オイル分析と組み合わせることで、異常な摩耗を早期に検知し、重大な故障が発生する前に計画的にギアを交換することができます。.

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