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針状ころ軸受

ニードルローラーベアリングの設計

ニードルローラーベアリングは、回転運動の転動体として針状のローラーを使用します。ボールベアリングと比較すると、ニードルローラーベアリングはプロファイルの高さが低く、負荷容量が大きくなっています。ほとんどのラジアルニードルベアリングは、ラジアル荷重の5%を超える軸方向の力を扱うことができます。ラジアル用途のローラーはシャフトと平行に動きます。機械部品として、ニードルローラーベアリングはスペースを節約し、機構全体をよりコンパクトにします。これらのベアリングは、自動車、オートバイ、印刷機、産業用ロボット、建設機械など、さまざまな製品で重要な役割を果たしています。

AUBEARING ニードルローラーベアリング

AUBEARING は、さまざまなタイプのニードルローラーベアリングを製造しています。

ローラーおよびケージアセンブリ ケージ&ローラーアセンブリは、小型にもかかわらず、高い負荷容量を持ち、操作が簡単なベアリングです。独自のケージ構造がローラーをガイドし、高速でも安定した動作を保証します。ケージアセンブリの設計により、ローラーとレースウェイ間の適切な負荷分散が保証され、ラジアル内部クリアランスが制御されます。また、高速機能とシャフトのミスアライメントや負荷たわみに対する許容度も備えています。ケージ&ローラーアセンブリは、中程度のミスアライメントやシャフトの曲がりによるローラー端の応力集中を軽減し、ベアリングの寿命を延ばします。一般的な用途には、自動車の遊星歯車、ギアボックス、ロボット減速機などがあります。

ドローカップニードルローラーベアリング AUBEARING のドローカップ型ニードルローラーベアリングは、ケージと独自の外輪構造を備えたローラーの完全な組み合わせを特徴としています。これらのベアリングは取り付けが簡単で、すべての転がりベアリングの中で最も薄い外輪を備えながら、高い負荷容量、高い最大速度制限、優れた耐摩耗性を備えています。厳選された合金鋼は高い最大許容負荷に耐え、表面硬化ケージはベアリングが過酷な条件に耐えられるようにします。一体型シールを備えたドローカップ型ニードルローラーベアリングは、特定のサイズで利用できます。リップコンタクトシールは、ベアリングの動作温度を、取り付けられたベアリングクリアランス範囲全体にわたって -25°F ~ +225°F (-30°C ~ +110°C) に制限します。スタンプされた外輪ベアリングは、グリースまたは非加圧オイルをベアリング内に保持しながら、汚染物質がレースウェイ領域に入るのを防ぐように設計されています。標準のリップコンタクトシールは、一般的な潤滑油および石油系燃料と互換性がありますが、特定の耐火性油圧オイルおよび最も一般的な溶剤によって悪影響を受けます。ドローカップニードルローラーベアリングは、ルーズローラーベアリングと同様に取り扱いや取り付けが簡単ですが、組み立てられた状態で提供されます。ハウジング(外側のレースウェイとして使用)は、低炭素鋼から正確に打ち抜かれ、その後の機械加工なしで表面硬化されているため、これらのベアリングはコスト効率に優れています。一般的な用途には、一般的なギアボックスシャフトサポート、プーリーサポート、ギアポンプ、ガイドベアリングなどがあります。

ソリッドニードルローラーベアリング ソリッドニードルローラーベアリングは、コンパクトなスペースで最大の負荷容量と高精度を実現します。これらのベアリングは、厳選された真空脱ガスベアリング鋼または浸炭鋼で作られたリングと、精密研磨および熱処理されたローラーを備えており、さまざまな動作条件に適しています。軽量で非常に頑丈なケージがローラーを正確にスムーズにガイドします。高品質の材料は、重い負荷や衝撃負荷に耐えることができる高い剛性を提供します。これらのベアリングには、内輪付きと内輪なしがあり、内輪なしのタイプでは、シャフトを直接転がり面として使用します。

球面ニードルローラーベアリング 球面ニードル ローラー ベアリングには、スリーブとして機能する外輪から分離された外側レースウェイがあります。レースウェイは、プラスチック リングが取り付けられた凹状の外部プロファイルを備えています。これにより、ニードル ローラー ベアリングはシャフトの最小限の静的ミスアライメントを補正できます。

機械加工リング付きニードルローラーベアリング 機械加工されたリングを備えたニードル ローラー ベアリングは、より高い負荷容量を必要とする用途に使用されます。主に、内輪のないニードル ローラー ベアリングと内輪のあるニードル ローラー ベアリングの 2 種類があります。内輪のないベアリングは、硬化および研磨されたシャフトとともに使用され、より大きなシャフトでより高い剛性を実現できます。内輪のあるベアリングは、シャフトの硬化および研磨が不可能または実用的でない用途に使用されます。

ニードルスラストベアリング ニードルスラストベアリングは、精密にプレスされた 58 枚の鋼板から作られた表面硬化ケージを備えたローラーとケージのアセンブリを使用します。ローラーはケージ内にしっかりと保持されているため、大きな軸方向荷重がかかってもスムーズに回転します。これらのベアリングはコンパクトなので、従来のスラストワッシャーと同じ設置スペース内で簡単に交換できます。スタンドアロンユニット、一体型ローラーユニット、またはベアリング周辺の設置条件に合わせてローラーの厚さが異なるユニットなど、さまざまな構成が用意されています。これらのコンポーネントは、ニードルローラーを収容するために硬化鋼ケージを使用して、限られたスペースで軸方向荷重に耐えるように設計されています。ニードルスラストベアリングは、通常、従来のスラストワッシャーよりも占有スペースが少なくて済みますが、優れた摩擦特性と高い負荷容量を備えています。隣接する表面を XNUMX Rc または同等の適切な硬度レベルに硬化できない場合は、個別に硬化されたさまざまな厚さのスラストワッシャーを使用できます。スラストニードルとケージのアセンブリは、高速と軸方向荷重に耐えることができます。オートマチックトランスミッションに広く使用されており、限られたスペースでの摩擦を低減します。

パフォーマンス要因

望ましいベアリング性能を達成するには、適切なニードル ローラー ベアリングを選択することが最初のステップにすぎません。潤滑、硬度、レースウェイの表面仕上げ、ベアリング シートなど、いくつかの特定の要因がベアリングの動作に影響します。

潤滑: 一般的にはオイル潤滑が好まれます。オイル潤滑は、冷却剤として作用して速度を上げ、汚染物質を除去し、ベアリングの負荷領域への注入を容易にします。最適な方法としては、ポジティブフィード、オイルスプラッシュ、オイルミストなどがあります。ベアリングは、必要に応じてグリース潤滑を使用する場合があります。ケージ付きベアリングは、通常、グリースリザーバーが大きいため、再潤滑が不可能な状況でも、潤滑前の寿命が長くなります。このような用途でのベアリングの寿命は、グリースの寿命によって決まります。寿命計算では、グリースの寿命を考慮する必要があります。シールは、潤滑剤を保持し、汚染物質を排除するのに役立ちます。

レースウェイ表面: ベアリングの優れた性能は、レースウェイの材質と形状特性によって決まります。

硬度: ニードル ローラー ベアリングの主な利点は、合わせ面を内輪または外輪、あるいはその両方として使用できることです。ベアリングの定格荷重は、通常、レースウェイの硬度が 58 Rc または同等であることに基づいています。これより低い場合、ベアリングとレースウェイの組み合わせの耐荷重能力は低下します。表面硬化、高周波焼入れ、および完全硬化は許容される処理です。シャフトを 58 Rc まで硬化できない場合は、別の内輪が使用されます。これらは、肩または保持リングを使用してシャフトに配置されます。

表面仕上げ: ローラーとレースウェイ間の潤滑膜を良好に保つには、レースウェイ表面の仕上げが重要です。表面が粗いと、高所から潤滑膜が貫通し、疲労が早く進み、最終的には焼き付きが発生します。内側のレースウェイ仕上げは、Ra グレード 16 分を超えてはなりませんが、微細仕上げが優れていると、耐用年数が大幅に延びます。フルコンプリメントのニードルまたはローラーとケージのアセンブリの場合、外側のレースウェイ仕上げを 16 分未満にすると、最適な結果が得られます。レースウェイ表面に傷や欠陥がないことを確認してください。

幾何学的形状: ラジアルニードルローラーベアリングの理想的なレースウェイ面は完全な円筒です。少しでもずれがあると、騒音レベルが上昇し、ベアリングの寿命が短くなります。したがって、シャフトとベアリングシートの真円度は、推奨製造公差の半分または 0.0003 インチのいずれか小さい方の範囲内に維持する必要があります。レースウェイのテーパーにより、ローラーの応力が増加し、ベアリングの疲労寿命が減少します。おそらく、レースウェイの形状により、表面の真直度や欠陥による不均一な接触など、ローラーの接触が不均一になることの方が有害です。また、ローラーがレースウェイ面からはみ出してはなりません。これは、応力集中や早期故障につながる可能性があります。一般に、フルコンプリメントベアリングの場合、ベアリングの中心線に対するシャフトの傾きは、0.0010 インチあたり 0.0015 インチを超えてはなりません。ケージベアリングの場合、ベアリングの中心線に対するシャフトの傾きは、XNUMX インチあたり XNUMX インチを超えてはなりません。ベアリングが短いほど、傾きに対する耐性が高くなります。

ベアリングシート: シェル型ニードルローラーベアリングを正常に動作させるには、適切な外殻サイズと真円度を確保するために正しく取り付ける必要があります。通常は、基本的な工具と手動プレスを使用してベアリングを所定の位置に押し込むだけで十分です。軸方向の位置決め機能は通常不要です。シェルが鋼または高品質の鉄でできている場合、その断面はベアリング断面の 11 ~ 2 倍と小さくなります。軽合金シェルの場合、同様の断面で十分ですが、適切なベアリングのサイズと真円度を確保するには、適切に小さいシェル穴サイズを選択することが重要です。ヘビーデューティーニードルローラーベアリングは、荷重がベアリングシートに対して静止している場合は、クリアランスフィットでベアリングシートに取り付けられます。荷重がベアリングシートに対して回転する場合は、タイトなトランジショナルフィットで取り付けられます。フィットに関係なく、ベアリングシートショルダーと保持リングまたはその他の確実な軸方向位置決め方法を使用して、外輪を固定します。

ベアリング材料 - ベアリングケージ ローラーを別々に配置すれば、ベアリングの周囲に均等に荷重を分散できます。また、ベアリングの騒音を減らし、転がり条件を改善し、滑りを防止します。さらに、ローラーが 15 つのコンポーネント内にあります。ニードル ローラー ベアリングでは、ケージの材質としてスチールが最も一般的なものです。動作条件が許せば、プラスチック ケージも使用できます。潤滑と表面処理により、摩擦によって発生する熱が低減します。一部のシェル型ニードル ローラー ベアリングの設計では、ケージを省略し、ローラーをすべて備えています。全座型ベアリングは、最大荷重容量とシェル型ベアリングのコスト効率を兼ね備えています。この設計では、内側に曲がるリップがローラーをベアリング リング内に保持します。テストにより、ケージ付きニードル ローラー ベアリングと全座型ニードル ローラー ベアリングの設計について、次の摩擦係数が判明しています。ケージ付きニードル ローラー ベアリング: 10•4-25、全座型ニードル ローラー ベアリング: 10•4-XNUMX。

シールシール(ある場合)は、ローラー、ケージ、潤滑剤を過酷な環境の汚染物質や湿気から隔離します。シールは、ベアリングが遭遇する可能性のある酸化、高温、化学物質に耐える必要があります。シール付きベアリングには通常、再潤滑用の内輪検査穴が外輪にあります。シールは、シールとベアリングまたはシャフト間の摩擦が最小限に抑えられている場合に最も効果的です。追加の表面処理または潤滑により、この摩擦を減らすことができます。一体型シール付きベアリングは、オープンベアリングと比較して比較的低速で動作します。シールは、通常、アクリロニトリルブタジエンゴム、ポリウレタン、またはフルオロエラストマーで作られています。