JPH10238540A

JPH10238540A - 高速軸受潤滑方法および装置

Info

Publication number: JPH10238540A
Application number: JP4433997A
Authority: JP
Inventors: Yu Muramoto; 祐村元
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】高速回転の回転軸のシールの長寿命化によ
り、軸受内の潤滑剤の長期間の保持が可能な高速軸受潤
滑方法および高速軸受潤滑装置の提供。【解決手段】高速の回転軸を支える高速軸受の少なく
とも片側の回転軸上に、軸受箱内の潤滑剤の保持並びに
軸受箱内への水および／または異物の進入を防止するた
めのシールを配設すると共に、該シールと同一側の回転
軸の周面にグリースと樹脂とを混合固形化した固形グリ
ースを当接、摺動せしめる高速軸受潤滑方法、および該
方法に用いる高速軸受潤滑装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転機械などの回
転軸軸受部分の潤滑方法および潤滑装置に関し、特に、
軸受部との摺動速度が20m/s 以上の高速回転軸の軸受部
分の潤滑方法および潤滑装置として好ましく用いられ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転軸を支持する方法として、図
５に示される構造の軸受が用いられている。図５におい
て、１は軸受箱、２は２個の軸受2a、2bから構成される
軸受、４は２個のシール4a、4bから構成される回転体７
側のシール、６は反回転体側のシール、７はロールなど
回転体、7aはロール回転軸など回転軸、10は軸受押さえ
を示す。

【０００３】冷間圧延機などのワークロールは、その圧
延速度が速いことから、回転軸の回転数も高く、軸受箱
を密封するシールの摺動速度は20m/s を超える。また、
圧延機などのロールには圧延潤滑と冷却を目的として、
冷却水（ロールクーラント）が多量にスプレーされてお
り、当然のことながら軸受周辺にもその冷却水が大量に
降り注がれている。

【０００４】このようなロール回転軸の高速回転、多量
の冷却水のスプレー環境下において、その止水のための
確実なシールが無ければ、軸受に封入されている潤滑油
またはグリースである潤滑剤が流出し、軸受の焼き付き
事故が発生する。このため、図６に示されるように、軸
受押さえ10の軸受押さえ部と軸受2bとの間にさらに内シ
ール３を設け、軸受部の密封性を改善する方法が提案さ
れている。

【０００５】しかしながら、前記した高速回転、多量の
冷却水のスプレー環境下においては、高速であるがため
に、シールの摺動部分が早期に焼き付きあるいは摩耗
し、止水性能が低下する。また、多量の冷却水がシール
部分に散水されるため、シールの摺動部の潤滑剤が流出
し、シール摺動部の潤滑性が無くなることから、更にシ
ールの寿命が低下する。

【０００６】これらの理由により、軸受の潤滑剤を高頻
度で給油し、また、軸受のシールを頻繁に交換する必要
がある。特に、圧延機などは大型であり、シールの交換
や給脂作業には多くの時間と費用を要するため、長寿命
のシールが必要とされていた。また、大型機械において
は軸受も大型となり、軸受の事故発生時には操業の長時
間の中断により、生産性が低下し、また軸受自体も高価
なため、経済性の面でも大きな問題となっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決した回転機械などの回転軸の軸受
潤滑方法および軸受潤滑装置を提供することを目的と
し、特に、高速回転の回転軸のシールの長寿命化によ
り、軸受内の潤滑剤の長期間の保持が可能な高速軸受潤
滑方法および高速軸受潤滑装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、高速の回
転軸を支える軸受の少なくとも片側の回転軸上に、軸受
箱内の潤滑剤の保持並びに軸受箱内への水および／また
は異物の進入を防止するためのシールを配設すると共
に、該シールと同一側の回転軸の周面にグリースと樹脂
とを混合固形化した固形グリースを当接、摺動せしめる
ことを特徴とする高速軸受潤滑方法である。

【０００９】前記第１の発明においては、前記樹脂がウ
レタン樹脂であることが好ましい。第２の発明は、高速
の回転軸7aを支える軸受２と、軸受箱１内の潤滑剤の保
持並びに軸受箱１内への水および／または異物の進入を
防止するために前記軸受２の少なくとも片側の回転軸7a
上に配設されたシール４とを有する高速軸受潤滑装置で
あって、前記軸受２に対して前記シール４と同一側の回
転軸7aの周面に当接、摺動する固形グリース５を有し、
該固形グリース５がグリースと樹脂とを混合固形化した
固形グリースであることを特徴とする高速軸受潤滑装置
である。

【００１０】前記第２の発明においては、前記シール
４が、前記軸受２の少なくとも片側の回転軸7a上かつ回
転軸軸心方向に２個以上配設され、前記固形グリース５
を、前記シール４の少なくとも１対の相対向するシール
4a、4b間の回転軸7aの周面に当接、摺動せしめるように
配設するか、または、前記シール４が、前記軸受２の
少なくとも片側の回転軸7a上に１個配設され、前記固形
グリース５を、前記シール４と軸受２の間の回転軸7aの
周面もしくは前記シール４に対して回転体７側の回転軸
7aの周面もしくは前記シール４の両側の回転軸7aの周面
に当接、摺動せしめるように配設することが好ましい。

【００１１】また、前記第２の発明においては、前記樹
脂がウレタン樹脂であることが好ましい。さらに、前記
第２の発明においては、前記固形グリース５を、回転軸
7aの周方向の全周において回転軸7aと相対向して配設す
る構成、回転軸7aの周方向の一部において回転軸7aと相
対向して配設する構成のいずれをも採用することができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明者は、前記従来技術の問題点を解決するた
めに鋭意検討した結果、回転軸上に配設されたオイルシ
ールなどシール部材の近傍の回転軸の表面に固形グリー
スを当接、摺動せしめることにより、シール部材の摺動
部分の焼き付き、摩耗が抑制でき、シールの寿命が延長
可能であることを見出し、本発明に至った。

【００１３】本発明の作用を、圧延機のワークロールに
適用した結果に基づき説明する。図１に、本発明の高速
軸受潤滑装置の一例を示す。図１において、５はグリー
スと樹脂とを混合固形化した固形グリースを示し、その
他の符号は図５、図６と同様の内容を示す。軸受箱１内
には２個の軸受2a、2bから構成される軸受２が配設され
ており、また、潤滑剤の必要部である軸受2a、2bの潤滑
剤の漏洩と当該部分への水の侵入を防止するために、軸
受箱１の内外を仕切る２個のシール4a、4bから構成され
るシール４が配設されている。

【００１４】なお、シール4a、4bは、回転軸7aの周方向
の全周に渡って配設されている。また、軸受押さえ10の
軸受押さえ部と軸受2bとの間に内シール３が配設されて
いる。軸受の最外側（：反回転体側）には、上記と同様
に、軸受2a、2bの潤滑剤の漏洩防止と当該部分への水、
異物の侵入を防止するために、反回転体側のシール６が
配設されている。

【００１５】シール4a、4b、内シール３は、ドーナツ状
の部品で、ゴムなどの弾性体で形成されたリップと呼ば
れる部分が回転軸に軽く接触する構造となっている。反
回転体側のシール６としては、ラビリンスシール、軸受
内蔵の外輪と内輪間を密封する上記と同様の接触式のシ
ールまたは非接触式のシールを用いることができる。

【００１６】反回転体側のシール６は、ロールの使用環
境に基づき必要に応じて設け、ロールの使用環境が厳し
くなければ、保全性の面から取付けない方が有利であ
る。軸受2a、2bの回転体側かつ最外側にあるシール4aと
4bの間には、成形された固形グリース５が配設されてお
り、さらに、その周囲には潤滑剤（グリース）が封入さ
れている。

【００１７】一般に、摺動速度が20m/s を超える使用環
境下では、シール接触部分の摩擦力が大きく、シールの
摩耗や焼き割れが発生するため止水性能が低下し、軸受
に対してロール側の最外側から水が侵入すると共に潤滑
剤が流出する。このように、２個、またはさらには３個
以上のシールがあっても、シールの摩耗が生じ、止水性
能、密封性能が著しく低下する。

【００１８】本発明においては、本現象を防止するた
め、固形グリース５を用い、固形グリース内から流出す
る油脂分によってシール摺動部を潤滑する構成とした。
本発明によれば、固形グリース内から流出する油脂分が
ロールの回転軸7aの表面を軸心方向に移動し、シール4
a、4bの摺動部分の焼き付き、摩耗が抑制可能となり、
その結果、軸受箱内への水、異物の進入を防止すると共
に軸受内の潤滑剤を長期間保持することが可能となっ
た。

【００１９】本発明における固形グリースは、軸受箱１
の回転軸7aからの着脱を容易にするため、硬度の高いも
のでなく、弾性体であることが必要で、グリースと樹脂
とを混合固形化した固形グリースを使用する。該固形グ
リースとしては、下記組成物〜のいずれかを固形化
した固形グリースが例示される。

【００２０】：グリースと樹脂との組成物：グリースと樹脂と硬化剤との組成物：グリースとプレポリマーと硬化剤との組成物また、上記したグリース、樹脂、プレポリマー、硬化剤
としては、下記が例示される。

【００２１】〔グリース：〕金属石鹸型グリース、非金
属石鹸型有機系グリースを用いることができる。金属石
鹸型グリースとしては、カルシウム、ナトリウム、アル
ミニウム、バリウム、ストロンチウム、リチウムなどを
含有する脂肪族カルボン酸塩またはそれらの元素を含有
する芳香族カルボン酸塩などの金属石鹸と鉱油などの基
油とからなる金属石鹸型グリースが例示され、当該グリ
ースには酸化防止剤、固体潤滑剤などの添加剤が添加さ
れていてもよい。

【００２２】非金属石鹸型有機系グリースとしては、ポ
リウレアまたはアリルウレアと鉱油などの基油とからな
る非金属石鹸型有機系グリースが例示される。また、上
記各種グリースは２種以上併用してもよい。〔樹脂：〕ポリエチレン、ポリウレタン、エポキシ樹脂
などが例示され、これらは２種以上併用してもよい。

【００２３】〔プレポリマー：〕ウレタンプレポリマ
ー、低分子量エポキシ樹脂などが例示され、これらは２
種以上併用してもよい。〔硬化剤：〕ポリアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、
ポリアミド系硬化剤などが例示され、これらは２種以上
併用してもよい。

【００２４】本発明においては、グリースと樹脂とを混
合固形化した固形グリースとして、より好ましくは、前
記したグリースとプレポリマーと硬化剤との組成物であ
る固形グリース、さらに好ましくは、グリースとウレタ
ンプレポリマーとポリアミン系硬化剤との組成物である
グリースとウレタン樹脂とを混合固形化した固形グリー
スが用いられる。

【００２５】また、本発明で用いる固形グリースは、回
転軸に当接、摺動せしめることにより固形グリース内か
ら油脂分が流出するため、よほどの止水性が必要でない
限り、図２(a) に示すように回転軸7aの回転方向の全周
に接触している必要はなく、図２(b) のように部分的に
配設しても、全周に配設した場合と同様に、シール接触
部の潤滑作用が得られる。

【００２６】なお、止水性に完全を期すために、固形グ
リース自体でより密封性能を高める場合は、固形グリー
スは図２(a) に示す配置とすることができる。また、固
形グリースの配置は、図３、図４に示すように、２段
シールなど多段シールの間への配置〔図３−(a) 〕のみ
ならず、１段シールの回転体側への配置〔図３−(b)
〕、１段シールの反回転体側への配置〔図４−(a)
〕、または１段シールの両側への配置〔図４−(b)
〕も可能である。

【００２７】また、本発明においては、固形グリースに
よる潤滑の対象とするシールは、オイルシール（スプリ
ングの有無に関わらず）でもダストシールでもシール摺
動部の潤滑が必要なことには変わりなく、本発明の効果
を得られる。また、シールの素材としては、ＮＢＲ（：
アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ＨＮＢＲ（：水
素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、フッ素ゴ
ムなどのゴムが好ましい。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。冷間圧延機のワークロールの回転軸のロール側
のダストシールとオイルシールの間に、図１に示すよう
に固形グリースを配設し、回転軸の周面に当接、摺動せ
しめることによりシールの寿命試験を行った。

【００２９】なお、図１に示すシール4a（ダストシー
ル）およびシール4b（オイルシール）としては、下記仕
様のシールを配設した。なお、オイルシールは２段組み
のものを使用した。シール4a（ダストシール）：型式；ＳＣ型、材質；ＨＮ
ＢＲシール4b（オイルシール）：型式；ＳＣ型、材質；ＨＮ
ＢＲ圧延速度は、2800mpm 、ロール回転軸の回転速度は35m/
s とした。

【００３０】固形グリースとしては、芳香族ジウレアグ
リースとウレタンプレポリマーと芳香族ポリアミン系硬
化剤との組成物である固形グリースの成形体を用いた。
本寿命試験の結果、従来、高速であるがために発生して
いたシールの摺動部分の焼き付き、摩耗が抑制可能とな
り、シールの寿命が図６に示す従来の方法の 1.3倍以上
に延長された。

【００３１】また、シールの良好な潤滑性が得られ、シ
ール寿命が延びることにより、シールの交換頻度および
軸受の潤滑剤保持期間が延長されると共に、本来のシー
ル寿命に達する前に発生していた軸受事故が激減し、生
産性の向上と保全コストの低減に大きく寄与することが
できた。

【００３２】

【発明の効果】本発明の軸受潤滑方法、軸受潤滑装置を
適用することにより、高速軸受のシールが実現でき、高
速であるがために発生していたシールの摺動部分の焼き
付き、摩耗が抑制できシールの寿命が大幅に延長可能と
なった。また、シールの交換頻度および軸受の潤滑剤保
持期間が延長されると共に、本来のシール寿命に達する
前に発生していた軸受事故が激減し、生産性の向上と保
全コストの低減に大きく寄与することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高速軸受潤滑装置の一例を示す側面図
である。

【図２】本発明の高速軸受潤滑装置における固形グリー
スの配設状況の一例を示す断面図である。

【図３】本発明の高速軸受潤滑装置の一例を示す部分側
面図である。

【図４】本発明の高速軸受潤滑装置の一例を示す部分側
面図である。

【図５】従来の軸受潤滑装置を示す側面図である。

【図６】従来の軸受潤滑装置を示す側面図である。

【符号の説明】

１軸受箱２、2a、2b 軸受３内シール４、4a、4b シール５、5a、5b、5c 固形グリース６反回転体側のシール７回転体 7a 回転軸８スペーサ９ガイド 10 軸受押さえ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高速の回転軸を支える軸受の少なくとも
片側の回転軸上に、軸受箱内の潤滑剤の保持並びに軸受
箱内への水および／または異物の進入を防止するための
シールを配設すると共に、該シールと同一側の回転軸の
周面にグリースと樹脂とを混合固形化した固形グリース
を当接、摺動せしめることを特徴とする高速軸受潤滑方
法。
【請求項２】前記樹脂がウレタン樹脂であることを特
徴とする請求項１記載の高速軸受潤滑方法。
【請求項３】高速の回転軸(7a)を支える軸受(2) と、
軸受箱(1) 内の潤滑剤の保持並びに軸受箱(1) 内への水
および／または異物の進入を防止するために前記軸受
(2) の少なくとも片側の回転軸(7a)上に配設されたシー
ル(4) とを有する高速軸受潤滑装置であって、前記軸受
(2) に対して前記シール(4) と同一側の回転軸(7a)の周
面に当接、摺動する固形グリース(5) を有し、該固形グ
リース(5) がグリースと樹脂とを混合固形化した固形グ
リースであることを特徴とする高速軸受潤滑装置。
【請求項４】前記シール(4) が、前記軸受(2) の少な
くとも片側の回転軸(7a)上かつ回転軸軸心方向に２個以
上配設され、前記固形グリース(5) を、前記シール(4)
の少なくとも１対の相対向するシール(4a)、(4b)間の回
転軸(7a)の周面に当接、摺動せしめるように配設したこ
とを特徴とする請求項３記載の高速軸受潤滑装置。
【請求項５】前記シール(4) が、前記軸受(2) の少な
くとも片側の回転軸(7a)上に１個配設され、前記固形グ
リース(5) を、前記シール(4) と軸受(2) の間の回転軸
(7a)の周面もしくは前記シール(4) に対して回転体(7)
側の回転軸(7a)の周面もしくは前記シール(4) の両側の
回転軸(7a)の周面に当接、摺動せしめるように配設した
ことを特徴とする請求項３記載の高速軸受潤滑装置。
【請求項６】前記樹脂がウレタン樹脂であることを特
徴とする請求項３〜５いずれかに記載の高速軸受潤滑装
置。
【請求項７】前記固形グリース(5) が、回転軸(7a)の
周方向の全周または周方向の一部において回転軸(7a)と
相対向して配設されたことを特徴とする請求項３〜６い
ずれかに記載の高速軸受潤滑装置。