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薄肉ベアリングの製造とメンテナンス
薄肉軸受は、軽量、コンパクトな構造、慣性モーメントが小さいことから、産業用ロボット、航空宇宙車両、医療機器などのハイエンド製品に広く使用されています。市場の需要の増加に伴い、薄肉ベアリングの生産技術と品質要件も高まっています。径方向の壁の厚さが薄く、剛性が低いため、径方向に大きな変形が発生しやすいため、製造プロセスで多くの課題に直面します。この記事では、読者が薄肉軸受をよりよく理解し、応用できるように、薄肉軸受の製造上の困難さ、保持器破壊解析、メンテナンス方法について詳しく説明します。
鍛造プロセス
鍛造工程は薄肉ベアリングの製造における第一段階です。サイズが大きくアスペクト比が小さい薄肉ベアリングリングの場合、通常は複合鍛造法が使用されます。複合鍛造とは、2枚以上のブランクを組み合わせて鍛造し、粗研削工程を経てワイヤーカットでリングを分離することです。この方法は、鍛造工程の加工難易度を軽減し、リングの変形や端面加工代を軽減するだけでなく、原材料を節約し、生産効率を向上させることもできます。
旋削加工
旋削加工においては、薄肉ベアリングのクランプや位置決め、過大な切削力、無理な治具設計、切削熱変形、切削時の振動などが加工精度に影響を与えます。過大な旋削応力による変形を軽減するため、粗旋削加工には包絡円接触面積が大きく非焼入れの鋼製生爪クランプリングが使用されることが一般的です。例えば、多点クランプチャック（12点クランプまたは24点クランプ）の使用、位置決めクランプ方式の変更（ラジアルクランプから端面位置決めクランプ方式への変更）、プロセスパラメータの調整が可能です。 （高速切削、バック切削量が小さい、工具の主振れ角が大きい、工具先端円弧半径が小さい、切削液の適切な選択など）。荒旋削の後、応力を除去するために追加の焼き戻しが必要です。その後、端面を軟研削し、リングの精密旋削を行います。
熱処理プロセス中に、リングの内部構造は主にオーステナイトからマルテンサイトへの相変化を起こし、密度が減少し、体積が膨張し、構造応力が発生します。また、リングは高温膨張状態（薄肉製品は通常830～845℃）から急冷され、熱応力が発生します。これら XNUMX つの内部応力が材料の降伏限界を超えると、材料は塑性変形を起こします。通常、型焼入れは変形を制御するために使用されます。型焼入れの条件がなく、焼入れ後のリングの外径変形が大きく工程要件を超えない場合には、一括成形して焼戻しを行う方法で修正し、以下の範囲内に制御します。プロセス要件。
研削工程
研削プロセスにおける主な困難は、適切な研削装置、加工方法、研削プロセスパラメータの選択にあります。たとえば、補強リングを使用する方法は、「1 対 2」構造での加工に使用できます。外径面は工作機械を複数回微調整することで研削できます。リングの研削品質がプロセス要件を確実に満たすように、プロセス中に焼き戻し安定化処理が追加されます。
ケージ破壊解析
転がり軸受の保持器は、転動体を等間隔に隔離して転動体の脱落を防止し、転動体を案内して回転させる役割を果たします。一般に、薄肉軸受の保持器は適切な作業条件下では損傷しませんが、日常の生産で誤った操作を行うと軸受保持器の耐用年数が短くなります。一般的な保持器の破損現象には、保持器の損傷、リベットの緩みまたは破損、保持器の破損、転動体の飛散などがあります。では、薄肉軸受保持器の破損の原因は何でしょうか?
潤滑不良
動作中にベアリングが適切に潤滑されていない場合、通常の動作に影響を与えます。潤滑油が不足すると軸受が油切れ状態となり、噛み込み摩耗が発生しやすくなり、加工面状態が悪化します。バイト摩耗の破断が保持器内に入り込み異常荷重が発生し、保持器破損の原因となります。
過度の負荷
保持器の取付不良、傾きや過度の干渉など取付時に問題があると、すきまが減少し、使用中に摩擦や熱が加わり、表面が軟化して異常剥離が早期に発生します。剥がれた異物が保持器のポケットに入り込み、保持器の動作を妨げたり、さらなる負荷が発生したりして保持器の摩耗が進行し、最終的には保持器の破損につながります。
クリープ
クリープ現象とは、リングの滑り現象を指します。合わせ面のしめしろが不十分な場合、滑りにより荷重点が周囲方向に移動し、リングがシャフトやハウジングに対して相対的にずれてしまいます。円周方向の位置偏差です。クリープにより相手面の摩耗が著しく、摩耗粉が軸受内部に侵入し、異常摩耗、軌道面の剥離、保持器の摩耗、負荷の増大を引き起こし、最終的には保持器の破損につながります。
異物侵入
ケージの破損の直感的な原因は、ケージ内に異物が侵入することです。硬い異物は保持器の摩耗を悪化させ、異常な付加荷重が発生し、保持器の破損の原因となります。
ケージの品質が悪い
ケージの品質も耐用年数に影響を与える重要な要素です。ケージの品質が低い場合、特に亀裂、大きな異物金属含有物、収縮穴、気泡、またはリベット留めの欠陥 (釘の欠落、パッド釘、またはケージの 2 つの半分の間の隙間など) などの欠陥がある場合、リベットによる重大な損傷など）、使用中に破損しやすくなります。
薄肉ベアリングは、耐用年数を延ばし、機器の正常な動作を保証するために定期的なメンテナンスが必要です。薄肉軸受の主なメンテナンス方法は以下のとおりです。
クリーニング
洗浄は薄肉ベアリングのメンテナンスの最初のステップです。ベアリングは使用中に外部の塵や不純物によって汚染されます。定期的に洗浄すると、ベアリングの耐用年数を効果的に延ばすことができます。洗浄は粗洗浄と精密洗浄の2段階に分かれます。
大掃除: ベアリングを取り外し、洗浄オイルに入れ、金属メッシュを底として使用し、ブラシを使用して表面のグリースやほこりを取り除きます。ベアリングの転動面を傷つけないように注意してください。
細かい洗浄: ベアリングを洗浄オイルに浸し、ゆっくりと回転させて慎重に洗浄してください。洗浄油は常に清潔な状態に保つ必要があります。
防錆
洗浄後はベアリングの防錆処理が必要です。ベアリングの表面をきれいに拭いた後、防錆油に浸し、ベアリングの表面を防錆油が覆って保護膜を形成します。防錆処理によりベアリング表面の錆を防ぎ、寿命を延ばすことができます。
潤滑
潤滑は、薄肉ベアリングを維持するための重要な手順の 1 つです。防錆処理後、内輪、外輪、鋼球、保持器などの軸受表面に潤滑油またはグリースを均一に塗布してください。潤滑油を塗布する際は、軸受を回転させながら潤滑油を塗布し、軸受内部に潤滑油を十分に浸透させ、良好な潤滑効果を発揮します。
Storage
薄片ベアリングを保管する場合は、湿度65%以下、温度20度程度の環境で、30cm以上の棚に置き、直射日光や冷たい壁を避けて保管してください。正しい保管方法により、ベアリングの湿気や錆を防ぐことができます。
まとめ
薄肉ベアリングは現代の産業において重要な役割を果たしており、その製造およびメンテナンスのプロセスは複雑かつ繊細です。合理的な製造プロセスと厳格な品質管理を通じて、さまざまなハイエンド用途のニーズを満たす高品質の薄肉ベアリングを生産できます。同時に、定期的なメンテナンスによりベアリングの耐用年数を効果的に延長し、装置の安定した動作を確保できます。
よくある質問（FAQ）
1. 薄肉ベアリングの寿命はどれくらいですか?
薄肉ベアリングの寿命は、運転条件、メンテナンス方法、耐荷重によって異なります。一般に、適切な潤滑と定期的なメンテナンスにより、耐用年数を大幅に延ばすことができます。
2. 薄肉軸受保持器の破損を防ぐにはどうすればよいですか?
保持器の破損を防ぐには、潤滑を十分に行うこと、過大な負荷を避けること、異物の侵入を防ぐこと、クリープを防止すること、高品質の保持器を選択することが重要です。
3. 薄肉ベアリングの主な応用分野は何ですか?
薄肉ベアリングは産業用ロボット、航空宇宙車両、医療機器などのハイエンド製品分野で広く使用されており、スペースが限られ、重量要件が厳しい用途に特に適しています。
4. 薄肉ベアリングの洗浄方法は?
洗浄は粗洗浄と精密洗浄の2段階に分かれます。荒掃除の場合は金網をベースにしてブラシで表面の油分やゴミを取り除いてください。精密な洗浄を行う場合は、ベアリングを洗浄油の中に入れ、ゆっくり回転させて洗浄してください。
5. 薄肉ベアリングの保管時の注意点は何ですか?
薄片ベアリングは、湿度65%以下、温度約20度の環境で、30cm以上の棚に置き、直射日光や冷たい壁を避けて保管してください。