ベアリングの寿命：ベアリングの寿命は？

ベアリングの寿命は？

まず、"軸受はいつまで使用できますか？"という質問は、その軸受がすでに使用されていることを意味し、その使用可能期間を尋ねていることを明確にする必要がある。

この議論には、未使用ベアリングの保管時間は含まれていない。

ベアリングが使用可能な期間もまた、別の基準、つまり、どのような状態になったらベアリングは使用不可能とみなされるのか、に左右される。

一般に、軸受は、運転中に設計どおりの性能を発揮できなくなった時点で故障とみなされる。ベアリングの故障は2つの状況に分類されます：

• まず、ベアリングは完全に機能を失い、回転できなくなる。
• 第二に、ベアリングは部分的に性能を失うが、動作は可能である。しかし、シャフトシステムの作動精度や振動などに異常が発生している。

上記2つの明確な説明 ベアリングの種類 の不具合は、対応する軸受の不具合解析基準に記載されている。しかし、"故障した "軸受が "使用できない "と判断されるかどうかは、使用者の具体的な状況に依存することが顕著である。

通常、ベアリングが "使用不可能 "になる時点を定義するには、いくつかの方法がある：

ベアリングの定義に基づく 疲労故障それは、転動体または軌道面に最初の疲労剥離が現れたときである。この時点で、軸受は 疲労故障.つまり、一度この状態になると、ベアリングは "使用不可能 "なのだ。

ベアリングがいつ「使用不可能」になるかの判断は、いくつかの方法で行うことができる：

まず、軸受の疲労破壊の定義によると、転動体または軌道面に最初の疲労スポールが現れる瞬間である。この時点で軸受は疲労破壊を起こしたことになる。言い換えれば、この状態で軸受は「使用不能」となる。

第二に、実際の使用条件では、最初の疲労亀裂が現れても、軸受の運転状態が大きく変化しないことがある。例えば、ベアリングの振動が顕著に増加しないことがあります。特に故障の初期段階では、発見が難しいこともある。この時点では、ベアリングの温度は一般的に正常です。多くのユーザーの目には、このベアリングはまだ "使える "と映る。

第三に、上記のような状況が続くと、ベアリングの故障が進行し、最終的にはベアリングの振動や温度が上昇します。この時、軸受が「使用不可能」であるかどうかは、関連機器の振動や温度の基準によって判断することができます。従って、「使用不能」の基準は、関連する規格によります。この基準に達する前は、軸受はすでに "病気 "であっても、まだ "使用可能 "である。

第四に、軸精度に対する要求が高くない場合、上記のような状況であっても、ベアリングが回転できる限りは使用可能とみなされる場合がある。動かなくなって回転できなくなるまで「使えない」とは判断されない。

したがって、「ベアリングがいつまで使えるか」という問題を分析する前に、「まだ使える」という基準が何なのかを見極める必要がある。そうでなければ、そのような使い勝手を論じることはできない。

ベアリングの使いやすさを左右する要因

以前、ベアリングがまだ使えるかどうかを判断するさまざまな基準について説明し、ベアリングの故障という概念を紹介しました。ベアリングの使用可能性を議論する際には、まず基準を設定し、その基準の中でベアリングに影響を与える要因を探る必要があります。

一般に、基本定格寿命計算は軸受の一般的な検証方法です。私たちの議論では、この計算による定義、すなわち、軸受内で最初の故障点が発生するまでの時間を使用することができます。

ご存知のように、ベアリングは転動体、保持器、レース、シール、グリースなどの部品で構成されています。全体として、ベアリングのどの部分が故障しても、ベアリング全体が故障した、あるいは「使用不能」とみなされます。

ベアリングのさまざまな構成要素を考えると、次のようになる：

ローリング要素とレース：

軸受の寿命は通常、軸受の荷重と回転数に関係する疲労寿命によって定義されます。したがって、軸受の転動体と軌道輪の寿命は、軸受の荷重と速度に影響されます。荷重と速度が異なれば、ベアリングの寿命も異なります。もちろん、機械エンジニアは、ベアリングの寿命計算でこれらの要因を見ることができます。

簡単な言葉で説明すると、ハンドスピン（無負荷、低速回転に相当）時のベアリングはほとんど磨耗せず、非常に長い寿命（ほぼ無限）を意味する。しかし、同じベアリングでも、大きな負荷と高速回転がかかると、すぐに破損する可能性があります。したがって、ベアリングの疲労寿命を大まかに見積もるには、荷重と速度を考慮する必要があります。ベアリングは何年持つか」というような単純な質問では、答えは得られません。

ケージ：

保持器は、軸受内で交互の応力に耐え、通常の条件下では疲労も経験する。運転条件が変わると、保持器にも負荷がかかります。

しかし、通常の条件下では、保持器が受ける荷重は転動体やレースよりも大幅に小さい。そのため、ほとんどの場合、保持器の疲労寿命は軸受の疲労寿命を上回ります。(異常な運転条件下では例外が発生します。) さらに、異なる材料で作られた保持器は、周囲温度の影響を受ける可能性がありますが、ここでは掘り下げません。

シール：

ダストカバーのような非接触シールの場合、一般的に大きな負荷がかからないため、その疲労寿命はほぼ無限と考えることができます（異常な状態を除く）。しかし、ダストカバーと汚染物質などの外部環境との化学反応（例えば緩慢な酸化）を考慮すると、さらなる評価が必要になります。

通常ゴム製のコンタクトシールの場合、その寿命はリップ部の摩耗と、シール材自体と汚染物質（緩慢な酸化など）を含む外部環境との化学反応によって左右される。シールリップの摩耗は、リップの圧力、相対的な移動速度、シール材料の耐摩耗性に関係する。シールメーカーは関連する試験データを持っているはずである。

潤滑：

転がり軸受は一般的にグリースで潤滑されており、その寿命は一般的な潤滑油の寿命から推定することができる。興味のある読者は、『モーター ベアリング・アプリケーション Technology "と "Motor Bearing Failure Diagnosis and Analysis "で計算。

さらに，非動作軸受（非運転状態）のグリースは空気酸化の影響を受けます。この情報は関連メーカーから入手できます。

ベアリングの使用可能期間は？

ベアリングの使用基準、ベアリングの使用可能期間に影響する要因について述べてきたが、結果を強く求めるエンジニアに明確な答えを出す時が来た。

これは答えというより、要求と言った方が正確です。なぜなら、モーターエンジニアが構造を設計し、ベアリングを選定する際には、この寿命に基づいて計算する必要があるからです。そうでなければ、選定プロセスが完了しないからだ。

一般に、通常の中小産業用モーターに使用される軸受の寿命要件は、軸受サプライヤーが提供する機械設計マニュアルや技術マニュアルに記載されている。

これらの推奨値には若干の食い違いがあるが、ほぼ同様である。 通常、計算では20,000時間から40,000時間の寿命が考慮される。

この範囲では、速度、荷重、ベアリングのタイプなどについては言及されていないことに注意してください。したがって、これは設計上の要求であり、実際のベアリングの寿命がこの要求を満たさない場合は、関連メーカーと協議する必要がある。

たとえそのような議論が起こったとしても、多くの関連する要素が絡んでいるため、ベアリングが不適合であることを意味するものではない。

最後に、この範囲は一般産業用モーターにのみ適用されます。特殊な機器の場合は、要件が異なる場合があります。例えば、家電製品、風力発電装置などである。このような場合、エンジニアは関連規格を参照することができる。