機械装置の潤滑：究極のガイド
適切な潤滑がいかに産業機器の性能を左右するか、不思議に思ったことはないだろうか。この記事では、機械装置の潤滑の重要な役割について掘り下げ、摩耗の防止、メンテナンスの軽減におけるその意義について詳しく説明します。
機械設備が故障するとどうなるのか？消耗から突然の故障まで、これらの故障を理解することは、効率と安全性を維持するために極めて重要です。この記事では、機械故障の原因、判断基準、分類について掘り下げ、故障がオペレーションにどのような影響を与えるか、また故障を効果的に管理する方法についての洞察を提供します。読むことで、コストのかかる問題になる前に潜在的な問題を特定し、機械のスムーズで安全な稼働を確保するための知識を得ることができる。
機械設備を使用する過程で、摩耗、破損、腐食、疲労、変形、経年劣化などの状況が発生し、設備の性能が低下して所定の機能を失ったり、生産能力が低下したりすることは避けられない。
このように機器の性能が低下し、所定の機能が失われる現象が「故障」または「誤動作」である。
一般に「故障」と「誤動作」は同義語である。しかし、厳密にはGB 3187-1994によれば、「故障とは、製品が所定の機能を失うことであり、修理可能な製品については故障と呼ばれることが多い」。
以上、失敗の意味を明らかにしてきたが、失敗は直感的な感覚だけでは判断できず、一定の判断基準に基づかなければならない。
まず、製品が維持する「特定機能」とは何か、製品の機能喪失はどこまでを故障とみなすのかを明確にする必要がある。
指定された機能の中には、エンジンのシリンダーが損傷して修理のために停止を余儀なくされるなど、非常に明確で異なる理解を引き起こさないものもある。
例えば、エンジンの摩耗がある限度を超えると、摩耗を悪化させ、出力低下を引き起こし、燃料消費率を増加させ、このような状況が発生した場合、故障とみなすことができる。
しかし、使用中の摩耗の限界を決めるのは難しく、前述のエンジンの状況のように、負荷を減らして潤滑油を増やせば、一定の摩耗があるエンジンでもかろうじて使用し続けることができ、故障とみなされない場合もあるため、あらかじめ基準を設けておく必要がある。
第二に、故障かどうかを判断する際には、故障の結果も分析する必要があり、主に故障が製品の生産や設備、個人の安全に影響を及ぼすかどうかを確認する。
故障の判断基準として、技術的なパラメータで指定された許容限界に適合していないことに加え、この状態で作業を続行した場合、許容できない故障の結果が発生するかどうかも考慮しなければならない。
したがって、製品の故障を判断する際には、製品の「特定機能」だけでなく、故障の結果も考慮する必要がある。
一般に、製品の不具合とは、指定された条件下で、指定された機能を果たすことができないこと、指定された条件下で、1つまたは複数の性能パラメータが指定された上限および下限内に維持できないこと、指定された応力範囲内で製品が動作している場合、機械部品やコンポーネントにさまざまな亀裂、漏れ、摩耗、錆、損傷などの状態が発生することを指す。
製品によって故障判定基準が異なり、研究作業の出発点も異なるため、定義される故障も異なり、統一することは難しい。しかし、同じユーザー部門内であれば、統一された基準があるはずです。
結論として、故障判定基準を決定する際には、以下の原則に従うべきである：使用条件下で機能を失うことはありえない。故障判定基準は「許容される性能に従って決定する」、異なる製品は製品の主な性能指標に従って測定できる。
GB 3187-82によれば、故障モードとは「製品の故障（不具合）の現れ方」を指す。
故障モードは、人間の感覚や測定器によって得られる。
一般に製品の故障を研究する場合、製品の故障という現象から出発し、その現象を通して故障の原因を探ることが多いので、製品の故障モードを様々な機能レベルで明らかにする必要がある。
機械設備とその部品の故障モードは、大きく以下のカテゴリーに分けられる：
機械設備のメンテナンスと故障分析を管理する上で、故障の分類を理解し習得することは極めて重要である。これにより、様々な故障の物理的概念を明確にし、体系的に対処することができる。
故障分類の方法は研究目的によって異なる。
1) 断層の性質によって、自然断層と人為的断層に分けられる。
人為的な故障は、機械使用者の意図的または非意図的な行為によって引き起こされる。
2) 断層の位置に基づいて、全体的な断層と局所的な断層に分類される。
ほとんどの欠陥は製品の最も弱い部分で発生するため、その部分を補強するか、構造的に修正する必要がある。
3) 故障の発生時期により、慣らし運転期間、通常使用期間、消耗期間に分類される。
製品のライフサイクルを通じて、故障が発生する確率は、そのほとんどが消耗期間中である。
4) 故障の発生率によって、故障は突発的な故障と進行性の故障に分けられる。
突発的な故障は、部品が故障する前に検出可能な兆候がないことを特徴とする。例えば、潤滑の中断により部品に熱変形クラックが発生したり、機械の不適切な使用や過負荷により部品の破損が発生したりする。突発的な故障は、さまざまな不利な要因や予期せぬ外部からの影響によって生じ、その発生は予測不可能であり、使用時間とは無関係である。
一方、進行性の故障は、特定の機械部品が徐々に劣化し、その性能パラメータが許容範囲を超えることに起因する。機械設備の故障のほとんどはこのカテゴリーに入る。これらの故障の原因は、製品材料の摩耗、腐食、疲労、クリープと密接な関係がある。このような不具合は、部品の有効寿命の後期である消耗期に発生し、防止することができる。このような故障が発生する確率は、機械の運転時間に関連している。
突発的な故障と進行性の故障には関連がある。物事の変化は量的変化から質的変化への過程をたどるので、すべての欠陥は進行性であると言える。
5) 故障は、その相関関係に基づいて、無関係な故障と関連する故障に分類される。
非関連故障とは、機械の他の部品の故障によって引き起こされない故障を指す。一方、関連故障とは、他の部品の故障によって引き起こされる故障のことである。
例えば、オイル供給の不具合によるエンジンのクランクシャフトベアリングの固着は関連故障である。しかし、エンジンのバルブタイミング機構の故障とトランスミッション部品の故障が無関係であれば、それは無関係の故障に分類される。
6) 外見的特徴に基づき、故障は目に見える故障と隠れた故障に分けられる。
目に見える故障とは、オイル漏れや水漏れなど肉眼で確認できるもの。逆に、隠れた故障とは、エンジンバルブの破損など、目に見えにくい故障のことである。
7)故障の重大度は、完全故障と部分故障に分けられる。
故障の重大性は、製品の継続使用の可能性によって測定される。完全故障は、製品の性能がある限界値を超え、指定された機能が完全に失われたことを意味する。部分故障は、製品の性能がある限界値を超えたが、指定された機能を完全に失ったわけではないことを示す。
8)不具合は、設計、製造工程、使用方法に起因するものに分類される。
このような欠陥が発生する理由には、設計や計算の誤りによる不合理な事態が含まれる。 製品構造不適切な強度計算や試験方法、標準以下の材料品質、不適切な機械加工方法、不十分な機械加工装置の精度、技術的要件を満たさない組立、使用中の作業手順の不遵守、技術的要件に従った保守、輸送、保管の不履行。
9) 結果に基づいて、故障は致命的故障、重大故障、一般的故障、軽微な故障に分類できる。
故障がもたらす結果の重大性とは、主にアセンブリ、システム、機械、および個人の安全に対する影響を指す。致命的な欠陥は、装置と個人の安全を危険にさらし、主要部品の廃棄を引き起こし、重大な経済的損失をもたらし、または周辺環境に深刻な害を及ぼす。
深刻な欠陥は、主要部品の深刻な損傷につながり、生産の安全性に影響を及ぼす可能性があり、交換可能な部品であっても短期間では除去できない。
一般的な故障は、装置の性能低下を引き起こすが、主要部品の深刻な損傷には至らず、消耗部品の交換によって短期間で解消できる。
軽微な不具合は一般的に、機器の性能低下を引き起こすことはなく、部品交換の必要もなく、簡単に取り除くことができる。
10) 結果に基づいて、故障は機能故障とパラメータ故障に分類することもできる。
例えば、減速機が回転せず動力が伝達されない、エンジンが始動しない、オイルポンプがオイルを供給しないなどである。
例えば、機械が加工精度を損なったり、最高速度に達しなかったりするような場合である。
故障の定性的または定量的分析を行う場合、故障のレベルをあらかじめ定義しておくことが不可欠である。これが、各故障モードがシステムに与える影響と結果を判断する唯一の方法である。
実際、故障レベルを分類することは、基本的に故障の結果がシステムに及ぼす影響の原則を適用することである。致命的な故障は一般的にレベルI、重大な故障はレベルII、一般的な故障はレベルIII、軽微な故障はレベルIVに分類される。
故障レベルを分類する際に考慮した要素は以下の通り：
要約すると、故障レベルの分類は、性能、コスト、サイクル、安全性などの要素を考慮に入れるべきである。これらには、部品の故障が個人の安全、タスクの完了、経済的損失、その他の側面に与える総合的な影響も含まれる。
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