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円すいころ軸受か自動調心ころ軸受か?
ころ軸受は、ころの転がり運動を利用して回転部品を支持する転がり軸受です。ローラーベアリングは現代の産業機械に不可欠な部品であり、さまざまな用途で重要な役割を果たしています。ころ軸受は始動トルクが低く、回転精度が高く、選定が容易なため好まれています。ころ軸受の構造には、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受、スラストころ軸受など多くの種類があります。これらは、さまざまな種類の半径方向および軸方向の力に耐えることができ、複雑な設置条件に適応するためのアライメント性能を念頭に置いて設計されています。このブログは、2 つの主要なタイプのころ軸受、円すい軸受と球面軸受の違いを明確にすることを目的としています。それらの違いを理解し、産業用途で情報に基づいた意思決定を行うための建設的な提案を提供します。
円すいころ軸受 内輪と外輪の間に円すいころを配置したものです。円すいころ軸受は、内輪、外輪、ころ、保持器で構成されています。ころと軌道面の接触部の接触線を修正することで応力集中を軽減します。これらはベアリング軸上の共通点に集中し、最適な転がり状態とローラーへの負荷の効果的な分散を保証します。円すいころ軸受は別体の軸受です。ベアリングの内輪と外輪にはテーパ状の軌道が付いています。このタイプの軸受は、ころの列数により単列、複列、四列円すいころ軸受などの構造形式に分けられます。単列円すいころ軸受はラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重を負荷することができます。軸受にラジアル荷重がかかるとアキシアル分力が発生するため、バランスを取るために逆方向のアキシアル力に耐えられる軸受が必要になります。
3月に23、1895、 ジョン・リンカーン・スコットインディアナ州ウィルモットの農家である彼は、「トラック、四輪車、またはその他の車輪付き車両の車軸とハブ」に取り付けることができるローラー ベアリングの発明について米国特許庁に特許を申請しました。 1898 セットの円筒形ローラーで構成され、一方のセットは他方のセットよりも直径が大きく、テーパー シャフト ウインチで機械加工された平面に取り付けられています。 XNUMX 年、ヘンリー ティムケンは円すいころを使用した円すいころ軸受の特許を取得しました。当時、ティムケンはセントルイスの車両メーカーで、XNUMX つの車両スプリングの特許を取得していました。しかし、彼の会社を成功に導いたのは円すいころ軸受の特許でした。
円すいころ軸受のメリット
大きな耐荷重能力：円すいころ軸受は他の軸受と比較して、耐荷重能力が大きくなります。このため、このベアリングは風力発電のギアボックスのベアリングなどの大型機械装置で広く使用されています。
高精度：円すいころ軸受は精度が高く、内輪と外輪の傾斜角度をさまざまな使用条件に応じて設定できることも人気の理由の1つです。
自動調整機能：円すいころ軸受は、内輪と外輪の傾斜角により、機械や装置の不規則な動きに適応し、摩擦や振動による騒音や損失を低減します。
アキシアル荷重とラジアル荷重に対応: 円すいころ軸受は、その設計によってもたらされる、アキシアル (スラスト) 荷重とラジアル荷重の負荷に優れています。テーパーローラーの配置により、多方向の荷重を効果的に管理できます。
良好なシーリング: 円すいころ軸受の内部設計は非常に密封されており、ころと保持器をよりよく保護し、使用中の環境汚染を減らすことができます。
長い耐用年数: 円すいころ軸受は、耐荷重能力が大きく、精度が高く、自動調整が可能で、シール性が良いなどの利点があるため、耐用年数が比較的長く、経済的メリットが高くなります。
円すいころ軸受のデメリット
取り付けの難しさ: 円すいころ軸受の取り付けには、特に組み立ての取り扱いに比較的高い加工コストが必要です。専門的な知識や設備が必要な場合が多く、そうでないと故障が発生しやすくなります。
より高いコスト: 円すいころ軸受は、製造・加工に難しい技術と材料を使用するため、コストが比較的高くなります。
円すいころ軸受の用途
多くの用途では、円すいころ軸受が背中合わせのペアで使用され、どちらの方向にも均等に軸方向の力を支えます。円すいころ軸受のペアは、大きな垂直 (ラジアル) 力と水平 (軸方向) の力の両方に対処する必要がある自動車およびホイール ベアリングに使用されます。円すいころ軸受は通常、耐久性が必要とされる中速の重負荷用途に使用されます。一般的な現実世界のアプリケーションには、農業、建設、鉱山機械、モーションロボット戦闘、車軸システム、ギアボックス、エンジンモーターと減速機、ドライブシャフト、鉄道車軸箱、差動装置、風力タービンなどが含まれます。円すいころ軸受は、円すい軌道（内輪・外輪）と円すいころから構成されるユニットです。複動のアキシアル荷重とラジアル荷重などの合成荷重に適した構造です。ベアリング軸は、摩擦を低減しながら転がりを改善するために、軌道の投影線が共通の位置で組み合わされる場所です。負荷容量は、接触角の増減に基づいて増減できます。角度が大きいほど、接触角は大きくなります。これらは、ラジアル荷重をより適切に処理するためにペアで使用されることが多く、一部の高負荷用途では、単一ユニット内で 2 列または 4 列を組み合わせて使用することもできます。
アプリケーションの制限
速度: 円すいころ軸受は、その設計上、高速用途には適していません。
位置ずれの影響を受けやすい: 位置ずれの問題に敏感であり、慎重な取り付けとメンテナンスが必要です。
取り付けと取り外しの複雑さ: 内部設計のため、これらのベアリングの取り付けと取り外しは他のタイプのベアリングよりも複雑です。
円すいころ軸受は、高精度の重荷重の取り扱いが必要な用途で重要な役割を果たします。ただし、それらのアプリケーションを適切なアプリケーションで確実に使用し、効率と寿命を最大化するには、そのアプリケーションを理解することが重要です。
自動調心ころ軸受とは何ですか?
球面ころ軸受 ローラーが1列になっています。外輪には共通の球面軌道があり、内輪には軸受軸に対してある角度で傾斜した2.5つの軌道があります。この独創的な構造により自動調心性があり、軸と軸受箱の角度や軸の曲がりの影響を受けにくくなっています。取り付け誤差や軸の振れによる角度誤差が発生する場合に最適です。力が加わってシャフトが曲がったり、同軸に取り付けられていない場合でも、ベアリングは正常に使用できます。調心性能はベアリングサイズシリーズにより異なります。一般的に許容される配向角は1～30度であり、耐衝撃性にも優れています。ラジアル荷重に加えて、自動調心ころ軸受は両方向に作用するアキシアル荷重にも耐えることができます。自動調心ころ軸受の内穴には円筒形と円錐形の 1 種類があります。円錐穴のテーパーは12:XNUMXとXNUMX:XNUMXです。この種の円錐内穴ベアリングには、アダプタースリーブまたは取外しスリーブが装備されています。テーパー内穴自動調心ボールベアリングは、シャフトに簡単かつ迅速に組み立てることができます。
自動調心ころ軸受のメリット
自動調心機能：自動調心ころ軸受の優れた特長は、自動調心機能です。これは外輪軌道面の曲率が回転軸と一致しているためです。
位置ずれ許容値：自動調心ころ軸受はある程度の位置ずれを許容し、性能に影響を与えることなくシャフトのたわみと位置合わせの誤差を補正します。
大きな耐荷重能力：自動調心ころ軸受は、他の転がり軸受に比べて耐荷重能力が高く、より高い荷重とアキシアル荷重に耐えることができます。
長い耐用年数：自動調心ころ軸受の内部構造は複雑ですが、荷重を分散し、転がり摩擦を低減し、寿命を延ばすことができます。
強い適応性：自動調心ころ軸受は回転軸や取り付け誤差に適応できるため、さまざまな作業環境や条件に適応できます。
自動調心ころ軸受のデメリット
高いコスト: 自動調心ころ軸受の製造には高度なプロセス装置が必要であり、コストがかかるため、コスト重視の用途では慎重な検討が必要です。
アキシアル荷重によるたわみが生じやすい：自動調心ころ軸受のアキシアル荷重のたわみは、軸受の早期摩耗や故障の原因となります。したがって、問題を回避するには、ベアリングの取り付けとメンテナンスを適切に調整する必要があります。
高速アプリケーションには不向き：自動調心ころ軸受は高速回転すると摩擦や発熱が大きくなり、使用温度が高くなります。これは機械の作業効率に影響を与えるだけでなく、ベアリングの寿命にも影響します。したがって、自動調心ころ玉軸受を選定する際には、実際の使用環境や負荷条件に応じて、軸受が正常に動作するよう適切な仕様・型式を選定する必要があります。
振動と騒音: 自動調心ころ玉軸受の構造は複雑であるため、騒音や振動が機械の通常の動作に影響を与え、軸受の寿命を縮める可能性があります。さらに、振動や騒音も機械のオペレータに影響を与え、危険なまたは不快な動作環境をもたらす可能性があります。自動調心ころ軸受の振動や騒音を低減するには、高品質な軸受の選定と装置の適切な調整・修正が必要です。
エネルギー効率が低い：自動調心ころ軸受は高速回転すると摩擦に打ち勝つために多くのエネルギーを消費します。ベアリングの設計や使用方法に無理があると、エネルギーを無駄に消費するだけでなく、機械の効率低下にもつながります。したがって、自動調心ころ玉軸受のエネルギー効率を向上させるためには、軸受の設計や製造プロセスが合理的であるかどうかを検討し、機械の稼働効率を向上させるための対策を講じる必要があります。
要約すると、自動調心ころ軸受には自動調心性や高い負荷容量などの独自の利点があり、重荷重や位置ずれが起こりやすい用途に最適です。ただし、適切な使用例に確実に選択するには、速度、複雑さ、サイズの制限を考慮する必要があります。
自動調心ころ軸受の用途
採鉱設備: 掘削機、ダンプ トラック、破砕機が受ける極端な荷重や衝撃に耐えることができます。
農業機械: トラクター、ハーベスター、その他の重量農機具は、過酷な環境に対する耐久性と耐性に依存しています。
パルプ精製業者: 繊維材料の効率的な処理には、高い耐荷重性と汚染に対する耐性が不可欠です。
大型産業用ギアボックス: ラジアル荷重とアキシアル荷重の組み合わせを処理する能力は、さまざまな業界のギアボックスの動力伝達にとって重要です。
プーリーシステム: ベルトドライブのズレを調整し、摩耗を防ぎ、効率的な動力伝達を確保します。
円すいころ軸受と自動調心ころ軸受の比較
「円すいころ軸受と自動調心ころ軸受」を理解することは、特定の用途に適した軸受を選択するために重要です。ここでは、いくつかの重要なパラメータに基づいて、これら 2 種類のころ軸受を比較します。
処理負荷
円すいころ軸受: 複合荷重 (ラジアル荷重とアキシアル荷重) の処理に優れています。ローラーのテーパー設計により、ベアリングにかかる負荷が効果的に分散されるため、過酷な用途に最適です。
球面ローラーベアリング: 高いラジアル荷重と中程度の軸方向荷重に対応するように設計されています。ドラム型のローラーにより、さまざまな方向に荷重がかかる用途に適しています。
精度とアライメント
テーパーローラーベアリング: このタイプのベアリングは精度が高いことで知られており、高精度が必要な用途に適しています。ただし、位置ずれの影響を受けやすいため、正確な取り付けが必要です。
球面ローラーベアリング: 自動調心機能を備えているため、シャフトのずれが生じる可能性のある用途でも許容範囲が広がります。この機能により、アライメント エラーによるパフォーマンス低下のリスクが軽減されます。
Applicationスコープ
テーパーローラーベアリング: 自動車のホイールベアリング、トランスミッション、および重い複合荷重がかかるその他の用途に適しています。
自動調心ころ軸受: 鉱山や建設の重機、風力タービン、および位置ずれが発生しやすい用途に適しています。
メンテナンス要件
円すいころ軸受: 寿命と最適な性能を確保するには、設置およびメンテナンス中に慎重な監視と正確な位置合わせが必要です。
自動調心ころ軸受: 調整不良には対処できますが、重い負荷や環境要因によって引き起こされる早期の摩耗を防ぐために、定期的なメンテナンスが依然として重要です。
円すいころ軸受と自動調心ころ軸受、どちらですか?
あらゆる用途に適したベアリングの選択は、いくつかの重要な要素に依存します。
考慮すべき主な要因 | テーパーローラーベアリング | 球面ころ軸受 |
負荷条件 | ギアボックス、アクスルなどの高い複合荷重 (ラジアルおよびアキシャル) に最適です。 | 風車や重機などの中程度のアキシアル荷重を伴う高ラジアル荷重に最適です。 |
コストとメンテナンス | 初期コストは安くなりますが、正確な取り付けが必要となり、メンテナンスの必要性が高くなります。 | 初期コストは高くなりますが、自動調整機能によりメンテナンスの負担は軽減されます。 |
アプリケーション固有 | ベアリングのサイズ/設計については、環境とスペースの制約を考慮してください。 | ベアリングの材質、シーリングのオプションを検討し、特定の耐荷重、速度、サイズについてはメーカーに問い合わせてください。 |
NEW | 要求の厳しい用途についてはベアリングの専門家に相談し、初期コストよりも長期的な信頼性と安全性を優先してください。 | 不明な場合は、重要なアプリケーションに対してより高い耐荷重とミスアライメント耐性を優先してください。 |
ミスアライメント | 位置ずれに非常に敏感で、わずかな位置ずれでも摩耗しやすくなります。 | 設計により多少の位置ずれに対応し、シャフトが動く可能性のある用途でも許容します。 |
適用される荷重がラジアル荷重、アキシャル荷重、または荷重の組み合わせであるかを評価します。重い複合荷重の場合、テーパー ローラー ベアリングが理想的ですが、スフェリカル ローラー ベアリングは、アキシャル荷重を伴う高いラジアル荷重に適しています。ラジアル荷重が高く、位置ずれが発生する重工業用途では、スフェリカル ローラー ベアリングが最適な選択肢となることがよくあります。高い精度が要求され、複合荷重が発生する高速用途には、テーパー ローラー ベアリングが適しています。