JP2013133442A - 鉱山機械用グリース組成物及び鉱山機械用転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】耐フレッチング摩耗性を更に向上させ、運転停止時も微小振動を受ける鉱山機械用転がり軸受に適したグリース組成物を提供する。
【解決手段】鉱山機械の回転部位に使用される転がり軸受の潤滑に使用されるグリース組成物であって、芳香族ウレアを５０モル％以上の割合で含む増ちょう剤と、４０℃における動粘度が６０〜１００ｍｍ^２／ｓである基油とを含有する鉱山機械用グリース組成物、並びに前記鉱山機械用グリース組成物で潤滑される鉱山機械用転がり軸受。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉砕機のような鉱山機械の回転部分に使用される転がり軸受の潤滑に使用される鉱山機械用グリース組成物に関する。また、本発明は、鉱山機械用グリース組成物で潤滑される鉱山機械用転がり軸受に関する。

粉砕機等の鉱山機械の電動モータに組み込まれる転がり軸受は、鉱山機械の停止時でも、近接する機械の運転の運転に起因する微小振動を受ける。そのため、軸受軌道面にフレッチング摩耗を発生する場合があり、このフレッチング摩耗に起因して早期剥離を起こすようなる。

フレッチング摩耗を抑えるために、軸受に封入されるグリース組成物として、十分な油膜厚さを確保できるように、４０℃における動粘度が１２０ｍｍ^２／ｓ程度の基油に、増ちょう剤としてウレア化合物を配合したウレア系グリースが用いられている。また、特許文献１では、増ちょう剤として脂肪族ジウレア化合物と脂環式ジウレア化合物とを混合して用い、増ちょう剤量を８〜１４質量％として耐フレッチング摩耗性を高めたグリース組成物を提案している。

特開２００８−２８６２３０号公報

しかしながら、従来の耐フレッチング性グリース組成物は、微小振動を受けたときの転動体と軸受軌道面との接触面へのグリース流入性が十分ではなく、更なる改善が望まれている。そこで本発明は、耐フレッチング摩耗性を更に向上させ、運転停止時も微小振動を受ける鉱山機械用転がり軸受に適したグリース組成物を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下を提供する。
（１）鉱山機械の回転部位に使用される転がり軸受の潤滑に使用されるグリース組成物であって、
芳香族ウレアを５０モル％以上の割合で含む増ちょう剤と、４０℃における動粘度が６０〜１００ｍｍ^２／ｓである基油とを含有することを特徴とする鉱山機械用グリース組成物。
（２）鉱山機械の回転部位に使用される転がり軸受であって、
内輪と外輪との間に複数の転動体を転動自在に保持してなり、上記（１）に記載の鉱山機械用グリース組成物を潤滑されることを特徴とする鉱山機械用転がり軸受。
（３）ころ軸受であることを特徴とする請求項２記載の鉱山機械用転がり軸受。

本発明の鉱山機械用グリース組成物は、転動体と軸受軌道面との接触面へのグリース流入性が良好で、十分な厚さで油膜を形成することができ、耐フレッチング摩耗性に優れる。そのため、本発明の鉱山機械用転がり軸受は、運転停止時に微小振動を受けてもフレッチング摩耗を防止でき、長寿命となる。

本発明の鉱山機械用転がり軸受の一例（円筒ころ軸受）を示す断面図である。

以下、本発明に関して詳細に説明する。

（鉱山機械用グリース組成物）
本発明の鉱山機械用グリース組成物では、基油の動粘度を、６０〜１００ｍｍ^２／ｓ（＠４０℃）、好ましくは６０〜８０ｍｍ^２／ｓ（＠４０℃）とする。基油の動粘度が６０ｍｍ^２／ｓ（＠４０℃）未満では、十分な厚さで油膜が形成されにくくなり、長期の耐久性が損なわれるおそれがある。１００ｍｍ^２／ｓ（＠４０℃）を超えると、微小振動下でのグリース流入性が十分ではなく、また高トルクになるため発熱しやくなる。

基油は上記動粘度の範囲であれば制限はなく、鉱油や合成油を使用することができる。鉱油としては、鉱油を減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を、適宜組み合わせて精製したものを用いることができる。合成油としては、炭化水素油、芳香族油、エステル油、エーテル油等が挙げられる。炭化水素油としては、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−デセンオリゴマー、１−デセンとエチレンコオリゴマー等のポリ−α−オレフィンまたはこれらの水素化物等が挙げられる。芳香族油としては、モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、等のアルキルベンゼン、あるいはモノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキルナフタレン等のアルキルナフタレン等が挙げられる。エステル油としては、ジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレート、メチル・アセチルシノレート等のジエステル油、あるいはトリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテート等の芳香族エステル油、更にはトリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンベラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールベラルゴネート等のポリオールエステル油、更にはまた、多価アルコールと二塩基酸・一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステルであるコンプレックスエステル油等が挙げられる。エーテル油としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールモノエーテル、ポリプロピレングリコールモノエーテル等のポリグリコール、あるいはモノアルキルトリフェニルエーテル、アルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテル等のフェニルエーテル油等が挙げられる。その他の合成油としてはトリクレジルフォスフェート、シリコーン油、パーフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。これらの基油は、単独または混合物として用いることができ、上述した好ましい動粘度に調整される。

増ちょう剤には、芳香族ウレアを用いる。芳香族ウレアは、油膜の形成能に優れ、運転時の油膜厚さを増す効果があり、耐フレッチング摩耗性が著しく向上する。本発明では、芳香族ウレアが増ちょう剤の５０モル％以上を占め、好ましくは８０モル％、最も好ましくは増ちょう剤の全てを芳香族ウレアとする。芳香族ウレアが５０モル％未満では、耐フレッチング性の向上が十分に得られない。

ウレア化合物は、ジイソシアネート１モルに対して、モノアミンを合計で２モルの割合で反応させることにより得られるが、芳香族ウレアではモノアミンとして芳香族環を有する化合物を用いる。

芳香族環を有するモノアミンとしてはアニリン、トルイジン、ドデシルアニリン、ベンズヒドリルアミン、フェネチルアミン、メチルベンジルアミン、ビフェニルアミン、フェニルイソプロピルアミン等を挙げることができる。

また、ジイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ビフェニレンジイソシアネート、ジメチルジフェニレンジイソシアネート、あるいはこれらのアルキル置換体等を挙げることができる。

増ちょう剤量は、グリース組成物全量の１５〜２５質量％が好ましく、１５〜２０質量％がより好ましい。増ちょう剤量が１５質量％未満では軸受からグリースが漏洩し易くなり、耐久寿命が損なわれるおそれがある。また、増ちょう剤量が２５質量％を超えると、グリースが硬くなりすぎて流動性が低下するようになる。

鉱山機械用グリース組成物には各種性能を更に向上させるために、種々の添加剤を添加してもよい。例えば、フェニル−１−ナフチルアミン等のアミン系、２−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール等のフェノール系、硫黄系、ジチオリン酸系等の酸化防止剤；アルカリ金属およびアルカリ土類金属等の有機スルホン酸塩、アルキル、アルケニルコハク酸エステル等のアルキル、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビタンモノオレエート等の多価アルコールの部分エステル等の防錆剤；リン系、ジチオリン酸亜鉛、有機モリブデン等の極圧剤；脂肪酸、動植物油等の油性向上剤；ベンゾトリアゾール等の金属不活性化剤等をそれぞれ単独で、あるいは適宜組み合わせて添加することができる。中でも、耐フレッチング摩耗性を更に向上させるために極圧剤の添加が好ましく、高温でのグリース劣化を抑えるために酸化防止剤を添加することが好ましい。尚、これら添加剤の添加量は、本発明の目的を損なわない範囲であれば特に制限されるものではない。

鉱山機械用グリース組成物の調製方法は、従来のウレア系グリースの調製方法と同様で構わないが、一般的には基油中で芳香族ウレアの原料（芳香族環含有モノアミン及びジイソシアネート）を反応させて得られる。尚、そのときの加熱温度や攪拌・混合時間等の製造条件は、使用する基油や芳香族ウレアの原料、添加剤等により適宜設定される。また、添加剤は基油に予め溶解させておくともできる。

（鉱山機械用転がり軸受）
本発明の鉱山機械用転がり軸受は、上記の鉱山機械用グリース組成物で潤滑したものであり、転がり軸受の種類によらず、耐フレッチング摩耗性を向上させて耐久性を高めることができるが、耐フレッチング摩耗性の向上効果は、線接触となる円筒ころ軸受や自動調心ころ軸受等のころ軸受において顕著となる。

図１は円筒ころ軸受の一例を示す断面図であるが、図示される円筒ころ軸受では、外輪１と、つば２ａを両端に備えた内輪２と、両輪１，２間に転動自在に配置した複数のころ３と、ころ３を保持する保持器１０とを備えている。また、保持器１０は、外輪１の内周面に案内されている。そして、鉱山機械用グリース組成物が両輪１，３ところ３との間で形成される空間に充填される。

以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

（実施例１〜５、比較例１〜２）
表１に示すように、基油中で増ちょう剤を合成して芳香族ウレアの割合が異なる試験グリースを調製した。そして、各試験グリースの耐フレッチング性を評価した。

耐フレッチング性の評価は、ＳＵＪ２製のプレートところとを用意し、プレート／ころ間に試験グリースを塗布し、４０℃、ストローク０．４ｍｍ、周波数１０Ｈｚで１０分間プレート上でころを往復させた。終了後、プレート表面の摩耗痕を計測した。そして、比較例１の摩耗痕に対する相対値を算出し、表１に結果を評価した。相対値が小さいほど、耐フレッチング摩耗性に優れることを示す。

表１に示すように、基油粘度が１００ｍｍ^２／ｓ（＠４０℃）以下で、増ちょう剤における芳香族ウレアの割合が５０モル％以上であると、耐フレッチング摩耗性に優れることがわかる。増ちょう剤における芳香族ウレアの割合が大きくなるほど、耐フレッチング摩耗性に優れ、８０モル％以上であることが特に好ましいことがわかる。また、実施例３と実施例５との比較から、増ちょう剤量は２０質量％以下が好ましいことがわかる。

比較例１では、増ちょう剤における芳香族ウレアの割合が１００モル％であるが、基油粘度が本発明の範囲を超えているため、本発明に比べると耐フレッチング摩耗性に劣っている。比較例２では、基油動粘度が本発明の範囲を満たすものの、増ちょう剤における芳香族ウレアの割合が０モル％であり、耐フレッチング摩耗性が大きく劣る。

１ 外輪
２ 内輪
２ａ つば
３ ころ
１０ 保持器

Claims (3)

1. 鉱山機械の回転部位に使用される転がり軸受の潤滑に使用されるグリース組成物であって、
   芳香族ウレアを５０モル％以上の割合で含む増ちょう剤と、４０℃における動粘度が６０〜１００ｍｍ^２／ｓである基油とを含有することを特徴とする鉱山機械用グリース組成物。
2. 鉱山機械の回転部位に使用される転がり軸受であって、
   内輪と外輪との間に複数の転動体を転動自在に保持してなり、請求項１に記載の鉱山機械用グリース組成物を潤滑されることを特徴とする鉱山機械用転がり軸受。
3. ころ軸受であることを特徴とする請求項２記載の鉱山機械用転がり軸受。

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