自己潤滑ブッシュとは何ですか?
自己潤滑ブッシュ 外部からグリースやオイルを供給しなくても動作するように設計されたすべり軸受です。これは、固体潤滑剤 (最も一般的にはグラファイト、PTFE、または二硫化モリブデン (MoS2)) をブッシングの材料またはボア内の機械加工されたリザーバーに直接組み込むことによって実現されます。シャフトが回転または振動すると、摩擦により薄い自己補充転写膜が生成され、接触面が継続的に潤滑されます。
直接の答えは、自己潤滑ブッシングが機能するために外部潤滑を必要としないということです。これらは、食品加工機械、農業機械、建設用ピボット、高温産業システムなど、グリースの再塗布が不可能、安全でない、またはコストが高すぎる用途に最適です。
真鍮のブッシュは自己潤滑性がありますか?
標準の真鍮ブッシュは自己潤滑性がありません。普通の真鍮 (通常は CuZn39Pb3 や CuZn40Pb2 などの CuZn 合金) は、優れた耐食性と適度な耐荷重性を備えていますが、摩擦を軽減し、シャフト界面での摩耗を防ぐために外部潤滑 (グリースまたはオイル) が必要です。潤滑剤を使用しないと、普通の真鍮のブッシングは負荷がかかると傷がついたり、焼き付いたり、摩耗したりする可能性があります。
ただし、真に自己潤滑性のある特定のクラスの真鍮ベースのブッシュが存在します。
- グラファイトプラグ付き青銅/真鍮ブッシング: これらには、ボアと面の周囲に配置された機械加工された穴に円筒形のグラファイト プラグが圧入されています。グラファイト含有量は通常、表面積の 15% ～ 30% の範囲です。シャフトがボアに対して摩耗すると、グラファイトがシャフト表面に移動し、乾式潤滑膜が形成されます。これらは、低速、高負荷の用途で最大 400 °C の温度と最大 0.5 MPa・m/s の PV 値に対応します。
- 含油青銅焼結 (SAE 841): 技術的には真鍮ではなく多孔質の青銅であるこれらのブッシングは、青銅の粉末を焼結し、多孔質構造に油（通常は体積比 18 ～ 22% の油）を真空含浸させることによって製造されます。動作中、シャフトの回転と熱によりオイルが表面に引き寄せられます。シャフトが停止すると、毛細管現象によりオイルが再吸収されます。最大 2.5 m/s のシャフト速度と最大 3.5 MPa の負荷に対応します。
アプリケーションで標準の鍛造真鍮ブッシングを使用しており、空運転に依存している場合は、摩耗が加速することが予想されます。自己潤滑が必要な場合は、グラファイトプラグまたは焼結青銅のバリエーションを明示的に指定してください。
ブッシングに注油する必要はありますか?
それはブッシュのタイプに完全に依存します。以下の表は、材料クラスごとの潤滑要件をまとめたものです。
| ブッシングの種類 | 外部潤滑油は必要ですか? | 一般的な潤滑間隔 | ドライランは可能ですか? |
|---|---|---|---|
| 普通真鍮/青銅（鍛錬） | はい | 50 ～ 200 稼働時間ごと | いいえ |
| 鋳鉄 | はい | 100 ～ 500 時間ごと | いいえ |
| 焼結青銅（SAE 841） | オプションのトップアップ | 主要な整備時にのみ給油してください | 短期間のみ |
| グラファイトプラグ付き青銅 | いいえ | いいえne required | はい — design intent |
| PTFEライニング/複合材 | いいえ | いいえne required | はい — design intent |
| ポリマー（ナイロン、アセタール、PEEK） | いいえ (some benefit from occasional oil) | いいえne to annual | はい at moderate PV |
| バイメタル（スチール PTFE/青銅オーバーレイ） | いいえ | いいえne required | はい — continuous |
重要な機器の場合、自己潤滑ブッシングであっても、最初の取り付け時に互換性のあるグリースの薄い膜から恩恵を受けます。この「慣らし」潤滑は、転写フィルムが完全に発達する前 (通常、定格負荷での動作の最初の 1 ～ 4 時間以内) にブッシングを保護します。
無潤滑の標準ブッシュを使用した場合の影響
わずか 0.1 MPa・m/s の PV (圧力 × 速度) で乾燥状態で動作する普通の青銅製ブッシングでは、表面温度が数分以内に周囲温度より 40 ～ 80 °C 上昇する可能性があります。これにより酸化が促進され、摩擦係数が潤滑時の値 0.05 ～ 0.10 から乾燥時の値 0.20 ～ 0.35 に増加し、適切に潤滑した場合に比べてブッシュの耐用年数が 70 ～ 90% 減少する可能性があります。高負荷のピボット (掘削機のアーム ピンなど) では、無潤滑のプレーン ブッシュでは 100 時間未満で故障する可能性がありますが、自己潤滑の同等品では 5,000 時間持続します。
潤滑が必要なブッシングの潤滑方法
外部潤滑が必要なタイプのブッシュを使用する場合は、正しい技術が重要です。不十分な潤滑方法は、フィールド機器のブッシュが早期に故障する主な原因です。
適切な潤滑剤の選択
| 適用条件 | 推奨潤滑剤 | 代表的なグレード・種類 |
|---|---|---|
| 一般機械、中速 | リチウム系グリース | NLGI 2、ISO VG 100–150 ベースオイル |
| 高負荷、低速（ピボット、ピン） | 極圧（EP）グリース | NLGI 2 EP、モリブデン強化 |
| 高温 (>120 °C) | カルシウムスルホネートまたはセラミックグリース | NLGI 2、定格 200 °C |
| 食品グレード / 洗浄 | NSF H1 食品グレードのグリース | NLGI 2、ホワイトミネラルまたはPAOベース |
| 水没/マリン | 防水マリングリース | NLGI 2 カルシウム複合体またはカルシウムスルホネート |
| 軽量高速スピンドル | 軽鉱油 | ISO VG 32–46、ドリップまたはウィックフィード |
ブッシングへのグリスの正しい塗布方法
- 再潤滑する前に清掃してください: 古くて汚染されたグリースは研磨剤として機能します。新しいグリースを塗布する前に、きれいなグリースが出てくるまで新しいグリースをフィッティングにポンプで送り込み、古いグリースをパージします。ブッシングにグリースフィッティングがない場合は、分解してボアをきれいに拭きます。
- 静止時または低負荷時にグリースを塗布します。 全負荷時に塗布されたグリースはボア全体に均一に分布しません。ジョイントにかかる負荷を軽減するか、グリースを塗布しながらシャフトをゆっくり回転させて完全にカバーされるようにしてください。
- 校正済みのグリース ガンを使用します。 グリースの過剰な塗布はよくある間違いであり、有害です。標準的な直径 40 mm x 長さ 40 mm のブロンズ ブッシングの場合、NLGI 2 グリースの 1 回のポンプ ストローク (約 1.4 g) で、シールに過度の圧力をかけることなくフィルムを補充できます。
- グリースニップル/ザークフィッティングを確認します。 ニップルが詰まっているということは、グリースがブッシュに到達していないことを意味します。背圧を感じてテストします。ガンのプランジャーがほとんど動かない場合は、ニップルまたは通路が詰まっています。ニップル洗浄ツールで掃除するか、フィッティングを交換してください。
- 潤滑スケジュールを確立します。 建設機械のピボットの場合、OEM 標準は通常、50 稼働時間ごと、または毎週のいずれか早い方です。ハイサイクル機械では毎日の潤滑が必要な場合があります。自動化された集中潤滑システムにより、人による変動は完全に排除されます。
取付時の潤滑（全ブッシュタイプ）
ブッシングが自己潤滑性であるかどうかに関係なく、ブッシングをハウジングの穴に押し込む前に、必ず外径 (OD) に適合する潤滑剤の薄膜を塗布してください。これにより、圧入摩擦が軽減され、ハウジングのボア表面のかじりが防止され、せん断損傷なくブッシュが確実に直角に装着されます。自己潤滑性の PTFE ライニング ブッシングの場合は、石油ベースのオイルは一部のポリマー ライニングを劣化させる可能性があるため、互換性のあるグリース (シリコンまたは PTFE ベース) のみを使用してください。
自己潤滑ブッシュの種類の比較
適切な自己潤滑ブッシングを選択するには、ブッシングの PV 制限、温度範囲、化学的適合性を用途に適合させる必要があります。産業用に使用される主なタイプは次の 4 つです。
| タイプ | 最大荷重(MPa) | 最高速度 (m/s) | 温度範囲 (°C) | 摩擦係数 | 主な利点 |
|---|---|---|---|---|---|
| グラファイトプラグ付き青銅 | 最大140 | 1.5まで | -200～400 | 0.10～0.20 | 高負荷、極端な温度 |
| バイメタル (スチール PTFE/鉛フリー オーバーレイ) | 最大250 | 3.0まで | -195～280 | 0.03～0.15 | 最高の耐荷重、コンパクト |
| PTFE/繊維複合材 | 最大150 | 0.5まで | -200～250 | 0.04～0.20 | 耐薬品性、軽量 |
| 焼結青銅（SAE 841） | 最大14個 | 6.0まで | -40～120 | 0.05～0.15 | 低コスト、高速対応 |
| ポリマー(ナイロン/アセタール/PEEK) | 60まで | 3.0まで | -40 ～ 250 (PEEK) | 0.10～0.35 | 腐食がなく、電気絶縁性がある |
建設リンケージ、農機具ピン、船舶用ステアリングギアなど、要求の厳しい旋回または振動用途では、PTFE オーバーレイを備えたバイメタル ブッシングが業界のベンチマークです。 SKF、Igus、GGB はすべて、自社の製品ラインについて独立してテストされた PV 曲線を公開しています。少なくとも 1.5 の安全係数を使用して、実際の動作 PV を定格最大値と常に相互参照してください。
ブッシュの寿命を長くするための取り付けとメンテナンスのヒント
- 圧入、ハンマーで打たないでください: 一貫してまっすぐに取り付けるには、適切なマンドレルを備えたアーバー プレスまたは油圧プレスを使用します。ハンマーで叩くとボアが歪み、自己潤滑オーバーレイが潰れます。ほとんどの自己潤滑ブッシュの最大圧入しめしろは直径 0.01 ～ 0.04 mm です。
- シャフトの硬さと仕上げを確認します。 バイメタルおよび PTFE でライニングされたブッシングの場合、相手シャフトは少なくとも 45 HRC まで硬化され、Ra 0.4 ～ 0.8 µm まで研磨される必要があります。シャフトが柔らかかったり粗かったりすると、転写フィルムが破壊され、ブッシュの寿命が大幅に短くなります。
- ハウジングとシャフトの位置を合わせます。 0.5 度を超えるミスアライメントでは、ブッシュの一方のエッジに荷重が集中し、局所的な接触圧力が最大 3 倍増加し、急激なエッジの摩耗が発生します。シャフトのたわみやアセンブリの位置ずれが予想される場合は、球面タイプまたは自動調心タイプを使用してください。
- 汚染から保護する: 自己潤滑性のブッシングであっても、研磨粒子がボアに到達すると摩耗が早くなります。土木設備やセメント工場などの汚れた環境では、ダストシール、ワイパーリング、またはラビリンスシールを使用してください。
- シャフトの遊びをチェックして摩耗を監視します。 ほとんどの自己潤滑ブッシュの最大許容直径クリアランスは、交換が必要になるまでのシャフト直径の 0.5 ～ 1.0% です。 50 mm シャフトの場合、最大許容遊びは通常 0.25 ～ 0.50 mm です。これを超えると、衝撃荷重がかかり、ブッシュとシャフトの両方に摩耗が加速します。
概要
自己潤滑ブッシングは、その構造に固体潤滑剤 (グラファイト、PTFE、または MoS2) を組み込むことにより、外部のグリースやオイルの必要性を排除します。標準の真鍮および普通の青銅のブッシングは自己潤滑性がないため、適切な潤滑スケジュールを行わないとすぐに故障します。潤滑が必要な場合、正しい潤滑剤グレードを選択し、適切な間隔で塗布し、グリースが軸受面に確実に確実に到達することが、ブッシュの耐用年数を最大化するための 3 つの最も重要な要素です。メンテナンスフリーの操作を実現するため、バイメタル PTFE オーバーレイとグラファイトプラグ付きブロンズ ブッシングは、幅広い産業条件にわたって最高のパフォーマンスを発揮するオプションです。
