機械装置の潤滑：究極のガイド

工業生産の過程において、設備は生産に不可欠な手段であると同時に、企業存続のための物質的基盤でもある。設備の操作の質は、企業の生産、運営、利益に直接影響する。

したがって、機器の潤滑とメンテナンスは極めて重要である。潤滑とメンテナンスは、機器の使用と管理の基礎であり、機器を円滑に稼動させ、良好な状態に保つために不可欠な方法です。

また、機器の運転に必要な客観的要件でもある。機器が長期運転を維持できるかどうかは、潤滑とメンテナンスのレベルに大きく依存する。

適切な潤滑とメンテナンスは、発生する可能性のあるさまざまな問題を迅速に察知して対処し、機器の運転に適した環境を整え、問題を未然に防ぐことができる。

したがって、合理的、科学的、効果的な潤滑メンテナンス管理は、機器の正常な運転を保証し、機器の摩耗や損傷を減らし、メンテナンスコストを下げ、機器の寿命を延ばすことができます。

I.機械設備の潤滑メンテナンスの意義と役割

1.機械設備の潤滑メンテナンスの意義

装置の潤滑管理は、装置の正常な運転を確保し、装置部品の摩耗を減らし、生産効率を高め、装置の使用効率を向上させ、装置の故障率を減らし、装置のメンテナンスコストを下げるために不可欠な方法である。

装置の運転と管理プロセスでは、「三部処理、七部メンテナンス」の原則に頼っている。従って、装置の潤滑メンテナンスは、装置の全サイクルの管理における重要な部分である。

設備の潤滑管理をしっかり行い、設備自体のさまざまな問題を迅速に点検・対処し、設備の無駄な消耗をなくし、設備の稼働状況を改善し、問題を未然に防ぐことが必要である。

潤滑メンテナンスは科学的管理に基づいて確立されるべきである。それは、企業の正常な生産を確保し、設備の良好な状態を維持し、その効率を発揮し、設備の故障を減らし、経済的利益を増大させるために極めて重要な意義を持っている。

2.機器潤滑メンテナンスの役割

機器の潤滑メンテナンスの役割には、摩擦の低減、摩耗の低減、冷却と温度の低下、洗浄、シーリングなどがある。

(1) 摩擦の低減

摩擦抵抗を減らすことでエネルギーを節約し、摩耗を減らし、装置の運転サイクルを延ばし、経済効率を向上させる。

(2) 摩耗の低減

相対的に動く摩擦対の間に形成される油膜は、摩擦を減らし、表面の摩耗や傷を減らし、部品のはめあい精度を維持することができる。

(3) 冷却と温度低減

液体潤滑剤を使用した循環潤滑システムは、摩擦によって発生する熱を奪うことができる。

(4) 腐食の防止

相対的に動く摩擦対の間に形成される油膜は、摩擦面を覆うことで空気や腐食性ガスを遮断し、摩擦面の腐食や錆を防ぐことができる。

(5) 力を伝える

潤滑油の中には、作動油のように力の伝達媒体として機能するものもある。

(6) 衝撃吸収

荷重を分散し、衝撃を緩和し、衝撃吸収と緩衝の役割を果たす。

(7) 断熱

鉱油やその他の潤滑油は電気抵抗が高いため、電気絶縁油や変圧器油として機能する。

(8) クリーニング

潤滑油の循環により、摩擦面に付着した汚染物質やゴミは運び去られ、フィルターでろ過される。

(9) シーリング

潤滑油は、露出した特定の部分にシールを形成し、結露水やほこりなどの不純物の侵入を防ぎ、シリンダーとピストンの間の密閉状態を維持する。

II.機械装置用潤滑油の選択

潤滑剤は、機器部品間の摩擦抵抗を低減し、摩耗を遅らせるために使用される。機械設備の故障のうち、60%は不適切な潤滑が原因である。

したがって、潤滑油の選択も極めて重要であり、潤滑管理における主要なリンクである。

1.潤滑油の分類

潤滑剤には多くの種類があり、さまざまな基準によって分類が異なる。通常、物質の状態によって4つのカテゴリーに分けられる：

(1) 液体潤滑油

工業および鉱業企業では、作動油、機械油などの液体潤滑油の使用量と種類が最も多い。

(2) 半固形潤滑剤（潤滑グリース）

例えば、石けん系グリースに含まれるリチウムグリースは、用途が広く使用量も多く、様々な面で優れた性能を発揮する。

(3) 固形潤滑油

最も一般的に使用される固体潤滑剤は、二硫化モリブデン、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレンである。

(4) ガス状潤滑油

特定の条件下では、ガスは液体のように潤滑油にもなる。

2.潤滑油の主要性能指標の選定

表1：潤滑油の主な性能指標の選択

3.潤滑油の簡単な検査方法

表2：潤滑油の簡易検査法

4.潤滑油選択の原則

一般的に、潤滑油の主な指標は粘度であり、グリースの主な指標は浸透率である。

(1) 潤滑油選択の原則

1) 仕事量

モーション・ペアの作業負荷は、使用する潤滑油の流動性と耐摩耗性に直接関係する。

一般的に、作業負荷が大きい場合、使用する潤滑油の粘度は高く、その油性および耐圧性は優れていなければならない。作業負荷が小さい場合は、使用するオイルの粘度を低くし、油性および耐圧性の要求を低くする。

2) スピード

通常、運動対の速度が高い場合、摩擦抵抗を減らすために低粘度の潤滑油を使用する必要があり、その結果、消費電力と発熱を減らすことができる。低速の場合は、粘度の高いオイルを使用することができる。

3) 動作温度

使用温度は、使用する潤滑油の粘度変化と酸化速度に影響する。使用温度が上昇すると、潤滑油の粘度は低下し、逆に粘度は上昇する。

また、高温下では、潤滑油の酸化速度が速くなり、劣化して寿命が短くなる。従って、高温下での潤滑ポイントには、粘度が高く、粘度指数が高く、引火点が高く、耐酸化性に優れた潤滑油を使用する必要がある。

一般潤滑油の引火点は、最高使用温度より20～30℃高いことが望ましい。鉱物油の最高使用温度は120～150℃、エステル系合成油は200～250℃、シリコーン油は200～250℃である。

4）労働環境

塩霧、水蒸気、クーラント、エマルジョンなどの湿った条件下で使用される潤滑ポイントでは、一般的なオイルやグリースは劣化、乳化、流失しやすい。

このような場合、強力な抗乳化性、耐錆性、耐食性、強力な接着性を持つ油材を選択する必要がある。一方、水や湿気、塩霧などの侵入を防ぐために、相応の密閉対策を採用する必要がある。

化学媒体や腐食性媒体（強酸、強アルカリ、塩類など）が存在する環境では、オイルやグリースの腐食が進む。したがって、化学的安定性の良い潤滑油を選択する必要があります。

(2) グリース選択の原則

1) 仕事量

負荷に応じてグリースを選択することが、確実な潤滑の鍵となります。高負荷の潤滑箇所には、高粘度、高増ちょう度、高圧縮性、高耐摩耗性のグリースを選びます。

高荷重の場合は，浸透性の小さい（ちょう度の高い）グリースを選ぶ。高荷重と衝撃荷重の両方を受ける場合は、二硫化モリブデンを含むグリースのような圧力添加剤を含むグリースを選ぶ。

2) スピード

被潤滑部品の運転速度が速くなればなるほど、グリースにかかるせん断応力は大きくなり、増ちょう剤によって形成される繊維状の骨格へのダメージは大きくなり、グリースの寿命は短くなる。

温度と負荷の条件が同じであれば、速度がグリースの塗布に影響する主な要因です。通常、高速回転する部品はすぐに加熱され高温になるため、グリースが薄くなり、損失する可能性があります。このような場合は、粘度の高いグリースを選んでください。

3) 動作温度

温度はグリースの潤滑機能と寿命に大きく影響します。潤滑箇所の使用温度がグリース温度の上限を超えると、温度が10～15℃上昇するごとにグリースの寿命は約半分になります。

これは、グリース中の基油の蒸発損失、酸化、コロイド収縮が促進されるためです。グリースの寿命が短くなる。

潤滑箇所の使用温度は、周囲の媒体温度によっても変化します。環境温度が高い場合や機械装置の使用温度が高い場合は、耐熱性の高いグリースを使用してください。一般グリースの最高使用温度は降下点より20～30℃低くしてください。

4）労働環境

環境条件とは，空気中の湿度，塵埃，腐食性媒体の有無など，潤滑箇所の作業環境と周囲の媒体のことである。湿度の高い環境や水との接触がある場合は、カルシウム系、リチウム系、複合カルシウム系などの耐水性グリースを選んでください。

過酷な条件下では、防錆剤入りのグリースを選び、耐水性の悪いナトリウム系グリースの選択は避けてください。化学媒体の強い環境での潤滑箇所には、フッ素グリースなど化学媒体に強い合成グリースを選ぶ。

その他の考慮事項

潤滑剤の選定にあたっては、上記の点に加え、使用時の費用対効果も考慮し、このタイプの潤滑剤を使用することで潤滑サイクルが延びるのか、注入回数が増えるのか、グリースの消費量が増えるのか、ベアリングの故障率が増えるのか、メンテナンスコストが増えるのかなどを分析する。

潤滑剤の選定にあたっては、上記の点に加え、使用時の費用対効果も考慮し、このタイプの潤滑剤を使用することで潤滑サイクルが延びるのか、注入回数が増えるのか、グリースの消費量が増えるのか、ベアリングの故障率が増えるのか、メンテナンスコストが増えるのかなどを分析する。

III.機械設備の潤滑とメンテナンスの管理強化

機械設備の潤滑とメンテナンスの管理に真剣に注意を払うことが重要である。人間のイニシアティブを活用することで、設備メンテナンスの効果を向上させることができる。

設備運用管理の核心は、リアクティブからプロアクティブへ、経験に基づくアプローチから標準化されたアプローチへの移行である。

"標準化 "は設備運転管理の焦点であり、潤滑とメンテナンスの標準は設備運転の鍵である。従って、潤滑・メンテナンス管理の強化は、設備の長寿命化にとって極めて重要である。

1) 総合的な機器潤滑管理システムの確立

多くの企業では、設備潤滑を管理するための包括的なシステムが欠如している。機械設備潤滑の「5つの決定要因」（場所、タイミング、質、量、人員）や3段階濾過管理に厳格に従っていない。

企業は対応する組織構造を確立し、潤滑管理規則を改善し、潤滑管理の詳細を完成させ、厳格に実施すべきである。

2) 実際の機器運転に基づく潤滑メンテナンス計画の策定

機器の運転中、メンテナンス担当者は、適切なオイル交換計画を立てずに、機器のオイルが少なくなったときだけオイルを追加することが多い。また、基本的なオイルのモニタリングやコンタミネーション・コントロールの方法が欠如しており、経験のみに頼ってオイルの品質を判断している。

長期間の運転は、オイルの汚染と劣化を招き、機器の摩耗を加速させる。適切な潤滑メンテナンス計画と潤滑チャートカードを作成し、オイル交換プロセスを詳細に記述して、メンテナンス担当者が潤滑問題を改善できるように導くことが極めて重要である。

3）潤滑知識教育の充実と適正な潤滑油の選択

企業は潤滑油のメンテナンス管理に関する技術訓練を強化し、管理のための専任担当者を置くべきである。潤滑油の選択から使用、リサイクルに至るまで、科学的かつ合理的であることが不可欠である。

同時に、新製品や新技術の習得と普及に努め、機器の寿命を効果的に延ばす必要がある。

4) 主要機器のオイル分析の実施

機器の潤滑摩耗状態を把握し、予知保全を実現するために、主要機器および品質に応じてオイル交換が必要な機器について、定期的なオイル分析を実施すべきである。

5）オイル充填量の適正化

結論として、機械設備の潤滑とメンテナンスの管理は、企業の存続と発展に欠かせないものである。設備の品質は企業の経済的利益に直結する。

機器のライフサイクル全体を管理するにあたっては、機器の技術的な状態の管理や故障の診断だけでなく、機器の運転やエネルギー資源の経済的な利益の管理も重要です。

従って、設備の寿命を延ばすために、管理者は運転過程での潤滑と保守管理を優先し、設備の実際の運転状況に基づいて科学的かつ合理的に潤滑を管理し、設備の信頼できる安定した運転を確保し、それによって企業のコストを削減し、競争力を高めるべきである。