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薄肉軸受材料ガイド
薄肉軸受 断面の幅と厚さが等しいベアリングです。同じ断面サイズで、さまざまな異なる内径に適合できます。標準ベアリングとは異なり、ベアリングの内径が大きくなると幅と厚さも比例して増加しますが、薄肉ベアリングは内径が増加し、断面サイズは変わりません。このガイドは、薄肉ベアリングの材質を紹介し、適切なベアリングを購入するための建設的な提案を提供することを目的としています。
薄肉ベアリング シリーズには、内径 (9 インチから 3 インチの範囲) と組み合わせた 16 つの断面サイズ (1/1 インチから 40 インチの範囲) が含まれています。薄肉材料の 52100 クロム鋼および 440C ステンレス鋼にもクロムメッキを施すことができます。もちろん、一部の薄肉ベアリングにはシールやダスト カバー、グリース、カスタム ケージ、その他のオプションを取り付けることができます。薄肉ベアリングには XNUMX つの異なるタイプがあります。深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、四点接触玉軸受。標準ベアリングと比較して、セクションが薄いため、効率的な設計の最適化が可能になり、全体のコストが削減されます。特に設置スペースや重量が重要視される医療機器、光学機器、赤外線走査機器、ロボットなどの分野では、薄肉化により設置スペースや軽量化のニーズに応えることができます。
薄肉軸受用材料
用途が異なれば、薄片軸受材料に対する要件も異なります。ベアリングの材質が適切でなく、ベアリングの早期故障などのトラブルが発生する場合は、ベアリングを購入した意味がありません。同様に、標準ベアリングが性能ニーズを満たしている場合、より高品質の材料で作られたベアリングを購入すると、購入コストが高くなります。適切な材質の薄肉ベアリングは、用途にとって重要です。以下に、薄肉ベアリングに一般的に使用される原材料と、これらの材料の利点と用途を示します。
クロム鋼
クロム鋼は炭素鋼としても知られており、この材料はベアリングを製造するための最も一般的な原材料の 15 つです。 GCr200軸受鋼は、クロムを含む高炭素低合金鋼です。その組成特性により、この材料は 15°C 未満の動作温度で優れた強度と疲労特性を備えています。この特性により、GCrXNUMX クロム鋼は、ほとんどの薄肉ベアリングの原材料として理想的な選択肢となります。
C | Si | Mn | Cr | Mo | P | S | Ni | Cu | ニッケル+銅 |
0.95 ~ 1.05 | 0.15 ~ 0.35 | 0.25 ~ 0.45 | 1.40 ~ 1.65 | ≤ 0.10 | ≤ 0.025 | ≤ 0.025 | ≤ 0.30 | ≤ 0.25 | ≤ 0.50 |
GCr15は最も一般的に使用される高クロム軸受鋼であり、焼入れ性が高く、熱処理後の硬度が高く均一です。耐摩耗性はGCr9より優れており、接触疲労強度が高く、寸法安定性と耐食性が良好です。軸受鋼には製錬品質に対する高い要求があり、非金属介在物の含有量と分布は軸受鋼の寿命に大きな影響を与えるため、硫黄、リン、非金属介在物の含有量と分布を厳密に管理する必要があります。含有量が多いほど寿命は短くなります。最近では、製錬品質を向上させるために、電気炉製錬やエレクトロスラグ再溶解が行われています。真空精錬や真空消耗品精製などの新しいプロセスを使用して、軸受鋼の品質を向上させることもできます。
工具鋼
M50工具鋼はモリブデン系の材質です。モリブデンを添加すると、材料の耐摩耗性と高温に対する耐性が向上します。 M50高速度鋼の化学組成は、主に炭素（C）、モリブデン（Mo）、鋼（Fe）、クロム（Cr）、チタン（Ti）、アルミニウム（Al）などの元素で構成されています。このうち、炭素含有量は０．８０％〜０．８５％、モリブデン含有量は３．７５％〜４．５０％、クロム含有量は３．７５％〜４．５０％、チタン含有量は１．７５％〜２．２５％である。アルミニウム含有量は 0.80% ～ 0.85% です。さらに、M-3.75 工具鋼は優れた耐酸化性と耐高圧性を備えています。これらの特性により、M-4.50 工具鋼は、高い抵抗と高温を必要とする環境で使用されるベアリングとして理想的な選択肢となります。
ステンレス鋼
軸受の使用環境が非常に高温またはクリーンルームである場合、軸受の原材料としてステンレス鋼がお客様のニーズを満たすのに最適です。ステンレス鋼は標準鋼よりも優れた耐食性と耐薬品性を備えています。したがって、ステンレス鋼は、汚染の可能性がある用途 (食品加工や半導体装置の製造など) には適しています。さらに、ステンレス鋼ベアリングは、高温、高速、高荷重などの特殊な環境下でも機械的特性をより良く維持でき、耐久性に優れています。薄肉ベアリング用の最も一般的なステンレス鋼は SS440 です。
440C ステンレス鋼の化学組成は次のとおりです: 炭素 (C) 0.95 ～ 1.20%、クロム (Cr) 16 ～ 18%、モリブデン (Mo) 0.75%、マンガン (Mn) 1%、シリコン (Si) 1%、リン ( Ｐ）は０．０４０％、硫黄（Ｓ）は０．０３０％である。 0.040C というより高いカーボン含有量により、優れたエッジ特性と耐摩耗性が得られます。また、優れた耐食性を備えており、さまざまな化学腐食性媒体の侵食に耐えることができます。熱処理と焼き入れによりHRC0.030～440の硬度が得られ、ステンレス鋼の中で最も硬い材質です。 58C はクロム含有量が高く、ほとんどの酸性およびアルカリ性環境において優れた耐食性を備えています。
セラミック
オールセラミックの薄肉ベアリングはあまり一般的ではありませんが、金属の内輪と外輪、保持器、セラミックボールで作られたハイブリッド薄肉ベアリングが一般的なオプションです。セラミックには、他のスチール製ベアリングに比べて特別な利点がいくつかあります。まず、セラミックはスチールよりも軽い材料です。セラミック製転動球は鋼に比べて密度が低く、重量が非常に軽いため、回転時の外輪への遠心力の影響を40％低減でき、寿命が大幅に延長されます。セラミックボール、特に窒化ケイ素ボールは、低密度、高硬度、低摩擦係数、耐摩耗性、自己潤滑性、良好な剛性という特性を備えています。特に高速・高精度・長寿命のハイブリッドセラミック玉軸受の転動体（内輪・外輪）に最適です。金属の場合）。
一般に、内輪と外輪は軸受鋼 (GCr15) またはステンレス鋼 (AISI440C) で作られ、セラミックボールは ZrO2、Si3N4、または SiC 材料で作ることができます。さらに、セラミックはより高い耐食性と 1800 度までの高温性能を備えています。スチールとは異なり、セラミックは非導電性でもあるため、特定の電気用途に適しています。ただし、セラミックボールは標準の金属ボールに比べて高価です。もちろん、この追加コストにはそれだけの価値がある場合があり、価格は必要な正確なパフォーマンスと環境要件によって異なります。
薄肉ベアリング保持器の材質
保持器は薄肉軸受の重要な部品であり、次の3つの役割を持っています。
転動体が正しい軌道上を転がるように誘導および駆動します。
保持器は転動体を等距離に離し、軌道周上に均等に配置することで、運転中の転動体同士の衝突や擦れを防止します。
転動体とフェルールを組み合わせて転動体の脱落を防止します。
薄肉軸受保持器の材質には、鋼製保持器、真鍮保持器、ナイロン保持器の 3 つの一般的なオプションがありますが、ここでは後者の 2 つに焦点を当てます。
真ちゅう製のケージ
1. 真鍮製保持器タイプ: 打抜き保持器と中実保持器。このうち打抜き保持器は中小型の薄肉軸受にのみ適しています。
2.材質：黄銅板、黄銅鋳物、黄銅鍛造品。黄銅は引張強さが高く、機械的強度は鋼板製の打抜き保持器と同等ですが、密度が比較的小さく限界速度が速いです。
3. 利点：合成油やグリースなどの潤滑剤の影響を受けません。
4. 使用制限: 真鍮製ケージは 300°C を超える状況では使用できません。また、アンモニアは真鍮の季節的な破損を引き起こすため、アンモニア (冷却など) には適していません。
5. 使用温度: 使用温度は 300℃ 未満です。
ナイロンケージ
ナイロン保持器は現在銅製保持器や鉄製保持器に代わる新世代の製品です。金属ケージと比較して、大きな利点があります。
1. ナイロン保持器なので軽量で軸受が柔軟です。電気製品や電力を消費する製品に使用すると、省エネに大きな効果を発揮します。
2. 騒音が低く、静音ベアリング、特に高い騒音要件が要求される電気製品の第一の選択肢です。
3. ベアリングの耐用年数を効果的に延長し、金属ケージと鋼球の間の摩擦を軽減します。ナイロン保持器はベアリングの寿命を延ばすのに大きな役割を果たします。
