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CNC工作機械用アンギュラコンタクトボールベアリング
工作機械の設計および製造プロセスでは、加工精度を確保し、機器の性能を向上させるために、適切なスピンドルベアリングを選択することが重要です。アンギュラコンタクトベアリングは、そのユニークな設計と性能特性により、工作機械のスピンドルシステムによく使用されます。精密アンギュラコンタクトボールベアリングは広く使用されており、その転動体はボールです。点接触（ローラーベアリングの線接触とは異なります）であるため、速度が速く、発熱が少なく、回転精度が高くなります。
一部の超高速スピンドルアプリケーションでは、 ハイブリッドベアリング セラミックボール（一般的に Si3N4 またはAl2O3）も使用されています。従来の硬化鋼球と比較して、セラミックボール材料自体はセラミックボールベアリングに高剛性、高速、高温耐性、長寿命の利点を与え、工作機械ベアリング製品に対する高い顧客需要を満たしています。アンギュラコンタクトボールベアリングは限界速度が高く、ラジアル荷重と軸方向荷重を同時に支えることができ、純粋な軸方向荷重も支えることができ、剛性と耐荷重能力が高いです。その軸方向荷重容量は接触角によって決まり、接触角の増加に伴って増加します。
標準接触角は15°（接尾辞Cで示す）、25°（接尾辞ACで示す）、40°（接尾辞Bで示す）、30°（接尾辞Aで示す）です。単列アンギュラコンタクトボールベアリングは、単方向の軸方向荷重しか支えることができません。ラジアル荷重を支える場合、追加の軸方向力が発生するため、ベアリングは通常ペアで使用されます。 DB（背中合わせ）の組み合わせとDF（対面）の組み合わせは、ラジアル荷重と双方向の軸方向荷重を支えることができます。ベアリングは、負荷容量が大きく、剛性が強く、回転が安定しており、制限速度が高く、クリアランスプレ干渉を調整できるため、特に高速精密工作機械に適しています。
複列アンギュラ玉軸受
複列アンギュラ玉軸受 基本的に単列ベアリングで、背中合わせまたは対面式で、外輪または内輪が一体化されています。単列アンギュラコンタクトボールベアリングと比較して、剛性が優れており、双方向の軸方向荷重に耐えることができます。同時に、一定の転倒モーメントにも耐えることができます。使用効果は、背中合わせに配置された2つの単列アンギュラコンタクトボールベアリングに似ています。
XNUMX点接触玉軸受
35点接触玉軸受は分離型軸受の一種で、双方向の軸方向荷重に耐えられるアンギュラ接触玉軸受です。無荷重または純粋なラジアル荷重のときは、鋼球とフェルールが45点接触しており、これが名前の由来です。純粋な軸方向荷重のみのときは、鋼球とフェルールがXNUMX点接触になり、双方向の軸方向荷重に耐えることができます。XNUMX点接触玉軸受はモーメント荷重にも耐えることができ、単列アンギュラ接触玉軸受と複列アンギュラ接触玉軸受の機能を備えています。XNUMX点接触玉軸受は、一般に、純粋な軸方向荷重または大きな軸方向荷重との複合荷重でXNUMX点接触する場合に適しています。XNUMX点接触玉軸受は限界速度が高く、高速運転が必要な場合にも適しています。XNUMX点接触玉軸受の接触角はXNUMX°またはXNUMX°です。
アンギュラコンタクトベアリンググレード
ベアリングは工作機械のスピンドルや回転テーブルの中核部品であり、工作機械の性能に重要な役割を果たしています。工作機械の処理能力を維持するためには、高性能のベアリングを使用する必要があります。工作機械のスピンドルに使用されるベアリングの精度は、ISOP5以上である必要があります（P5またはP4はISO精度で、通常は低から高（P0、P6、P5、P4、P2））、および高速・高精度工作機械のスピンドルサポート用。 CNC工作機械 マシニングセンターの場合はISOP4以上の精度のものを選択してください。 スピンドルベアリング アンギュラコンタクトボールベアリング、テーパーローラーベアリング、円筒ころベアリングなどがあります。
アンギュラコンタクトベアリングの利点
アンギュラコンタクトベアリングの性能は、加工精度と設備の安定性に直接影響します。アンギュラコンタクトベアリングには、次のような特徴があります。
高い剛性アンギュラコンタクトベアリングの接触角設計により高い剛性が得られ、スピンドルの振動や変形を効果的に低減できます。
高精度アンギュラコンタクトベアリングは製造精度が高く、動作中のスピンドルの安定性と精度を確保できます。
高負荷容量アンギュラコンタクトベアリングは、大きなラジアル荷重と軸方向荷重に耐えることができ、高負荷の加工に適しています。
長い人生アンギュラコンタクトベアリングは潤滑性とシール性に優れているため、摩耗を減らし、耐用年数を延ばすことができます。
アンギュラコンタクトベアリングの選択
工作機械のスピンドルは、工作機械全体の心臓部であり、ワークピースの加工精度を達成するための重要な部分であり、工作機械の性能に直接影響します。今日の高速で効率的な生産方法は、スピンドルの速度、精度、負荷容量、および運転騒音に対するより高い要件を提示しています。そのため、スピンドルの設計者と製造者は大きな課題に直面しており、正しいベアリング選択分析は、スピンドルメーカーが上記の課題に対処するのに役立ちます。ベアリングの種類によって適用可能なアプリケーション環境が異なるため、普遍的な選択ルールを策定することは困難です。精密ベアリングを選択するには、精度、剛性、速度、負荷などの要素を総合的に考慮する必要があります。特定のアプリケーション要件に応じて、どの要素が重要かを判断し、ターゲットを絞った選択を行います。アンギュラコンタクトベアリングを選択するときは、次の要素を考慮する必要があります。
負荷タイプ: スピンドルが受ける荷重の種類（ラジアル荷重、アキシアル荷重、または合成荷重）に応じて、適切なアンギュラコンタクトベアリングタイプを選択します。
接触角: 接触角の大きさはベアリングの負荷容量と剛性に影響します。特定の用途要件に応じて適切な接触角を選択する必要があります。
サイズと精度: ベアリングのサイズと精度等級は、工作機械のスピンドルの設計要件と一致する必要があります。
潤滑とシーリング: 適切な潤滑およびシールシステムにより、ベアリングの耐用年数と信頼性が向上します。
アンギュラコンタクトベアリングの取り付けとメンテナンス
アンギュラコンタクトベアリングの選択は、特定のアプリケーション要件と工作機械の設計にも依存します。アンギュラコンタクトベアリングを適切に選択してメンテナンスすることで、工作機械の加工精度と安定性が大幅に向上し、機械の耐用年数が延長されます。
インストール: アンギュラコンタクトベアリングの取り付けは、ベアリングの正確な位置を確保し、不適切な取り付けによる損傷を避けるために、技術仕様に厳密に従って実行する必要があります。
潤滑: ベアリングが良好な潤滑状態で動作していることを確認するために、ベアリングの潤滑システムを定期的に点検およびメンテナンスしてください。
検査: ベアリングの動作状態を定期的に点検し、摩耗、緩みなどの問題を早期に発見して対処します。
アンギュラコンタクトベアリングメーカー
AUBEARING の精密アンギュラコンタクト ボール ベアリングはユニバーサル マッチングされており、グループ内の他のブランドの同じタイプおよびサイズのベアリングと交換できます。同時に、AUBEARING は各列のベアリングの軸方向の予圧偏差をより狭い範囲内で制御し、正確な予圧力と剛性を実現します。
15°アンギュラコンタクトボールベアリング ラジアル荷重と一定の軸方向荷重に耐えることができます。構造には単列と複列の 40 種類があります。単列は公称直径が 650mm から 100mm までさまざまなサイズがあり、複列は公称直径が 400mm から 2mm までさまざまなサイズがあります。このタイプのベアリングは、通常、背中合わせ、対面、または直列に配置された 4 組のベアリングで構成されます。軸方向のクリアランスは XNUMX ～ XNUMX μm 以内である必要があります。このタイプのベアリングは、通常、一方向の軸方向力のみに耐えることができます。
25°アンギュラコンタクトボールベアリング 接触角が15°を超えるため、両方向の軸方向の力に耐えることができます。このタイプのベアリングの構造は、単列と複列で利用でき、サイズ範囲は15°アンギュラコンタクトボールベアリングと同じです。このようなベアリングの軸方向クリアランスは3〜6μm以内である必要があります。
40°アンギュラコンタクトボールベアリング 接触角が大きく、5方向の軸方向力に耐えることができます。このタイプのベアリングの構造にも、単列と複列の10種類があり、サイズ範囲は最初のXNUMXつのベアリングと同じです。このようなベアリングの軸方向クリアランスはXNUMX〜XNUMXμm以内である必要があります。
スピンドルベアリングの標準シリーズ
このシリーズはP4とP4Sグレードに分かれており、内輪と外輪、転動体は一般的に52100全硬化鋼で作られています。特定の条件下では、グリース潤滑の速度は650,000DNに達し、オイル潤滑の速度は1,000,000DNに達します。高速シリーズと比較して、標準シリーズの転動体直径は大きく、予圧は高くなっています。切削負荷が大きく、システムの動剛性に対する要求が高い場合に適しています。
また、グリースは選択時に考慮すべき重要な条件です。グリースが多すぎると、ベアリングの放熱に重大な影響を及ぼし、動作温度が急上昇し、グリースの寿命が急速に低下してベアリングの寿命が短くなります。グリースが少なすぎると、軸リングと転動体を分離するための一定の潤滑油膜が形成されません。それらの間の摩擦により、温度上昇が大きくなり、ベアリングの寿命にも影響します。速度によって、推奨されるグリース量も異なります。速度が500,000 DN未満の場合は、ベアリング内の自由空間の25％〜40％のグリースを追加する必要があります。速度が500,000 DNを超える場合は、ベアリング内の自由空間の15％〜20％のグリースを追加する必要があります。標準シリーズには、転動体でガイドされるナイロンケージと外輪でガイドされるベークライトケージのXNUMX種類のケージがあることに注意してください。XNUMX種類のベアリングの内部自由空間は異なり、グリースの追加量を計算する際には区別する必要があります。
セラミックボールシリーズのスピンドルベアリング
このシリーズはP4Sグレードで、内輪と外輪は一般的に52100全硬化鋼で、転動体はセラミック材料です。特定の条件下では、グリース潤滑の速度は750,000DNに達し、オイル潤滑は1,500,000DNに達します。動的ラジアルおよびアキシアル負荷容量は標準シリーズと同等ですが、剛性は50％増加しています。セラミックの重量は鋼の重量より60％軽く、転動体の遠心力が減少し、それによってスリップとスピン現象が減少し、転動体と軌道面との間の発生熱もそれに応じて減少し、ベアリング寿命が延びます。同時に、セラミックボールの熱膨張係数は低く、高速運転中に温度が上昇すると、標準シリーズの鋼球よりも予圧力が小さくなり、発熱が少なくなります。比較すると、セラミックボールシリーズの速度は標準シリーズの約1.5倍で、理論上の動作寿命は3〜5倍にもなります。高速、高負荷容量、高剛性を同時に満たす必要がある場合は、セラミックボールシリーズを検討し、グリースの量をベアリング内の自由空間の15％〜20％以内に制御する必要があります。
高速シリーズスピンドルベアリング
このシリーズはP4Sグレードで、内輪と外輪は一般的に52100全硬化鋼で、転動体は52100全硬化鋼またはセラミック材料から選択でき、オープンと両面非接触シールの850,000種類があります。特定の条件下では、グリース潤滑の速度は1,000,000DN〜1,700,000DNに達し、オイル潤滑は2,000,000DN〜XNUMXDNに達します。
高速シリーズは、低発熱、低動作温度、高剛性の要件を満たすことができるため、通常、高速CNC加工センターや高速フライス盤に使用されます。このシリーズの主な利点は次のとおりです。まず、転動体の直径が小さくなり、数が増えます。精密に設計された軌道形状により、転動体と軌道の接触面積が減少し、摩擦熱の発生が減少します。
第二に、高速運転時に小型転動体にかかる遠心力が減少し、滑りとスピン現象が弱まり、接触領域の発熱が減少します。
第三に、内輪と外輪の両方に高低の肩があり、潤滑剤のための開いた通路を提供し、動作中に発生した熱を速やかに除去することができます。
4番目に、潤滑剤の転動体に対するせん断効果が減少し、発熱が減少します。速度要件が高い場合は、限界速度と動剛性が高い高速シリーズのセラミックボールを選択して、動作中の発熱をさらに減らし、動作温度を低くすることもできます。
まとめ
アンギュラコンタクトボールベアリングは、ラジアル荷重とアキシアル荷重の両方に耐えることができ、高速でも優れた性能を発揮するため、CNC工作機械などの高精度機械装置に最適です。装置の長期にわたる安定した動作を確保するには、正しい選択と取り付けが不可欠です。