ベアリング（機械）

多くのベアリングは早期故障を防ぐために定期的なメンテナンスが必要ですが、ほとんどメンテナンスが必要ないものも多くあります。 後者には、各種ポリマー軸受、流体軸受、磁気軸受、転動体軸受などがあり、シールド・ベアリング、シールド・フォー・ライフなどの用語で表現されます。 これらの軸受には、汚れを防ぎ、グリースを封入するためのシールが付いている。 メンテナンスフリーを実現し、多くの用途で活躍しています。

非密封軸受には、グリースガンで定期的に給油するためのグリース・フィッティングや、定期的にオイルを注入するためのオイル・カップがよく付いています。 1970年代以前は、密閉型軸受はほとんどの機械で見かけることがなく、給油や給脂は現在よりも一般的な行為でした。 例えば、自動車のシャーシでは、エンジンオイルの交換とほぼ同じ頻度で「注油作業」が必要でしたが、現在の自動車のシャーシは、ほとんどが密閉型になっています。

今日の工場の機械には通常、潤滑システムがあり、中央ポンプが油槽から潤滑ラインを通じて、機械の軸受面、軸受ジャーナル、ピローブロックなどのさまざまな潤滑ポイントに定期的にオイルまたはグリースを供給している。 このような潤滑サイクルのタイミングと回数は、PLCやCNCなどのコンピュータ制御と、必要に応じて手動によるオーバーライド機能によって制御される。 この自動化されたプロセスによって、すべての最新のCNC工作機械や他の多くの最新の工場機械が潤滑されているのである。 自動化されていない機械にも同様の潤滑システムが採用されており、その場合はハンドポンプがあり、機械オペレーターが毎日（常時使用する機械の場合）または週に1回ポンプを回すことになっている。

現代の自動車やトラックのエンジン内の給油システムは、オイルが連続的に送られることを除けば、上記の潤滑システムに似た概念である。 このオイルの多くは、エンジンブロックとシリンダーヘッドにドリルまたは鋳造された通路を通って流れ、ポートから直接ベアリングに漏れ、他の場所でオイルバスを提供するために噴出する。

高サイクル工業操作の多くのベアリングは定期的な潤滑とクリーニングを必要とし、多くは摩耗の影響を最小限に抑えるために、プリロード調整などの時折調整を必要とします。 しかし、多くの用途では良好なメンテナンスが困難です。 例えば、岩石破砕機のコンベヤの軸受は、硬い研磨粒子に絶えずさらされています。 清掃は高価なため、清掃はほとんど役に立ちませんが、コンベヤが運転を再開するとすぐに軸受は再び汚染されます。 したがって、良いメンテナンスプログラムは、ベアリングに頻繁に潤滑油を塗布しますが、クリーニングのために任意の分解を含まないかもしれません。 頻繁な潤滑は、その性質上、新しいチャージで古い（グリットで満たされた）オイルやグリースを置換することにより、限定的な種類の洗浄作用を提供し、それ自体は次のサイクルによって置換される前にグリットを収集します。 また、風力発電機の軸受の例では、ナセルが強風域の上空に設置されているため、メンテナンスが困難である。 また、タービンは常に稼働しているわけではなく、気象条件によって異なる運転挙動を示すため、適切な潤滑が課題となります。

転がり軸受外輪の故障検出編

転がり要素ベアリングは今日の産業で広く使用されており、したがって、これらのベアリングのメンテナンスは、メンテナンス専門家の重要なタスクになっています。 転がり軸受は、金属同士の接触により簡単に摩耗し、外輪、内輪、ボールに欠陥が生じます。 また、高負荷、高回転の条件下に置かれることが多いため、機械の中で最も傷つきやすい部品でもある。 転がり軸受の故障を定期的に診断することは、メンテナンスコストの削減やシャットダウン時間の短縮とともに、産業の安全や機械の稼働に不可欠である。 外輪、内輪、玉のうち、外輪は故障や欠陥に弱い傾向があります。

外輪の故障を通過するときに、転動体が軸受部品の固有振動数を励起するかどうかについては、まだ議論の余地があります。 したがって、軸受外輪の固有振動数およびその高調波を特定する必要がある。 軸受の故障はインパルスを発生させ、振動信号のスペクトルに故障周波数の強い高調波が含まれるようになります。 これらの故障周波数は、エネルギーが小さいため、スペクトルの隣接する周波数に隠されてしまうことがあります。 そのため、FFT分析でこれらの周波数を特定するには、非常に高いスペクトル分解能が必要になることがよくあります。 自由境界条件の転がり軸受の固有振動数は3 kHzです。 したがって、軸受の故障を初期段階で検出するために軸受成分共振帯域幅法を使用するには、高い周波数範囲の加速度計を採用し、長時間のデータを取得する必要があります。 外輪に穴が開いているなど、故障の程度が大きい場合にのみ、故障特性周波数が特定されます。 故障周波数の高調波は、ベアリングの外輪の故障をより敏感に示す指標となります。 ベアリングの欠陥をより詳細に検出するためには、波形、スペクトル、エンベロープの技術が役立ちます。

軸受の故障を特定するためのツールとしてスペクトル分析を使用すると、低エネルギー、信号の不鮮明さ、循環定常性などの問題により、課題に直面することになります。 故障周波数成分を他の高振幅の隣接周波数と区別するために，高い分解能が望まれることが多い。 したがって、FFT分析のために信号をサンプリングする場合、スペクトルの十分な周波数分解能を得るために、サンプル長を十分に大きくする必要があります。 また、計算時間とメモリを制限内に収め、不要なエイリアシングを回避することも要求される場合があります。

パッキン編集

一部のベアリングは潤滑のために厚いグリースを使用しており、それはベアリング表面の隙間に押し込まれ、パッキンとも呼ばれています。 グリースは、ベアリング・レースの内側と外側の縁を覆うプラスチック、革、ゴム製のガスケット（グランドともいう）によって保持され、グリースが外に漏れないようにします。 歴史的には、鉄道車両の車輪に、綿や羊毛の繊維を油に浸した廃棄物や切れ端を詰めたスリーブベアリングが使われ、その後、綿の固形パッドが使われました。 リングオイラー

軸受の中央回転軸に緩く乗っている金属製のリングで潤滑することができます。 リングは、潤滑油の入った室内に垂れ下がります。 軸受が回転すると、粘性接着剤によって油がリングを上って軸に付着し、軸受内に移動して潤滑されます。

スプラッシュ潤滑 編集

潤滑の初歩的な形態にスプラッシュ潤滑がある。 いくつかのマシンは、部分的に液体中に浸漬したギア、またはデバイスが動作するようにプールにダウンスイングできるクランクロッドで、底部に潤滑油のプールを含んでいます。 回転する車輪が油を周囲の空気に飛ばし、クランクロッドが油の表面を叩いて、エンジンの内面に無造作に飛び散らせるのである。 小型の内燃機関の中には、特に特殊なプラスチック製のフリンガーホイールが入っていて、機構内部で油をランダムに撒き散らすものもある。

圧力潤滑編

高速・高出力機では、潤滑剤の喪失によりベアリングが急速に加熱され、摩擦による破損が生じることがあります。 また、汚れた環境では、オイルにゴミや埃が混入して摩擦が大きくなることがあります。 このような用途では、ベアリングやその他の接触面に常に新しい潤滑油を供給し、余分な油を回収してろ過、冷却し、場合によっては再利用することが可能である。 圧油供給は、大型で複雑な内燃機関において、オーバーヘッドバルブアセンブリの上など、直接油が飛ばない部分によく使用されます。

Composite bearingsEdit

Composite bearings are designed with self-lubricating polytetrafluroethylene (PTFE) liner with a laminated metal backing.これは、ラミネートされた金属の裏側に自己潤滑性のあるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ライナーを使用した設計です。 PTFEライナーは、安定した摩擦制御と耐久性を提供し、金属バッキングは、コンポジット・ベアリングが長い寿命を通して高い荷重と応力に耐えることができることを保証しています。 また、従来の転がり軸受に比べ、10分の1の軽量化を実現しています。