オイルシールのポンプ量増加の方法

オイルシールのポンプ量減少の要因解析(FTA)

基本的に「ポンプ量が多い=高い密封性能を有する」と考えるため、オイルシールのポンプ量が増加する環境を構築することで漏れリスクを軽減することができます。それでは、具体的にポンプ量を増加するにはどうすればよいのでしょうか？
ここで、”ポンプ量減少”を故障モードと捉えた際の要因解析(FTA)を図1に示します。

図1

図1から分かる通り、ポンプ量が低下してしまう大枠の原因系として以下の3要因があります。
①オイルシール要因(青枠)
②シャフト要因(オレンジ枠)
③周辺環境/仕様要因(緑枠)

オイルシールのポンプ量増加の方法

基本的に、図1の1次要因の対策を行うことでポンプ量は増加します。一例として、以下の方法があります。
1. オイルシールの主リップ緊迫力を下げる
2. 主リップ先端の面圧分布が崩れないよう保持する
3. 主リップねじの機能を保持する(ねじ付きオイルシールの場合に限る)
4. シャフトの表面粗さを大きくする
5. シャフトの主リップ先端部摩耗を抑制する
6. オイル粘度を高くする
7. 周速を上げる

上記、1次要因の対策を行うための根本方法を、2次要因以降に抽出しています。
今回、FTAの項目を全て洗い出すと膨大な量となるため図1では項目をかなり絞っています。本来は全項目を洗い出した上で、どの要因がポンプ量増加に対して影響度が高いのか、案件毎に調査/評価などによって検証した上で対策内容を決定していきます。また、対策を行うことで生じる背反事象を考慮することが重要となります(例えば、主リップ緊迫力を下げることによる耐久性能への影響など)。

ポンプ量最大化の開発事例

参考までに、当方が執筆したポンプ量最大化の開発事例をご紹介します(以下の記事参照)。鉄鋼圧延機向け軸受用オイルシールのポンプ量を最大化(440%増加)することによって、従来比で漏れ量を70%以上低減し、さらにリップ温度を30%低減することを達成した事例です。

●鉄鋼圧延機用4列円すいころ軸受オイルシールのリップ温度低減技術(月間トライボロジー 2022年3月号)
【記事 ※申し込み要】バックナンバー2022年 | 月刊トライボロジー
【関連記事(JTEKT社) ※無料】鉄鋼圧延機向け4列円すいころ軸受用オイルシールの開発完了～密封性を高め、軸受寿命向上に貢献～ | Koyo（ジェイテクト）

【ご参考】熱電対付きオイルシールについて

当方では、オイルシールの主リップ先端温度を直接的に測定することができる”熱電対付きオイルシール”の製作を請け負っています。お客様で保有するオイルシールを当方へ送付いただき、熱電対を主リップ先端のゴム中に加工し、納品とさせていただきます。オイルシールのメーカーは問いません(どのメーカーでも対応いたします)。熱電対の＋/－を表記した状態で納品いたしますので、お客様では熱電対をロガーに接続いただくだけで主リップ先端温度の測定が可能となります。

熱電対付きオイルシール詳細はこちら