JP2008286612A - すべり軸受の寿命判定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸受と回転軸体との隙間をパラメータに含むゾンマーフェルト数と摩擦係数とで表される軸受潤滑指標を用いると共に、この軸受潤滑指標の式に、実験で得られた回転軸体が自励振動を起こす軸受潤滑指標の限界値を代入して限界値での隙間δを求め、或る運転時間の経過後に測定される測定隙間に基づき比摩耗量を求め、この求められた比摩耗量に基づき、軸受の隙間が上記限界値での隙間に至るまでの運転時間h、すなわち余寿命を算出するようにした寿命判定方法である。
【選択図】図4
Description
ところで、機械的に軸受の寿命を推定(予知)する方法として、アコースティックエミッションを用いる方法が知られている(特許文献1参照)。
軸受潤滑指標として、軸受と回転軸体との隙間をパラメータに含むゾンマーフェルト数{(軸径/隙間)2×(粘度×回転数/面圧)}と摩擦係数とで表した式を採用するとともに、予め実験により求められた回転軸体が自励振動を起こす軸受潤滑指標の限界値に基づき上記隙間を求める隙間算出ステップと、
或る運転時間が経過した後、軸受と回転軸体との隙間を測定するとともに、この経過時間と上記測定された隙間とから、当該軸受における時間当たりの摩耗量である比摩耗量を求める比摩耗量算出ステップと、
この比摩耗量算出ステップにて求められた比摩耗量に基づき、軸受の隙間が上記限界値に至る時間を算出することにより軸受寿命を判定する判定ステップとを具備した寿命判定方法である。
軸受潤滑指標値=ゾンマーフェルト数×(基準摩擦係数/対象摩擦係数)
但し、基準摩擦係数は基準材料に対する回転軸体の摩擦係数であり、対象摩擦係数は基準材料に対する軸受の摩擦係数である。
軸受潤滑指標=(ゾンマーフェルト数/摩擦係数)
但し、摩擦係数は、回転軸体と軸受との間の係数である。
以下、本発明の実施の形態に係るすべり軸受の寿命判定方法を、図1〜図5に基づき説明する。
図1に示すように、この攪拌装置1は、混合液体が充填される縦長の攪拌槽2と、この攪拌槽2に配置される縦型の攪拌機3とから構成されている。
なお、支持される回転軸体4の材料としては、例えばコバルト基合金(コバルトの含有量は、50〜60質量%であり、ステライトともいう)が用いられ、また下部軸受8の材料としては、フッ素樹脂例えばPTFE(四フッ化エチレン樹脂)が用いられる。勿論、これらの材料に限定されるものではない。
軸受潤滑指標=ゾンマーフェルト数×(基準摩擦係数/対象摩擦係数) ・・・(1)
上記(1)式中、ゾンマーフェルト数は、潤滑油によって潤滑されているすべり軸受と回転軸体との潤滑の状態を評価するための無次元数であり(したがって、軸受潤滑指標も無次元数である)、下記(2)式にて表される。
但し、(2)式中、軸径は回転軸体の径であり、隙間は回転軸体と軸受内面との隙間であり、粘度は攪拌槽内の液体の粘度であり、回転数は回転軸体の回転数(回転速度)であり、面圧は軸受内面に作用する面圧である。
この摩擦係数比は、対象摩擦係数に対する基準摩擦係数の比である。基準摩擦係数は、回転軸体4の材料であるコバルト基合金(ステライトなどが用いられる)Aに対する基準金属(例えば、コバルト基合金で、この場合も、コバルトの含有量は50〜60質量%である)Sの値(S/A)であり、また対象摩擦係数は、回転軸体4の材料であるコバルト基合金(ステライトなどが用いられる)Aに対する軸受材料(例えば、PTFE)Bの値(B/A)である。具体的には、基準摩擦係数が0.33で、対象摩擦係数が0.02であると、摩擦係数比は16.5(0.33/0.02)となる。
ところで、或る2種類の攪拌装置A,B、つまり或る条件(軸径、隙間、回転数、粘度、面圧などの条件)に係る軸受についての使用温度と軸受潤滑指標との関係をグラフで示すと図3のようになる。
図3のグラフから、攪拌装置Aについては190℃を超えると振動発生領域に入り、また攪拌装置Bについては260℃を超えると振動発生領域に入ることが分かる。したがって、攪拌装置Aの軸受材料としてPTFEが適していることが、また攪拌装置Bの軸受材料としてはコバルト基合金を用い得ることが分かる。
すなわち、回転軸体の材料がコバルト基合金(ステライト)で、軸受の材料がPTFEである場合について考える。
すなわち、この寿命判定方法は、回転軸体を支持するすべり軸受の寿命を軸受潤滑指標を用いて判定する方法であって、
軸受潤滑指標として、軸受と回転軸体との隙間をパラメータに含むゾンマーフェルト数{(軸径/隙間)2×(粘度×回転数/面圧)}と摩擦係数とで表した式を採用するとともに、予め実験により求められた回転軸体が自励振動を起こす軸受潤滑指標の限界値に基づき上記隙間を求める隙間算出ステップと、
或る運転時間が経過した後、軸受と回転軸体との隙間を測定するとともに、この経過時間と上記測定された隙間とから、当該軸受における時間当たりの摩耗量である比摩耗量を求める比摩耗量算出ステップと、
この比摩耗量算出ステップにて求められた比摩耗量に基づき、軸受の隙間が上記限界値に至る時間を算出することにより軸受寿命を判定する判定ステップとを具備した方法である。
軸受潤滑指標=(ゾンマーフェルト数/摩擦係数) ・・・(3)
但し、この摩擦係数は、回転軸体とすべり軸受との摩擦係数である。
2 攪拌槽
3 攪拌機
4 回転軸体
5 攪拌翼
6 電動機
7 上部軸受
8 下部軸受
Claims (4)
- 回転軸体を支持するすべり軸受の寿命を軸受潤滑指標を用いて判定する方法であって、
軸受潤滑指標として、軸受と回転軸体との隙間をパラメータに含むゾンマーフェルト数{(軸径/隙間)2×(粘度×回転数/面圧)}と摩擦係数とで表した式を採用するとともに、予め実験により求められた回転軸体が自励振動を起こす軸受潤滑指標の限界値に基づき上記隙間を求める隙間算出ステップと、
或る運転時間が経過した後、軸受と回転軸体との隙間を測定するとともに、この経過時間と上記測定された隙間とから、当該軸受における時間当たりの摩耗量である比摩耗量を求める比摩耗量算出ステップと、
この比摩耗量算出ステップにて求められた比摩耗量に基づき、軸受の隙間が上記限界値に至る時間を算出することにより軸受寿命を判定する判定ステップと
を具備したことを特徴とするすべり軸受の寿命判定方法。 - 軸受潤滑指標が、下記の演算式で表されることを特徴とする請求項1に記載のすべり軸受の寿命判定方法。
軸受潤滑指標値=ゾンマーフェルト数×(基準摩擦係数/対象摩擦係数)
但し、基準摩擦係数は基準材料に対する回転軸体の摩擦係数であり、対象摩擦係数は基準材料に対する軸受の摩擦係数である。 - 軸受潤滑指標が、下記の演算式で表されることを特徴とする請求項1に記載のすべり軸受の寿命判定方法。
軸受潤滑指標=(ゾンマーフェルト数/摩擦係数)
但し、摩擦係数は、回転軸体と軸受との間の係数である。 - 回転軸体が縦型の攪拌装置に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のすべり軸受の寿命判定方法。
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