機械的摩耗の主な種類と対処法

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多くの機械の運用環境は非常に過酷であり、環境の影響によって機械部品の摩耗も加速する。部品の故障形態は多岐にわたるが、摩耗、変形、破断、腐食、クリープに起因する部品の故障が最も主要な原因である。 　摩耗は部品の故障の主な原因であり、統計によると機械部品の75％が摩耗によって故障するとされています。多くの機械装置は、負荷が重く、衝撃が大きく、温度が高いといった厳しい作業環境により、機械的な摩耗がより顕著になる。　機械的な摩耗が生じる原因と摩耗過程の本質に基づき、摩耗は粘着摩耗、砥粒摩耗、疲労摩耗、腐食摩耗に分けられる。　（1）粘着摩耗：微視的に見ると、鉱山機械の部品表面はすべて凹凸がある。2つの表面が接触する際、実際には局所的な点接触となる。相対的な滑りや一定の負荷が作用すると、接点で塑性変形やせん断が生じ、部品の表面温度が上昇し、表面の膜が破壊されます。深刻な場合には、表面の金属が軟化したり溶融したりします。このとき接触面に粘着が生じ、相対運動によって古い接触点が次々と切断される。新たな教えの要点がまた形成された。このように循環することで摩耗が進行する。　 （2）砥粒摩耗：硬い粒子や突起が摩擦の過程で材料を剥がす現象を砥粒摩耗という。海外の統計によると、冶金鉱山機械業界においては、砥粒摩耗によって生じる損失がコストの約40％を占めている；石炭産業においてコストの30％を占める。そのため、砥粒摩耗によって部品が故障する割合は高くなっています。　（3）表面疲労摩耗：疲労摩耗とは、機械の表面に摩擦が存在する状態で、交番する接触応力が同時に作用することにより表面に初期の微細なき裂が生じ、それが進行して材料の微粒子が剥離する現象である。例えば、転がり軸受の転動体表面、歯車の歯面の分割円付近、レールと車輪の接触面などには、しばしば小さな点状の凹みやほくろ状のくぼみが現れます。これは典型的な表面疲労摩耗によって引き起こされるものです。　　疲労摩耗と部品の疲労破壊の主な違いは、前者には摩擦と摩耗が存在し、表面で塑性変形や発熱が起こり、さらに液体潤滑剤の影響を受ける点である。一方、後者は主に交流応力の作用によって疲労破壊が引き起こされる。（4）腐食摩耗：2つの表面が腐食環境（ガスまたは液体）の中で摩擦すると、機械的な表面に反応生成物が生じる。この反応生成物は表面との結合力が弱く、継続的な摩擦によって通常は摩耗してしまう。摩耗によって露出した金属面では再び新たな反応物が急速に生成され、このように繰り返されることで腐食摩耗が生じる。それは一般的な化学的腐食との根本的な違いが、後者には摩擦がないことである。機械の摩耗問題を解決するためには、機械部品同士や機械部品と他の粒子との接触面および摩擦力を減らし、機械が腐食環境に触れる機会を減らす必要がある。現在、新しい耐摩耗・防食材料であるスプレー型ポリウレタンエラストマー材料は、機械の耐摩耗性を向上させるための優れたソリューションとなっています。スプレー型ポリウレタンエラストマーは、施工が簡単で、常温下でほぼすべての材料や、どんなに複雑な形状の基材の表面にもスプレー塗装が可能です。一度のスプレーで成形でき、流れ落ちることもありません。また、環境に汚染を与えず、揮発性有機化合物も含まれていません。ゲル化時間も短く、数十分で歩行強度に達します。浸漬状態では、耐摩耗性が超硬合金鋼の8倍、硫化ゴムの7倍、超高分子量ポリエチレンの3倍にもなり、pH値3～11の酸やアルカリ、油や水などの媒体による腐食にも耐えられるため、防食性能に優れています。また、塩水噴霧腐食に対する耐性や耐凍性に優れ、強力な接着力を持ち、色合いも美しい。必要に応じてさまざまな色に調整できるほか、紫外線防止性能も非常に優れている。