An Experimental study on grease fluidity in a ball bearing using neutron imaging technology

中性子イメージング技術を用いたボールベアリングのグリース流動性に関する実験的研究

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

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

グリース潤滑の転動体軸受は、モーターの軸回転に広く使用されている。液体潤滑剤とは異なり、ベアリング内の半固体グリースの流動性はベアリングの性能に重要な役割を果たす。流動性は、チャネリング状態や撹拌状態としてよく説明される。この状態はよく知られているが、ベアリングの外側からは見ることができない。そのため、軸受内部のグリースを可視化することはグリースの流動性を把握する上で有益であるが、軸受内部を非破壊で観察する方法は限られている。本研究では、中性子イメージング技術を応用して、ボールベアリング内部のグリースの流動性を非破壊観察した。この技術は、中性子が重元素を通過し、軽元素と相互作用する特性に基づいている。言い換えれば、中性子は、重元素を含むベアリングの内部にある軽元素を含む潤滑剤を識別することができる。

Rolling element bearings with grease lubrication are widely used for axis rotations in motors. Unlike liquid lubricants, the fluidity of semisolid greases in bearings plays an important role in bearing performances. The fluidity is often described as channeling and churning states. The states are well known, however, cannot be seen from outside bearings. Therefore, visualizations of greases in bearings are beneficial to understand the grease fluidity, however, methods for non-destructive observations of the inside of bearings are limited. The neutron imaging technology was applied for non-destructive observation of the grease fluidity inside a ball bearing in this study. The technology is based on a characteristic that neutron passes through heavy elements and interacts to light elements. In other words, neutron can identify lubricants with light elements inside the bearing with heavy elements.