グリース潤滑とは?シリコーン・モリブデン・リチウムの特徴と選び方

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規格

最近、ベアリングユニットが

ロックしやすい気がします。

 

ベアリングの焼付きか
損傷が原因だと思います。

焼付きって何ですか?

焼付きは、

ベアリングが何かしらの原因で

異常に発熱して、高温になり

ベアリングの内部が溶着して

回転できなくなってしまうこと

です。

また、焼付きによって

ベアリング内部に

かじりや肌荒れ

を起こします。

なるほど・・・

ベアリングが合ってない

のでしょうか?

今まで問題が、

起こってなかったのであれば、

潤滑不良が原因かもしれません。

ほとんど、

潤滑していないと思います。

機械故障の60%以上が潤滑不良

と言われるくらい

潤滑は大事なんです。

 

潤滑って大事なんですね!

一度、確認してみます。

という、やりとりがありました。

テーマ

今回は、グリース潤滑について
紹介していきたいと思います。

 
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グリースって何ですか?

やはり、グリースアップを

ほとんどしていませんでした。

調べてみたら、グリースって

たくさん種類があるんですね!

何を選べばいいですか?

まず、

グリースの定義から

説明します。

Point

潤滑グリースは、

原料基油中に増ちょう剤を
分散して半固体状または
固体状にしたもの。

特殊な性質を与える他の成分が
含まれる場合もある。

引用:日本工業規格 
   JIS2220:2013

と記載されています。

 

グリースの成分なんて

考えたことなかったです。

基油や増ちょう剤という
言葉を初めて聞きました。

グリースは、

 

  • 基油(ベースオイル)
  • 添加剤
  • 増ちょう剤

で、出来ています。

Point

グリースは、
80%~90%を占める潤滑油(基油)に
10%~20%の増ちょう剤を分散させて
半固体状に練り上げた潤滑剤を
指します。

また、グリースにも潤滑油同様に
性能を向上させるため、酸化防止剤
さび止め剤・構造安定剤などの
各種添加剤が配合されています。

 

グリースは、
潤滑油に増ちょう剤を

混ぜて、ゲル状にしたもの
なんですね。

そうです。

グリースは、ゲル状の為、

流れ落ちることがありません。

潤滑したい箇所に

適量塗っておけば良いので

頻繁に給油をする必要がない!

 

という、

メリットがあります。

ただし、

油潤滑より冷却能力は低いので

高速回転などでは発熱しやすい!

という、

デメリットがあります。

グリースとは
  • 基油・添加剤・増ちょう剤で
    できている。

  • 基油中に増ちょう剤を混ぜて、
    半固体状または固体状に
    したもの。

  • 流れ落ちることが無いので、
    頻繁に給油する必要がない。

  • 冷却能力が低いので高速回転
    などでは発熱しやすい。

 

増ちょう剤の役割

結局、

増ちょう剤って何ですか?

増ちょう剤は、基油の中で

網目構造を形成します。

網目構造って何ですか?

分かりやすく言うと

スポンジのような構造になる
という感じです。

その網目に油が入り込み

貯蔵してくれます。

スポンジが油を吸う

感じですね。

そうです。

しかも、油の余分な流失を

防いでくれます。

他には、

どんな役割があるんですか?

増ちょう剤の量で

グリースの硬さを調整します。

ちょう度ですよね。

ちょう度範囲の数字が
大きいほど粘度が低い、
柔らかいグリースになります。

硬さちょう度
番号
ちょう度
範囲
状態








000号445~475流動状
00号400~430反流動状
0号355~385極めて柔らかい
(トマト
ケチャップ)
1号310~340柔らかい
(マヨネーズ)
2号265~295普通の硬さ
3号220~250やや硬い
(バター)
4号175~205硬い
5号130~160非常に硬い
6号85~115非常に硬い

参考:大同油脂株式会社-グリースについて-ちょう度とは

ベアリングやギアといった

一般的な潤滑には、

2号が多く使用されています。

選定基準は、

何かありますか?

グリースを選定する場合は、

負荷や速度を基準にします。

粘度選定基準
高粘度高温低速重荷重
低粘度低温高速軽荷重

高速・重荷重の場合は

どうするんですか?

相反する選定基準の場合は、

申し訳ないですが、

試行錯誤して

適正なグリースを見つける

しか方法がありません。

機械に合った

グリースを探しだすしかない

ということですね。

増ちょう剤の役割
  • 増ちょう剤は、基油の中で
    網目構造を作り、油を貯蔵する。

  • 増ちょう剤の量で、
    グリースの硬さがかわる。

  • 一般的な使用では、2号グリースが
    一番使用されている。

  • 選定基準が、相反する場合には、
    試行錯誤しながら探す必要が
    ある。

 

増ちょう剤の種類と特性

増ちょう剤の特性って
何ですか?

増ちょう剤は、大きくわけて

 

  • 石けん系
  • 非石けん系

があります。

石けんですか?

グリースとのイメージが
わきません。

石けんと言っても

金属石けん

と言われるものです。

金属石けん?

初めて聞きました。

石けんの種類は、

 

  • 石けん:
    高級脂肪酸+アルカリ金属
  • 金属石けん:
    高級脂肪酸+非アルカリ金属

に、分けることが出来ます。

はぁ・・・・。

違いの認識は、

 

  • 石けんは、水に溶ける
  • 金属石けんは、水に溶けない

という程度でいいと思います。

そういうもの

だということですね。

具体的な例を挙げると

リチウムグリースの増ちょう剤が
リチウム石けんです。

もともと、金属石けん系は、

ナトリウムやカルシウム・

アルミニウムなどで

グリースが作られていました。

ただ、各々微妙に性能が違うので

使い分ける必要がありました。

リチウム石けんグリースは、

耐熱性・耐水性・機械的安定性

に優れているので、
他の石けんグリースに変わって

使用されるようになってきました。

日本では石けん系グリースの

50%以上がリチウムグリース

と言われており、

他の石けん系グリースは、

だんだん減ってきています。

増ちょう剤の種類と

特徴を教えてください。

分類増ちょう剤の
種類
使用温度耐水性機械的
安定性












カルシウム
石けん
-10~70℃
リチウム
石けん
-30~120℃




アルミニウム
複合石けん
-40~150℃
リチウム
複合石けん
-30~150℃









ベントン-10~150℃
ウレア-40~180℃
PTFE-40~250℃

複合石けんは、

耐高温化を目的として

金属石けんに、

有機酸塩や無機酸塩を

配合したものです。

非石けん系は、

石けん系と比べて融点が高いので
高温用として使用されます。

増ちょう剤の種類と特性
  • 増ちょう剤には、金属石けん系と
    非石けん系がある。

  • 日本の石けん系グリースのシェア
    50%以上はリチウムグリース。

  • 石けん系グリースにも
    金属石けんと複合石けんがある。

  • 非石けん系グリースは、
    石けん系に比べ融点が高いので、
    高温で使用される。

 

基油の種類と役割

基油には、

どんな種類がありますか?

基油には、

  • 鉱油
  • 合成油

があります。

グリースのほとんどは、

鉱油が使用されています。

グリースのほとんどは

鉱油なんですね。

鉱油は、合成油より

安く手に入りやすい油で

グリースの基油としての性能を、
ほぼ満足しているからです。

じゃあ、

合成油はどんな時に

使用されるんですか?

合成油は、

低温性・耐熱性・低トルク・

長寿命のような特殊用途に

使用します。

基油には、どんな種類が

あるんですか?

代表的な基油です。

基油耐熱性低温性潤滑性耐ゴム性耐樹脂性
鉱油
合成
炭化水素油
エステル油
シリコーン油
フッ素系
合成油

グリースの性能は、
基油の役割が大きいので

基油の性能を知っておくと

良いです。

基油の種類と役割
  • 一般的なグリースのほとんどは
    鉱油が使用されている。

  • 鉱油では対応できない場合に
    合成油が使用される。

  • 合成油にも種類があり、
    目的に応じたものを選ぶ。

  • 超低温や高温下の安全性と
    長寿命の用途で使用される。

 

添加剤の種類と役割

モリブデングリースは

何ですか?

グリースも潤滑油と同様に

 

  • 酸化防止剤
  • 腐食防止剤
  • さび止め剤
  • 極圧剤
  • 油性向止剤
  • 構造安定剤
  • 固体潤滑剤

といった添加剤が配合され

性能を向上させています。

固体潤滑剤の一つが

モリブデンです。

モリブデンって

添加剤だったんですね。

そうです。

実は、モリブデン配合

リチウムグリースなんです。

モリブデンの

役割は何ですか?

モリブデンは、
耐摩耗性や耐荷重性能を

上げる為に使用されます。

今回のケースで

試してみるのも

いいかもしれません。

極圧耐性を上げる

固体潤滑剤には、

 

  • モリブデン
  • グラファイト
  • PTFE

等があります。

添加剤の種類と役割
  • グリースも潤滑油同様
    添加剤が配合されている。

  • 極圧耐性を上げるために、
    固体潤滑剤が配合されている
    ものがある。

  • モリブデンは添加剤。

 

グリースの管理ポイント

グリース潤滑を行う上で

注意する事はありますか?

グリースは、
冷却能力が低いので
ベアリングの給脂は、
一般的に空間容積の
30~40%と言われています。

ただし、

温度上昇がないような場合は、

異物混入防止のために、

空間容積の70%~100%

でも良いです。

グリースの交換や補給は

どれくらいの頻度で
するのが良いんですか?

基本的に、

機械メーカーの

指示や取説に従って

給脂を行ってください。

集中給脂も

同じちょう度番号

2号でいいですか?

集中給脂は、

ちょう度番号0~1のような

比較的柔らかいもので

行ってください。

集中給脂の注意点は、

違う種類のグリースを入れると

性質が変化するので
注意して下さい。

万能グリースを使っても

焼付や摩耗が多い場合は

どうすればいいですか?

耐熱性・長寿命性に

優れたグリースに変えて下さい。

どんなグリースでも

ゴムや樹脂に使用できますか?

基油の種類によっては、

ゴムや樹脂を劣化させる

原因になるので

確認してから使用して下さい。

グリース潤滑のポイント
  • グリースは、冷却能力が低いので
    入れすぎに注意が必要。

  • 温度上昇がない場合は、
    異物混入防止で、空間容積100%
    給脂しても良い。

  • グリースの交換や補給は、
    メーカーの指示や取説に従う。

  • 集中給脂は、ちょう度番号0~1の
    柔らかいものを使用する。

  • 万能グリースでダメな時は、
    特殊用途グリースを選ぶ。

  • 基油の種類によっては、
    ゴムや樹脂を劣化させる
    ので注意が必要。

 

まとめ

機械故障の60%以上が
潤滑不良と言われています。

潤滑グリースは、密閉性がよく
異物混入を防ぐなど、
非常に良い点がある一方で
高速回転やグリス過多によって
放熱性や冷却性が悪くなり
発熱するなどの悪い面もあります。

グリースの性質は、配合されている

  • 基油の種類
  • 増ちょう剤の種類
  • 添加剤の種類

によって決まります。

あなたの仕様に合ったグリースを選定する
参考になればうれしいです。

参考:NTN転がり軸受総合カタログ
総合解説11-潤滑

ありがとうございました。

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