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Tech
潤滑不足時，軸承介面之間開始磨擦：表面粗糙的凸點
(asperity)彼此撞擊產生超音波，透過偵測此超音波強度，可
作為油膜厚度的判斷依據。NASA於1974年設計實驗證明：超
音波訊號為軸承失效過程的最早期訊號
油，對軸承還未產生顯著影響，也非傳統加速度規震動量測
所能測得。從 圖3的P-F曲線中可看出：超音波位於潛在失效
初期之前，因此在這階段潤滑不足時即可測得；失效初期是
震動，噪音與熱的徵兆會依序出現。因此在現場聽到噪音與
量到明顯高溫時，已是失效階段的後期，很快會發展成完全
故障損壞的狀態。
本文透過分析潤滑失效的成因來改善保養手法，盤點滑
脂適用性、保養週期與補油量以及補油程序，藉由改善保養手
法來做好潤滑，提升馬達軸承使用壽命，同時降低系統運轉風
險。先做好預防保養的基礎，再探索預知保養的應用，期望能
提升馬達軸承的可靠度。
圖1、滑脂壽命與溫度關係圖
軸封外漏 軸封內漏
圖2、潤滑油脂軸封洩漏示意圖
80
Notes
技術專文
[04] ，此時只要及早補
Design Installation PotentialF ailure FunctionalF ailure
Time
圖3、軸承失效P-F曲線 [05]
2. 文獻探討
2.1 潤滑油脂介紹
潤滑劑可分為潤滑油脂(grease，以下簡稱滑脂)與潤
滑油(oil)，其中滑脂以約80%基礎油(base oil)、15%增稠劑
(thickener)與5%添加劑(additive)所組成，能夠簡易的塗抹與附
著，不需要配管、儲槽與泵送設備，並能隔離外界汙染如雨
滴、粉塵等；其缺點為增稠劑對溫度影響較大，熱傳導不良散
熱性差。因此大部分馬達軸承潤滑需求主要皆為滑脂，而台積
廠內的軸承也幾乎使用滑脂作為潤滑劑，選擇適當的滑脂對於
設備壽命有直接影響，因此對滑脂的認識有其必要性。
2.1.1 基礎油(base oil)-黏度(viscosity)
滑脂有近80%為基礎油構成，油也是主要參與潤滑的關
鍵，因此油的黏滯係數決定滑脂的應用層面。黏滯性不只影
響油膜厚度，也與能量耗損有關，可想像用湯匙攪拌蜂蜜或
水時施力的困難度，即為驅動力的差異。基礎油除了常見
的礦物油(mineral oil)外，另有人工產生的合成油(synthetics
oil)，具有性能與壽命的優勢，因此常為高階油品所採用。
2.1.2 增稠劑(thickener)-稠度(consistency)
[02]
滑脂的三大關鍵組成之一，增稠劑雖然不是直接的潤滑
者，但卻扮演著重要的角色。增稠劑為長鏈的纖維分子(如
圖4)，與基礎油混和後，分子之間形成網目結構以凡得瓦力
[06]
與毛細作用來抓持基礎油 ，使滑脂能形成半固態的狀態。
增稠劑所佔的比例影響滑脂的稠度，從000到6級共9
種級別由美國國家潤滑脂協會(National Lubricating Grease
Institute, NLGI)所定義，數字越大越趨近固態，反之則越接近
液態(圖5)。稠度應用之對照如 表1，增稠劑種類與應用需求對
照如 表2，稠度影響滑脂的重要指標如 表3。
增稠劑種類可略分為金屬皂基與非皂基，前者常見的為
鋰皂基，後者為聚脲基。不同種類的增稠劑對應不同的應用需
求，彼此間一般不建議混合使用。若非不得已則務必確認相容
性，避免產生硬化、液化或乳化等現象而造成潤滑失效。