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無給油ブッシュの寿命(無給油ブッシュの選定と荷重計算)

長期間使用した無給油ブッシュを使用している摺動部で、期待する性能が得られなくなった時、原因は無給油ブッシュの寿命と考えて良い。事例として無給油ブッシュの摩耗による寸法変化が発生し、軸受け隙間が設計値よりも大きくなり、軸受部でガタが生じるトラブルに至った事例がある。摩耗を防ぐことはできないため、ユーザーは推定摩耗量を加味した上で使用する装置または機構の寿命目安を立てることをお勧めする。推定摩耗量の計算式は次の通りである。

推定摩耗量(mm)W = K*1 × P × V × T

  • K : 比摩耗量 mm/(N/mm2 ・m/s・Hr)
  • P : 設計面圧 N/mm2
  • V : すべり速度 m/s
  • T : 摩擦時間 Hr-hr
 

潤滑条件による比摩耗量の目安

*1

無潤滑  : 6×10-4 ~3×10-3 mm/(N/mm2 ・m/s・hr)

定期潤滑 : 6×10-5 ~3×10-4 mm/(N/mm2 ・m/s・hr)

油潤滑  : 6×10-6 ~3×10-5 mm/(N/mm2 ・m/s・hr)

また、運動形態によってP値・V値の計算方法は変わるため、それぞれ計算式・計算例を表.1にに示す。

表1.P,V値の計算式・計算例

運動形態 P値 V値 計算例
往復往復

P = W ÷(φd×L)
荷重W : N
内径φd : mm
長さL : mm

V = 2cS ÷ 103
サイクル速度c : s-1
ストローク距離S : mm

・ブッシュ仕様 : 内径20/長さ25
・負荷条件 : 荷重3000/往復サイクル速度2
(=120cpm)/ストローク距離40
P = 3000 ÷(20 × 25)= 6.0(N/mm2)
V = 2 × 2 × 40 ÷ 1000 = 0.16(m/s)
回転回転

V = πφdn ÷ 103
回転数n : s-1
内径φd : mm

・ブッシュ仕様 : 内径20/長さ25
・負荷条件 : 荷重3000/回転数2 (=120rpm)
P = 3000 ÷(20 × 25)= 6.0(N/mm2)
V = π × 20 × 2 ÷ 1000 = 0.126(m/s)
揺動揺動

V = φdcθ ÷ 103

サイクル速度c : s-1
揺動確度θ : rad
内径φd : mm

・ブッシュ仕様 : 内径20/長さ25
・負荷条件 : 荷重3000/揺動サイクル速度0. 5(=30cpm)揺動角θ0.785(=45度)
P = 3000 ÷(20 × 25)= 6.0(N/mm2)
V = 20 × 0.5 × 0.785 ÷ 1000 = 0.00785(m/s)
スラスト
(ワッシャー)
スラスト(ワッシャー)

P=4W÷{π×(φD2-φd2)}
荷重W : N
外径φD : mm
内径φd : mm
長さL : mm

V = πφDn ÷ 103

回転数n : s-1
外径φD : mm

・ブッシュ仕様 : 内径20/外径28/長さ25
・負荷条件 : 荷重3000/回転数2 (=120rpm)
P =4×3000 ÷ {π×(784-400)}
= 9.947(N/mm2)
V = π × 28 × 2 ÷ 1000 = 0.176(m/s)

V = φdcθ ÷ 103

サイクル速度c : s-1
揺動確度θ : rad
内径φd : mm

・ブッシュ仕様 : 内径20/外径28/長さ25
・負荷条件 : 荷重3000/揺動サイクル速度0. 2 (=12cpm)/揺動角θ0.785 (=45度)
P =4×3000 ÷ {×(784-400)}
= 9.947(N/mm2)
V = 28 × 0.2 × 0.785 ÷ 1000 
= 0.0044(m/s)

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