ピボット摩耗に影響する要素

機械メーカーにとって、永遠の課題である、可動部の摩耗を最小限に抑えるために考慮すべき要素は多岐にわたります。

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可動部の摩耗は、軸受け、ピン、ラグ摩耗の集約です。また、それに影響を与える多くの要素があります。機械メーカーにはこの摩耗を最小限に抑えるために複数の設計の選択肢がある一方で、簡単で効率的な方法で稼働時間とサービス費用を最適化したいと考えているエンドユーザーにとっては、それよりも少ない選択肢しかありません。現時点では、荷重、可動部のサイズ、速度、稼働頻度、機械が稼働している場所の環境に関してできることはほとんどありません。しかしながら、次のようなことは改善することができます。

  • 潤滑剤が使用されるかどうかと潤滑剤の使用方法
  • 軸と軸受けに使用される材料の種類、硬度、表面仕上げ
  • 可動部内での軸の固定

 

最小限の曲げ応力

可動部の摩耗に最も影響を与える要素は、荷重/応力、またそれらの荷重が加わる受圧面積です。圧力が十分に高い場合、世界中を見ても軸受け、軸(ピン)、ラグのいずれかに対して永久的な損傷を抑止出来る潤滑、材料、硬度はありません。荷重が同じ状態に留まり、作用する面積がより小さくなる場合、圧力は上昇します。可動部に荷重を掛けるとき、軸(ピン)は軸/ベアリング、軸/可動部の接触面積を変化させるのに十分な程度、わずかに屈曲します。可動部に低い荷重が掛かっているとき、その荷重はベアリングと可動部の全長に分配されます。軸が荷重の増加に合わせて屈曲するとき、受圧面積が減少し、圧力は上昇します(図 2)。

圧力がどの程度変化するかは、ピンの荷重、長さ、直径だけでなく、軸受けの機械的特性に依存します。より弾性的な軸受けは、塑性(永久)変形、応力再分配など、特定範囲への荷重分配に寄与します。

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圧力がどの程度変化するかは、ピンの荷重、長さ、直径だけでなく、軸受けの機械的特性に依存します。より弾性的な軸受けは、塑性(永久)変形、応力再分配など、特定範囲への荷重分配に寄与します。

 

軸固定の利点

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軸(ピン)がどの程度屈曲するかは、それが末端で支持されている、またはされていないかに依存します。可動部の底部からのみ支持される従来のストレートピンは、固定されておらず、単純な支持梁のように屈曲します。エクスパンダー・システム(図 3)は、可動部内に固定され、両端固定梁のように屈曲します。

 

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軸末端の固定は、ピンの自由な半径方向の移動を軸受けと軸間の隙間のみに制限します。これは重力加速度、軸受けとピンに掛かる高い衝撃力の制限に寄与します。エクスパンダー・システムは、可動部の摩耗を解消し、軸受け/軸の摩耗を低減します。