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潤滑油の用途による分類

ISO 6743規格「潤滑油、工業用オイルおよび関連製品の分類(クラスL)」では、潤滑油製品を18のグループに分け、AからZのアルファベットに従って配列している。

A:全損システムTotal loss systems

B:モールドリリースMould release

C:ギアリングGears

D:コンプレッサー(冷凍機、真空ポンプを含む)Compressors (including refrigeration and vacuum pumps)

E:内燃機関Internal combustion engine

F:スピンドル、軸受、クラッチSpindle bearings,bearings and associated clutches

G:レールSlideways

H:油圧システムHydraulic systems

M:金属加工Metal working

N:電気絶縁Electrical insulation

P:風力ツールPneumatic tools

Q:熱伝導率Heat transfer

R:腐食に対する一時的な保護Temporary protection against corrosion

S:特殊潤滑油の用途Applications of particular lubricants

T:タービンTurbines

U:熱処理Heart treatment

X:グリースを使う場面Applications requiring grease

Y:その他の用途Other applications

Z:蒸気シリンダーSteam cylinders

固体潤滑剤 この種の潤滑剤の歴史は浅いが、経済効率が高く、応用範囲が広く、急速に発展している。 高温、高圧、低速、高真空、強い放射線などの特殊な運転条件に適応でき、特に油の供給が不便で組立・分解が困難な用途に適している。 もちろん、摩擦係数が高く、冷却が悪いという欠点もある。固体潤滑剤は、無機系と有機系に分けるのが通例である。 前者には黒鉛、二硫化モリブデン、酸化物、フッ化物、軟質金属などがあり、後者にはポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、ポリエチレン、ポリイミドなどがある。 形状によって、固体粉末、フィルム、自己潤滑性積層体に分けられる。

固体粉末は気体、液体、ゲル中に分散させることができ、薄膜はスプレー、真空蒸着フレームスプレーイオンスプレー電気泳動焼結など、さまざまな方法がある。積層材料の製造プロセスはさらに多様で、重要な潤滑材料として台頭してきている。黒鉛には天然黒鉛と人造黒鉛があり、層状構造の六方晶である。 黒鉛は黒色で柔らかく、化学的に安定した物質であり、ほとんどすべての有機溶剤、腐食性化学薬品に耐性があり、多くの溶融金属や溶融ガラスに含浸されない。 そのため、水、溶剤、グリース、ゴム、樹脂、一部の金属などと混合しても、黒鉛はその特性を失いません。 黒鉛は熱膨張率、弾性率が低く、熱衝撃に強い。

黒鉛の温度範囲は-270~1000℃(大気中)、融点は3500℃であり、450~500℃で酸化する。 また、電気伝導性、熱伝導性に優れている。 黒鉛の潤滑性には、黒鉛の結晶性、不純物、粒子径、形状が大きく影響し、周囲温度、運転温度速度、負荷などの外部運転条件も影響する。 黒鉛潤滑剤は、主に積層材や他の固体潤滑剤と組み合わせて使用されるが、黒鉛単独で潤滑剤として使用されることはあまりなく、例えば水性黒鉛潤滑剤や油性黒鉛潤滑剤などがある。

二硫化モリブデンは濃い灰色の金属光沢を持ち、同じ六角形の結晶積層構造を持ち、摩擦係数は0.04と低く、熱や化学に対して比較的安定している。 二硫化モリブデンは-270~350℃(大気中)で使用され、融点は1250℃、酸化は380~450℃である。 二硫化モリブデンは、ほとんどの酸による腐食に耐性がある。 二硫化モリブデンの酸化は、室温と湿度の高い空気中ではわずかですが、その結果、かなりの酸価になります。 二硫化モリブデン粉末は、重荷重、低・中速、高温(低温)の摺動摩擦部品に使用することで、その優れた効果を発揮できると一般に認められており、市販の二硫化モリブデン粉末の純度は98~99.8%である。 二硫化モリブデンは単体の粉末として使用されることは少なく、必要に応じて他の物質と混合されることが多い。 一般的に入手できるのは、二硫化モリブデンペースト潤滑剤と二硫化モリブデングリースである。

PTFEのようなプラスチックは、潤滑性、衝撃吸収性、耐衝撃性、耐食性、絶縁性に優れている。 PTFEの使用温度は-270~260℃である。

金、銀、亜鉛、鉛、錫のような軟質金属は、固体潤滑剤として2つの方法で使用される。第1に、鉛、亜鉛、錫のような低融点金属や、時には低融点ではない銅や青銅のような薄膜の形で。

液体潤滑剤 これは、鉱物油、合成油、動植物油、水性液体など、最も使用され、用途の広いクラスの潤滑剤材料です。 これらの液体潤滑剤の粘度範囲が広いため、さまざまな負荷、速度、温度で動作する可動部品に幅広いオプションを提供します。 流体潤滑剤は、摩擦係数が低く安定した圧縮率を提供し、摩擦面から効果的に熱を奪い、相対的な可動部品の寸法安定性と機器の精度を確保でき、それらのほとんどは安価な製品であるため、広く使用されています。 鉱油は現在最も広く使用されている液体潤滑剤です。 水は熱伝導率が高く、資源が豊富で安価で入手が容易ですが、粘度が小さすぎるため、粘着付与剤または油性剤を添加する必要があります。 現在、水性切削液や水-グリコール系作動油が広く使用されており、有望な潤滑材料であり、将来世界の石油資源が枯渇した場合、鉱物油に代わる重要な潤滑材料となることが想定されています。 動植物油は主に菜種油、茶実油、ヒマシ油、落花生油、ひまわり油などの植物油であり、その利点は優れた油性と優れた生分解性です。 欠点は、酸化安定性と熱安定性が悪く、低温性能が十分ではないことです。 それはまだいくつかの切削液の重要な要素です。 石油資源の漸進的な不足とますます厳しい環境保護要件により、人々は潤滑材料としての動植物油脂の開発と応用を再び重要視し、将来の鉱油に代わる重要な潤滑材料として、化学的方法による熱酸化安定性と低温性能の向上を望んでいます。 合成油は第二次世界大戦で開発されました。 合成油には、さまざまな種類、さまざまな化学構造、さまざまな特性の化合物が含まれており、主に過酷な条件下で使用されます。 最初に軍隊で使用され、徐々に民間での使用に促進され、将来的に鉱油に代わる重要な潤滑材料でもあります。 近年、合成潤滑グリースがより広く使用され、認識されています。

ガス潤滑剤 ガスはオイルと同じように潤滑剤として使用でき、流体動力潤滑の物理法則が適用される。 気体は粘度が非常に低いため、膜厚も非常に薄い。 したがって、流体動圧気体軸受(気体作動軸受)は、高速、軽荷重、小さなクリアランス、非常に厳しく管理された公差にのみ適しています。 このため、一般的には高荷重に耐え、クリアランスや公差の要求が少なく、低速、ゼロ速度でも使用できるガス静圧軸受が多く使われています。

ガス潤滑は、オイルやグリースよりも高温または低温で使用でき、-200°C〜+ 2000°Cの範囲の滑り軸受を潤滑でき、検出できない摩擦係数と高い軸受安定性を備えています。 高速精密ベアリング(医療用ベリリウムや精密研削盤のスピンドル、慣性航法ジャイロスコープなど)では、シーリングや汚染の問題なしに高剛性を実現できます。 その欠点は、耐荷重能力が非常に低く、必要なベアリングの設計と加工が非常に難しいことです。 運転時や停止時に座面を傷つけやすいです。 一般的に使用されるガス潤滑剤は、空気、ヘリウム、窒素、水素などです。 高い透明度が必要であり、使用前に厳密な精製を行う必要があります。 半固体潤滑剤 これは、室温、常圧で半流動状態であり、グリースと呼ばれる潤滑材料のコロイド構造を持っています。 それは一般的に4つのタイプに分けられます:石鹸エステル、炭化水素エステル、無機脂質と有機脂質。 減摩・耐摩耗性に加えて、シーリング、衝撃吸収などの役割も果たし、潤滑システムをシンプルで便利な保守管理にし、運用コストを節約し、広く使用できます。 その欠点は、流動性が小さく、熱放散が悪く、高温で相変化や分解が発生しやすいことです。 潤滑剤全体の総生産量に占めるグリース生成の割合は約2%と大きくありませんが、潤滑の分野で大きな役割を果たしており、統計によると、転がり軸受の約90%がグリースで潤滑されています。 また、現在の転がり軸受の故障の約43%は、不適切な潤滑が原因です。 したがって、グリースの品質と製品組成に注意を払う必要があります。 リチウム系グリースは多くの面で優れた特性を持っているため、広く使用されています。 先進工業国におけるリチウムベースのグリースの生産は、一般にグリースの総生産量の60%以上を占めています。リチウムベースのグリース生産量は、2000年に初めて60%を超えた。

4種類の潤滑油の比較

1、液体動力潤滑性能:オイルは良好、グリースは平均、固体潤滑剤は不可、ガスは良好

2、境界潤滑性能、オイル不良~良好、グリース良好、固体潤滑剤良好、ガス不良

3、冷却性能:オイルは非常に良い、グリースは悪い、固体潤滑剤はない、ガスは平均的である。

4、低摩擦:オイルはまあまあ、グリースはまあまあ、固体潤滑剤は悪い、ガスは良い

5、軸受けに加えること容易: オイルはよい、グリースは平均、固体潤滑剤は悪い、ガスはよい

6、軸受けに残る能力:オイルは悪い、グリースはよい、固体潤滑剤はよい、ガスはよい

7、シール能力:オイルは不良、グリースは良好、固体潤滑剤は良好、ガスは良好

8、大気腐食防止:油は普通~優、グリースは良~優、固体潤滑剤は不良~普通、ガスは不良

9、温度範囲:オイルは普通~良好、グリースは良好、固体潤滑剤は非常に良好、ガスは良好

10、蒸発:オイルは非常に高いか低い、グリースは通常低い、固体潤滑剤は低い、ガスは非常に高い

11.引火性:オイルは非常に高い~非常に低い、グリースは通常低い、固体潤滑剤は通常低い、ガスはガスの種類によって決まる。

12、相溶性:オイルは非常に高い~良好、グリースは良好、固体潤滑剤は良好、ガスは通常良好

13、潤滑油価格:オイルは安いから高い、グリースはかなり高い、固形潤滑油はかなり高い、ガスは通常非常に安い

14、軸受設計不純物:オイルは非常に低い、グリースは非常に低い、固体潤滑剤は低いから高い、ガスは非常に高い。

15.寿命は、油の腐敗と汚染、グリースの腐敗、固体潤滑剤の摩耗、およびガスの共給を維持する能力によって決定される。

純鉱物油では軸受の要求を満たせない場合に考慮すべき解決策:

1、過負荷:粘着油、極圧油、グリース、固体潤滑剤を使用する。

2、回転数が高すぎる(温度が高くなりすぎる可能性がある):潤滑油の量を増やすか、または油の循環、粘度の低い油、ガス潤滑を増やす。

3、温度が高すぎる:添加剤または合成油、より粘性の高い油を使用し、油または油の循環、固体潤滑剤の量を増やす。

4、温度が低すぎる:低粘度油、合成油、固体潤滑剤、ガス潤滑剤

5.摩耗粉が多すぎる:オイル量またはオイル循環を増やす

6.汚染:オイル循環システム、グリース、固体潤滑剤

7.より長い寿命が必要:より粘度の高いオイル、添加剤または合成オイル、より多くのオイルまたはオイル循環グリース。

潤滑油の種類の選択に影響を与える2つの主な要因は、速度と負荷である。

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