Visualization of grease fluidity in a ball bearing using neutron imaging technology

中性子イメージング技術によるボールベアリング内のグリース流動性の可視化

酒井 一泉*; 緒方 塁*; 木村 信治*; 松本 吉弘*; 栗田 圭輔  

Sakai, Kazumi*; Ogata, Rui*; Kimura, Nobuharu*; Matsumoto, Yoshihiro*; Kurita, Keisuke

軸受トルク特性を決定する軸受内グリースの流動性を可視化するために、中性子イメージング技術を適用した。本研究では、増粘剤の異なる2種類のリチウム(Li)グリースを使用した。Li複合増粘剤のグリースは、省エネ性能に関連する軸受トルクを低下させることに優れていた。軸受回転後、軸受内に分布するグリースの中性子ラジオグラフィーとCT(コンピュータ断層撮影)測定を実施した。Li complex greaseのベアリングボールへの付着は極めて限定的であり、グリースの大部分はボール間のケージ表面に留まった。また、グリースが流れる瞬間をとらえるために、軸受の回転を伴う中性子ラジオグラフィーを実施した。軸受の回転を伴う中性子ラジオグラフィー観察の結果、もう一方のグリースは、軸受の回転開始時からではなく、徐々に流れていくことがわかった。これらの結果をもとに、潤滑機構を提案する予定である。

Neutron imaging technique was applied to visualize grease fluidity in bearings which determines the bearing torque property. Two types of lithium (Li) greases with different thickeners were used in this study. The Li complex grease was superior in lowering bearing torque related to energy-saving performance. After bearing rotations, neutron radiography and computed tomography measurements of the greases distributed in the bearings were performed. Adhesion of the Li complex grease to bearing balls was quite limited, and most of the grease stayed on cage surfaces between the balls; adhesion of single Li soap grease to bearing balls was remarkable. The neutron radiography with bearing rotations was also conducted to capture the moment of the grease flow. The observation with bearing rotations revealed that single Li soap grease flows gradually not from the beginning of bearing rotations. Based on these results, the lubrication mechanisms will be proposed.