オイルシールの必要最低緊迫力の考え方
必要最低緊迫力とは
オイルシールの耐久性能を見極める指標の一つとして必要最低緊迫力があります。オイルシールを長期使用する過程で下回ると漏れが発生するリスクが高くなる緊迫力値のことです。
必要最低緊迫力は、使用環境(ユニットの偏心量など)によって変動します。オイルシールに要求される耐久性能を満足するため、主リップの摩耗やへたりが進行した場合であっても必要最低緊迫力を維持するように考慮して、主リップ緊迫力の初期設定値を決める必要があります。
初期設定値が低すぎると、運転時の主リップ摩耗進行によって必要最低緊迫力を維持できなくなり、反対に初期設定値が高すぎると、運転時の主リップ異常摩耗や発熱大による主リップへたりなどによって必要最低緊迫力を維持できなくなることで、耐久性能を満足することができません。
ここでは、必要最低緊迫力の考え方を解説します。
単位長緊迫力の考え方
必要最低緊迫力を考える上で、単位長緊迫力を理解する必要があります。
通常、緊迫力は単位N(ニュートン)で表されますが、緊迫力をオイルシールサイズ(軸径Φmm)で除した値である単位長緊迫力(N/mm)の考え方を用いることで、オイルシールサイズの影響を受けずに緊迫力を横比較することができます。
例えば、以下2つのオイルシールの単位長緊迫力は以下となります。
●軸径Φ50mm、緊迫力7.9N ：単位長緊迫力=7.9N/(50mm×π)=0.05N/mm
●軸径Φ80mm、緊迫力12.6N ：単位長緊迫力=12.6N/(80mm×π)=0.05N/mm
一見、両者のオイルシールサイズ(軸径Φmm)と緊迫力はバラバラですが、単位長緊迫力は同じ設定値(=緊迫力設定は同一設計)と考えることができます。これは、オイルシールメーカーにてサイズの異なるオイルシールの緊迫力設定を横比較する際に用いる考え方です。
上記考え方を理解した上で、必要最低緊迫力の考え方を解説します。
必要最低緊迫力の考え方
必要最低緊迫力は使用環境(ユニットの偏心量など)の影響を大きく受けます。ここでは、最も影響度の大きい偏心量(=シャフトの径方向への振れ量)に対する必要最低緊迫力の関係を図1に示します。
図1 偏心量と必要最低緊迫力の関係
偏心量が大きくなると、シャフトの振れに対して主リップ先端が追随し切れなくなるため、単位長緊迫力を上昇させることで追随性を向上させる必要性があります。ただし、一定の偏心量を超えると、それ以上単位長緊迫力を上昇させても効果はありません。過度に上昇させると、効果がない上に主リップ先端の摩耗・発熱が大きくなるため、注意が必要となります。
オイルシールの主リップ緊迫力の初期設定値を決める際は、ユニット偏心量の情報を基に必要最低緊迫力を算出するとともに、求められる使用期間が経過しても必要最低緊迫力を維持できるよう考慮する必要があります。
上記では、使用環境として偏心量を一例に挙げましたが、必要最低緊迫力に影響する使用環境としては温度や振動・衝撃などがあり、偏心量を含むこれら複数の要素を考慮した上で必要最低緊迫力を最終決定する必要があります。
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