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現場のメンテナンスにトライボロジ－を活かす

トライボロジ－の有効性

ＲＭＦジャパン株式会社

１．トライボロジ－との関わり ２０才代

１．出光興産㈱に入社ステック・スリップ：機械の寿命や性能が損なわれる。

Ｓｔｉｋ・Ｓｌｉｐの研究

張力計

微小変位量

μs／ μk ＝０．８

項 目

ベ ッ ト 本 体 ８尺旋盤ベット（鋳鉄製）

ベットすべり面長さ 1.670 mm（ストローク　1,200 mm）

サ ド ル 球状黒鉛鋳鉄（寸法 312.8×38×2）

面 仕 上 げ キサゲ仕上げ（25ヶ ／ 坪）

据 付 け 3,570×4,530×320組立定盤上に設置

電 動 機 0.75 kW　DCモーター

変 速 装 置 プーリー変速

最 終 駆 動 装 置 ボールネジ、リード 5.0 mm

図１．摺動面試験機の概要

2静止摩擦係数が動摩擦係数より小さい。

２．トライボロジ－機械の精度に影響する

油の種類によって変わる油の粘度によって変わる

ストライベック曲線

流体潤滑

混合潤滑

境界潤滑

摩擦係数

ZN/P

摺動面

ステック・スリップ発生ステック・スリップ発生

3ステック・スリップ

３．トライボロジ－技術でトラブル解決

現場のトラブルを解決

位置決め、ロストモ－ション等の精度にも関与する。 4

４．トライボロジ－で、省エネ 30,40才代

金属／ゴム摩擦抵抗粘 性 抵 抗金属間摩擦抵抗

ポンプ入力出力

ポ ン プ 配 管 制御弁 ｱｸﾁｭｴｰﾀ

１００％ ４０％

起動時の粘性抵抗

温度－粘度特性

高粘度指数化

ゴムに効果のある

油性剤の配合

低粘度化

低密度化

オイルからの対応

極圧剤

摩擦低減剤

油圧システムとエネルギー損失

5

ＶＧ６８からＶＧ４６に変更した場合、約３２％ＶＧ４６からＶＧ３２に変更した場合、約３０％ＶＧ３２からＶＧ２２に変更した場合、約３１％

３２

ｇ

Ｌ

Ｄ２ΔＰ ＝

Ｖ・( )・ γ ・ ν

層流の場合

油圧回路の配管抵抗

密度 粘度

低密度、低粘度の油は、配管抵抗が小さくなる。

５．油圧装置のエネルギ－損出

ΔＰ：配管損失 （kg/cm2） Ｄ：管内径 （ cm ）Ｖ ：管内平均流速 （cm/sec） γ：作動油の密度 （kg/cm3）ｇ ：重力加速度 （980cm/sec） Ｌ：直管相当配管長さ（ cm ）

6

温度

粘度

40℃

粘度指数向上剤（高分子ポリマー添加）の効果

（粘度指数 ･ ･ ･ 温度による粘度変化を示す指数）

10℃ 100℃

251cSt

46cSt

Ａ油

・Ａ油を10℃で、使用すると251cStなので、粘度による抵抗が大きい。

180cSt

7cSt

Ｂ油

粘度指数向上剤を添加するとＢ油のような粘度指数が高い省エネ油となる。Ａ油は、低温では使用不可？

-5℃

836cSt

粘度指数向上剤を添加する

・粘度指数向上剤を添加したＢ油を使用すると10℃で、180cStなので、粘性抵抗が小さくなる。

６．粘度指数向上剤

7

温度

粘度

作動油（ヘ－スオイル＋Ｒ＋Ｏ＋ＡＷ）

（粘度指数向上剤添加油）

40℃

高粘度指数油は、低温下では粘度が増加しにくく、

高温下では粘度低下を少なくすることができる。

低温時ｲﾒｰｼﾞ 高温時ｲﾒｰｼﾞ

（粘度指数 ･ ･ ･ 温度による粘度変化を示す指数）

通常の作動油：温度による粘度変化が大きい（粘度指数が小さい）

粘度指数向上剤添加油 ：温度による粘度変化が小さい （粘度指数大）

粘度指数向上剤の効果(1)

増粘効果

8

剪断速度

粘度

一般作動油（ＶＧ４６）

油圧ﾎﾟﾝﾌﾟ 制御弁

制御弁では、狭い隙間を作動油が流れるため、剪断速度が大きくなる。

①ポンプ部 ･ ･ ･ 粘度を維持し、内部ﾘｰｸの抑制，潤滑性の保持

②制御部 ･ ･ ･ 低粘度化し、ｴﾈﾙｷﾞｰ損失を低減

高分子ポリマー添加の作用高分子ポリマー添加の作用

粘度指数向上剤添加油

増粘効果

配向

9

粘度指数向上剤の効果(2)

一般作動油（ＶＧ32）

電源

負荷

Ｒ

Ｓ

Ｔ

Ｎ Ｕ1 Ｕ2 ＣＨ1 ＣＨ2

Ｉ1＿1

Ｉ2＿1

三相３線２電力（３Ｐ３Ｗ２Ｍ）の場合

電力計を接続する

ｸﾗﾝﾌﾟｾﾝｻｰ電圧ｺｰﾄﾞ

電力計を設定する

１．電圧：200V→300V２．電流：20A→30A３．測定インタ－バル：10S,1分４．結線方法：NG→OK

９．電力計で電力を測定する。

電力計 10

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

0 50 100 150 200 250 300

非Zn系作動油 省エネ作動油

時間 min

１分

間当

りの

消費

電力

量

530W500W 30W

定常運転している時間の計測デ－タで比較吐出圧力 ：175kgf/cm2

タンク油量 ：1,000L機械台数 ：同タイプは15台非Zn系作動油：６月４日 18:00～20:00省エネ作動油：６月５日 16:00～18:00

射出成型機の油圧

１０．射出成型機の油圧の電力比較測定事例

５．７％の低減効果

11

現行非Zn系油：0.530kW×60分×24hr×25日×13円×12ヶ月×0.8＝2,381,184円／年省エネ油：0.500KW×60分×24hr×25日×13円×12ヶ月×0.8＝2,246,400円／年電気代の節減2,083,536-1,965,600＝134,784円／台

省エネ油の価格アップを100円／Ｌとすると油の代金は100円×1,000=100,000円アップとなる。

油 代 金

コ ス ト メ リ ッ ト

134,784－100,000×15台=521,760円

ＣＯ２削減効果

0.03×60×24×25×12×0.8×15×0.00051=79.3ton

１１．ＣＯ２削減効果はどのくらい

電 気 代 稼動率

12

１２．トライボロジ－をメンテナンスに活用 ５０才代

平成１４年：ＴＭＭＳに配属

・ＴＭＭＳは，「メンテナンスの最適化」を目指すプログラムです。・ＴＭＭＳは，出光が長年培ってきた潤滑技術と設備管理技術を

ドッキングさせ，最適保全構築のお手伝いを致します。

ＴＭＭＳ （Ｔｏｔａｌ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）

ＴＭＭＳとは？

プロアクティブ保全・原因系のパラメータを監視診断し、劣化や摩耗など劣化原因

を事前に除去する。機械寿命延長のための保全活動である。 13

経過期間

初期故障期間 偶発故障期間 摩耗・劣化故障期間

故障頻度

潤 滑 管 理

バスタブ曲線）

①振動発生

②潤滑油異常

③電力上昇

１３．バスタブにみるプロアクティブ保全

機械を設置する前から、潤滑管理を実践すれば初期故障も低減可能

14

コンタミコントロ－ルは、設計・製造段階から実施したい。

１４．設計・製造段階からコンタミコントロ－ル

機器の出荷前に、コンタミコントロ－ル

ＡＴ，ＣＶＴ

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遠心分離機

プレフィルター

微粒子計

本フィルター

ダティ－タンク クリ－ンタンク

10μ3,000rpm 50μ

ｵﾝﾗｲﾝ計測

ＱＡ機（品質確認の試運転装置）

２系統

異物自動排出

ＡＴＡＴＦは、循環使用

試験後の汚染されたＡＴＦ ＮＡＳ８級以下のＡＴＦ

１５．設計・製造段階からコンタミコントロ－ル

出荷前のフラッシング 試運転フラッシング装置にて、事前にコンタミナントを除去する

16

0

2

4

6

8

10

12

ろ過前 遠心分離 コルク １０μ ３μ

ＮＡＳ等級

図 テストフィルタ－の性能

開発フィルタ－

１６．目標は達成したが、

目標清浄度を達成

市場トラブルが７０％低減

装置が大型小型軽量のろ過器の開発には、高性能のエレメントが必要 17

１７．機器の小型化・高性能化

細い繊維ガラス繊維セルロ－ス繊維 グラスファイバ多層フィルタ

グラスファイバ－エレメント

１．繊維が細いので、圧力損出が少ない。・高粘度の油のろ過が可能です。・高流量で、ろ過可能です。

２．補足容量が大きいので、寿命が長い18

現在

ＰＰ

ＰＰ

試運転後の汚染された油

ろ過後の清浄な油

試運転後の汚染された油をろ過するろ過機

対象機器：モ－タポンプ、バルブ

高性能ろ過機の設置

油圧機器テストベンチの作動油の清浄度向上事例（NAS／ISO等級の改善：ＮＡＳ７級の達成）

19

１８．機器テストベンチの作動油の清浄度向上

20

１９．機器テストベンチの作動油の清浄度向上

規格 ろ過前 ろ過後ＮＡＳ 12 6ＩＳＯ 22/20/16 18/13/10

結果１： 等級

Date H0urs 2～5μ 5～15μ 15～25μ 25～50μ 50～100μ100μ以上 ＮＡＳ2012.4/20 0 1,808,750 808,136 27,671 6,493 2,594 170 122012.4/27 50 189,050 7,036 522 143 80 5 6

10% 1% 2% 2% 3% 3%90% 99% 98% 98% 97% 97%

粒子残存比率ろ過率

結果２： 粒子数とろ過率

■サンプルポイント：ＧＬＯＵハイフロ－フィルタ上部プレフィルタ－ポイント■ろ過後 設置後 約一週間 ５０Ｈ

２０．大型建設機械のフラッシング工程の短縮

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時間 対象機械 ＩＳＯ 4μ以上 6μ以上 14μ以上2013/3/1 15:29 超大型鉱山ショベル 20/18/15 657038 156614 178062013/3/1 15:32 超大型鉱山ショベル 20/18/13 518197 130072 67362013/3/1 15:35 超大型鉱山ショベル 19/17/13 469967 95200 53382013/3/1 15:38 超大型鉱山ショベル 19/17/13 376595 103016 47442013/3/1 15:41 超大型鉱山ショベル 19/17/11 296624 64604 18382013/3/1 15:44 超大型鉱山ショベル 19/16/12 264128 55326 25082013/3/1 15:47 超大型鉱山ショベル 18/16/11 213901 45592 18222013/3/1 15:50 超大型鉱山ショベル 18/15/10 148061 27900 7672013/3/1 15:53 超大型鉱山ショベル 18/16/12 162261 32211 30582013/3/1 15:56 超大型鉱山ショベル 17/15/11 115290 24230 15312013/3/1 15:59 超大型鉱山ショベル 17/15/10 88087 24659 9772013/3/1 16:02 超大型鉱山ショベル 17/16/10 95774 35670 6472013/3/1 16:05 超大型鉱山ショベル 16/15/11 57874 16666 11252013/3/1 16:08 超大型鉱山ショベル 16/14/7 51806 8002 1042013/3/1 16:11 超大型鉱山ショベル 16/14/9 54688 8928 2512013/3/1 16:14 超大型鉱山ショベル 16/14/10 43618 9787 7312013/3/1 16:17 超大型鉱山ショベル 15/14/10 31907 8958 6982013/3/1 16:20 超大型鉱山ショベル 16/14/8 35655 9320 1702013/3/1 16:23 超大型鉱山ショベル 15/13/0 26120 4041 02013/3/1 16:26 超大型鉱山ショベル 15/13/8 20779 5080 1712013/3/1 16:29 超大型鉱山ショベル 15/13/0 19557 4899 02013/3/1 16:32 超大型鉱山ショベル 15/12/7 17504 3313 842013/3/1 16:35 超大型鉱山ショベル 14/12/9 14098 2410 3542013/3/1 16:38 超大型鉱山ショベル 15/12/0 29143 3288 02013/3/1 16:41 超大型鉱山ショベル 15/14/8 30296 15238 1752013/3/1 16:44 超大型鉱山ショベル 14/12/10 11321 3122 7342013/3/1 16:47 超大型鉱山ショベル 15/11/7 24313 1315 872013/3/1 16:50 超大型鉱山ショベル 15/12/8 20742 3282 232

通常4時間必要だったフラッシング作業が、30分で完了。冬場は常温のため、さらに時間が必要

NAS9級 → NAS3級

２１．大型建設機械のフラッシング結果

22

23

Diesel

Engine

年月日 時間（分） 4μ 6μ 14μ ISO4 ISO6 ISO14

2014/8/19 16:30 4,761,121 2,917,178 344,857 99 22 1920:30 2,978,871 1,782,397 208,935 22 21 18

2014/8/20 10:30 1,697,171 685,471 31,942 21 20 1519:00 976,757 364,528 10,921 20 19 14

2014/8/21 7:30 864,007 317,192 17,171 20 19 1510:00 1,051,285 402,000 13,035 21 19 14

2014/8/22 19:00 2,619,492 1,118,535 24,235 22 21 152014/8/23 10:00 554,321 179,078 4,828 20 18 13

12:00 558,307 169,835 3,121 20 18 1218:00 341,964 115,050 4,264 19 17 13

2014/8/24 9:00 140,335 47,971 1,714 18 16 112014/8/27 18:30 1,274,378 450,507 8,228 21 19 142014/8/28 12:00 739,978 247,500 4,178 20 18 13

16:00 274,800 109,950 4,278 19 17 1317:00 242,292 97,464 4,778 18 17 13

2014/8/29 12:00 448,728 180,628 6,200 19 18 1317:00 150,228 64,850 5,221 18 17 13

2014/8/30 12:00 226,528 101,042 5,714 18 17 1317:00 109,421 45,842 3,614 17 16 12

除去率 0.9770 0.9843 0.9895

２２．エンジンフラッシング 結果

35時間で2次フラッシング完了（ISO16/13に到達）

濾過前： ISO 99/22/19濾過後： ISO 17/16/12

使用ろ過機

対象タンク容量 : 30,000lエンジンオイル Castrol CDX-30

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◇濾過流量：最大470l/min◇高精度：各種βx（c）1000◇コンタミ捕捉性能（MTD）：最大3162g

新製品 NEW PRODUCT GOLU3C

２３．プロアクティブを短時間で達成

2／min～470min

２４．環境が悪い場合は、対応が必要

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毎日故障していたのが故障しなくなった。全ての機器にろ過機を搭載した。

事前に除去しても悪環境には、対応が必要

トンネル土木用建設機械 搭載

油圧モータ、油圧バルブ保護

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２５．

Dry

air

‘’コンタミを入れない‘’ という発想

●オイルタンクは呼吸している●粉塵、湿気の侵入を防ぐ●コンタミ・水分をシャットアウト●ラインフィルタの延命化

交換

ドライヤー付エアブリーザ

機能していないエアブリーザ

以 上

ご清聴ありがとうございました。

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