ベアリングの完全ガイド

ベアリングの完全ガイド

ベアリングは装置の回転運動や直線運動を実現する精密部品で、可動部間の摩擦を低減し、可動部の速度や効率を高めるために使用されます。 同時に、ベアリングは機械の他の部分を支えるためにさまざまな応力負荷にもさらされます。

XNUMX つの金属部品が機械内で接触すると、多くの摩擦が発生し、やがて材料の摩耗につながります。 ベアリングは、互いに転がる XNUMX つの表面を持つことで摩擦を軽減し、動きを促進します。

ベアリング内の転動体の種類 これらの表面はベアリングの実際の用途によって異なる場合がありますが、一般的にベアリングは、軌道を備えた XNUMX つのリングまたはディスク、ローラーやボールなどの転動体で構成されています。 金属表面および外側金属表面上を転がり、ローラーを保持し、転動体を案内する保持器と。

ホイールと同様に、ベアリングにはシステム内で XNUMX つの重要な機能があります。XNUMX つはコンポーネントが相互に回転できるようにすることで動きを伝達し、もう XNUMX つは滑りや回転によって力を伝達することです。 ベアリングの構造に応じて、ベアリングに作用する荷重はラジアル方向またはアキシャル方向になります。

ベアリング

このガイドの目的は、最も一般的なタイプのベアリング、その設計上の特徴と動作モード、力の処理方法、適切な取り付けとメンテナンスの手順、およびベアリングの故障の原因となる最も一般的な問題について理解していただくことです。

1. 軸受の分類

ベアリングは、設計や動作モード、許容される動きや荷重の方向など、さまざまな基準に従って分類できます。 設計の観点から、ベアリングは次のように分類できます。

すべり軸受 – ブッシングまたはスリーブ ベアリングとも呼ばれるこれらは、最も単純なタイプのベアリングです。 これらは可動部品のない円筒形で、通常は回転またはスライド シャフト アセンブリを備えた機械で使用されます。 すべり軸受は金属またはプラスチックで作ることができ、オイルやグラファイトなどの潤滑剤を使用してシャフトとその回転ボアの間の摩擦を軽減できます。 通常、滑り、回転、振動、往復運動に使用されます。

すべり軸受

ベアリングの転動体の種類

転がり軸受 – これらのベアリングは設計が複雑で、より高い負荷をサポートするために使用されます。これらは、回転レースと固定レースの間に配置されたボールやシリンダーなどの転動体で構成されています。シートリングの相対運動により、摩擦と滑りが少なくなり、転動体が動きます。転がり軸受は、機械部品間で荷重を伝達したり、車輪、車軸、シャフトなどの機械要素を案内したりするために、回転用途に使用されます。低摩擦、高精度を備え、低騒音、低発熱、低エネルギー消費で高速回転が可能です。ベアリングはコスト効率が高く、交換可能であり、国際寸法規格に準拠しています。

転がり軸受

転動体の形状により、玉軸受ところ軸受にさらに分類され、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受、円すいころ軸受、針状ころ軸受、歯車軸受などの種類があります。

流体軸受 – 名前が示すように、これらのベアリングにはベアリング表面の間に流体の層が含まれています。 流体は加圧された液体または気体であり、内側リングと外側リングの間の薄い高速移動層に分散されます。 軸受表面が直接接触していないため、これらのタイプの軸受では滑り摩擦がなくなり、これらのコンポーネントの全体的な摩擦と摩耗が転がり軸受よりもはるかに低くなります。

磁気軸受 – これらのベアリングは磁気浮上を使用して荷重をサポートします。これは、ベアリング内に面接触がないことを意味します。 磁気ベアリングは摩擦と材料の磨耗を排除することで寿命が長くなり、あらゆる種類のベアリングの中で最高速度をサポートできます。 これらのコンポーネントは、多くの場合、石油精製、ガス処理、発電などの産業用途だけでなく、高速光学や真空用途でも最初に選択されます。

最も一般的なタイプのベアリングについては、このガイドの後続の章で詳しく説明しますが、ここではベアリングの分類に進みます。

軸受荷重方向

ベアリングを分類するためのもう XNUMX つの基準は、ベアリングが対応できる荷重の方向です。 この観点から、ベアリングはラジアルベアリング、スラストベアリング、リニアベアリングの XNUMX つのカテゴリに分類されます。

軸受荷重方向

ベアリングとシャフトの間の接触角によってベアリングのタイプが決まります。ラジアルベアリングの接触角は 45° 未満ですが、スラストベアリングの接触角は 45° を超えます。

リニアベアリングは可動部品を直線にガイドします。 これらはリニアガイドとしても知られており、主に円形と四角形の XNUMX つの形状があります。

ラジアルベアリングは、シャフトに垂直にかかる荷重を支えることができます。設計に応じて、一方向または両方向にある程度のアキシアル荷重を負荷することもできます。ラジアルベアリングはシャフトの軸に対して垂直に取り付けられます。プレーンベアリング (ジャーナルベアリングとも呼ばれます) は、一般的に次の用途に使用されます。 ラジアルベアリング。

スラストベアリングはベアリングの軸に平行な荷重を受けるため、シャフトと同じ方向の力(アキシアル荷重)に耐えるように設計されています。

設計に応じて、これらのベアリングは一方向または両方向の純粋なアキシアル荷重、および場合によってはラジアル荷重に耐えることができますが、ラジアルベアリングとは異なり、これらのコンポーネントは非常に高速に耐えることができません。

注: 滑り軸受と転がり軸受の両方がラジアル方向と軸方向の両方に荷重を伝達できることを考慮すると、軸受設計の選択はアプリケーションの要件によって異なります。

2. すべり軸受の設計と用途

前述したように、軸受構造には主にすべり軸受と転がり軸受の XNUMX つのタイプがあります。 これらのカテゴリの最も一般的なサブタイプと、デザイン、素材、用途の点での違いを見てみましょう。

すべり軸受

すべり軸受は単一の軸受面から作られており、回転部分はありません。 設計は、必要な動作の種類とベアリングが耐えなければならない荷重によって異なります。 これらの機械部品は、転がり軸受よりも動作音が静かで、コストが低く、必要なスペースも小さくなります。

一方で、表面間の摩擦が大きいため、機械の消費電力が増加し、潤滑剤に不純物が混入すると損傷しやすくなります。

すべり軸受はさまざまな材料で作ることができますが、耐久性があり、摩耗や摩擦が少なく、高温や腐食に耐性がなければなりません。 通常、座面は少なくとも XNUMX つのコンポーネントで構成され、XNUMX つは柔らかいコンポーネント、もう XNUMX つは硬いコンポーネントです。 一般的な材料には、バビット (金属ハウジングとプラスチック軸受面で構成される二重材料)、鋳鉄、青銅、グラファイトのほか、セラミックやプラスチックなどがあります。

すべり軸受は一般に潤滑を必要としますが、少なくとも理論上は無期限に動作できるため、これらのコンポーネントの故障が重大な結果をもたらすような用途にも使用できます。 例としては、発電所の蒸気タービンなどの大型産業用タービン、重要な用途で動作するコンプレッサー、自動車エンジン、海洋用途などが挙げられます。

すべり軸受 2

すべり軸受の主なタイプに関する限り、構造の観点から XNUMX つの重要なカテゴリがあります。スリーブまたはブッシング、ソリッド ベアリング、および XNUMX ピース すべり軸受です。 すべり軸受の別の分類では、すべり軸受は動圧軸受と静圧軸受に分類されます。

球面滑り軸受

球面滑り軸受は、凸状の外面を有する内輪と、凹状の内面を有する外輪とを備えています。 XNUMX つのリングは互いに嵌合するため、間に転動体は存在しません。 ただし、リングの素材によっては、摩耗を軽減するためにコーティングが施される場合があります。

両輪鋼製ベアリングは両輪の摺動面が硬化しているためメンテナンスが必要です。 これらは、耐摩耗性と耐腐食性を高めるために、二硫化モリブデン、硬質クロム、リン酸塩などの材料でコーティングされています。 再潤滑を容易にするために、これらの軸受には潤滑穴と環状溝が付いています。

自動調心すべり軸受(スチール・オン・スチール) メンテナンスが必要な 交互方向の重荷重、重静荷重、または衝撃荷重がかかる用途に適しています。

メンテナンスフリーの自動調心すべり軸受 再潤滑が難しい機械やコンポーネントなど、メンテナンスフリーの長いベアリング寿命が必要な用途に適しています。 これらのベアリングは通常、スチールと PTFE 複合材、PTFE ファブリック、銅合金などの材料で作られています。 動的荷重に耐える能力はスチール・オン・スチールベアリングよりも高く、使用されている材料により、これらのベアリングは摩擦が低くなります。

球面滑り軸受

材質に応じて、外輪が内輪の周りに押し付けられたり、ねじで固定される半径方向の分割があったりする場合があります。 接触面をクロム、PTFE、またはリン酸塩でコーティングして、耐摩耗性と耐食性を向上させることができます。 一部の設計では、汚染を軽減し、ベアリングの寿命を延ばすためにシールを追加できます。

球面すべり軸受は、シャフトとハウジングの間の整列運動に対応する必要がある用途に使用されます。 重荷重や衝撃に耐えられる場合は、重荷重用球面すべり軸受とも呼ばれます。

ロッドエンド

ロッドエンド 一体型シャンクを備えたアイヘッドで構成され、球面滑り軸受のハウジングとして機能します。 雌ねじは通常、左ねじまたは雌ねじであり、雄ねじは外ねじです。

軸受はハウジング内に固定されているため、芯ずれを生じない球面すべり軸受とは異なり、ロッドエンドにはこの機能がありません。 ただし、設置が非常に簡単で、コンパクトで軽量な設計を提供し、従来のエンクロージャ要素の優れた代替品となります。 制御棒、機構、リンケージで一般的に使用されるロッドエンドは、さまざまな用途に簡単に統合できます。

球面すべり軸受と同様に、ロッドエンドはメンテナンスフリーまたはメンテナンスが必要な場合があります。 スチール対スチールおよびスチール対ブロンズのロッドエンドは耐摩耗性に優れた滑り面を備えていますが、定期的な潤滑が必要です。 重度の交流負荷がかかる用途に適しています。 メンテナンスフリーのロッドエンドの場合、通常、スチールと PTFE の複合材料、またはスチールと PTFE ファブリックなどの材料で作られており、この場合、摩擦ははるかに低くなります。 これらの軸受は、軸受寿命が長く、再潤滑が困難で、荷重方向が一定であることが必要な用途に適しています。

ロッドエンド2

ブッシング

最も一般的なタイプのすべり軸受は、 ブッシングこれは、ベアリング面を提供するためにハウジングに挿入される別個の要素です。形状は円筒形が多く、スリーブ軸受とフランジ軸受が標準構成です。スリーブ ベアリングは内側と外側の表面が真っ直ぐで直径が同じですが、フランジ付きベアリングは一端にフランジがあり、アセンブリ内のコンポーネントの位置を決めたり、場合によっては取り付け穴を覆い、ベアリングを所定の位置に保持したりするために使用されます。

さらに、すべり軸受をライニングすることもでき、その場合、内外面に異なる材料が使用されます。 ブシュは直線運動、揺動運動、回転運動に使用され、ストレートブッシュはラジアル荷重に耐えるのに適しており、フランジ付きブッシュはラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重に耐えることができます。

滑り軸受(ブッシュ含む)は、転がり軸受と異なり、滑りによって機能します。 必要な強度に応じて、その構造は単層または多層にすることができます。 すべり軸受はさまざまな材料で作られており、通常は自己潤滑性があり、その特性によりスムーズな動作と優れた耐久性が保証されます。

ブッシングの最も一般的な材料は、鋳造および機械加工された金属、セラミック、フィラメント巻き複合材料、安定化ポリマー材料、およびこれらの材料の組み合わせです。 潤滑剤としては固体と液体の両方を使用できますが、固体潤滑剤は通常、オイルまたはグリースベースの潤滑剤よりも高温で動作します。 一部の用途では、追加の潤滑を行わないとブッシングが空になります。

ブッシング

袖はソリッド、分割、またはスナップ式の構造にすることができます。 ソリッドブッシュと分割ブッシュ (ラップベアリング) の違いは、後者には取り付けを容易にするために長さに沿って切り欠きがあることです。 スナップ ベアリングは分割ベアリングに似ていますが、部品が接合されるカットアウトにスナップが付いています。

ラップベアリング

通常、リニアブッシュはハウジングに圧入するのではなく、止め輪またはブッシュの外径に成形されたリングを使用して固定されます。 ブッシュをワッシャーと同様に使用する場合、スラストワッシャーと呼ばれます。 ただし、これらには違いがあります。標準のシムやワッシャーとは異なり、スラストワッシャーは荷重に耐える必要があり、時間の経過とともに磨耗してはなりません。

自己潤滑ブッシュ

特殊なブシュは、少量の表面物質の転写により軸受内部に固体潤滑膜を形成した自己潤滑性ブシュです。 これはベアリングの初期ならし期間中に発生しますが、移動する材料の量は十分に少ないため、ベアリングの機能や耐荷重特性には影響しません。

フィルムは機器のすべての可動部品と接触し、潤滑と保護を行うため、ベアリングの寿命を延ばすのに役立ちます。これにより、追加の潤滑油の必要性がなくなり、メンテナンスコストが削減されます。自己潤滑ブッシュは肉厚が薄いため、軽量で耐摩耗性に優れるという利点があります。高荷重に耐えることができ、シンプルな設計なので長期的には経済的です。

ツーピースすべり軸受

フルベアリングと呼ばれる XNUMX ピース プレーン ベアリングは、クランクシャフト ベアリングなど、より大きな直径が必要な産業機械で使用されます。 これらは、異なるメカニズムを使用して所定の位置に保持されるシェルと呼ばれる XNUMX つの部分で構成されます。

シェルが大きくて厚い場合は、ボタン止めまたはダボを使用して位置を決めることができます。 ボタンストップはハウジングにねじ込まれ、ダボで XNUMX つのハウジングを接続します。 別の可能性は、ハウジングのノッチに対してパーティング ラインの端にラグを使用して、取り付け後にハウジングが動かないようにすることです。

転がり軸受は滑り軸受よりも摩擦が低く、潤滑要件も低くなります。 その機能は、シャフト、ホイール、シャフトなどの回転および振動する機械要素をサポートおよびガイドし、アセンブリのさまざまな部品間で荷重を伝達することです。

標準サイズが用意されており、交換が簡単でコスト効率に優れています。 これらのベアリングは、摩擦を最小限に抑え、高い回転速度を可能にすることで、熱とエネルギー消費を削減し、プロセス効率を向上させます。

転がり軸受は通常、内輪と外輪の XNUMX つの軌道で構成され、転動体はボールまたはローラー、転動体を特定の間隔で分離して軌道内の所定の位置に保持する保持器です。 自由に回転できるようにしながら位置を調整します。

転がり軸受

軌道は、装置にかかる荷重を支える軸受の一部です。 ベアリングをアセンブリに取り付けると、ベアリングの内輪がシャフトまたは車軸の周りに嵌め込まれ、外輪がハウジングに嵌め込まれます。

リングは通常、高純度、高硬度の特殊クロム合金鋼で作られ、焼き入れ、研削、研磨が施されます。 特に自動車産業など、軽量化が必要な分野では、ステンレス鋼、セラミック、プラスチック材料も使用できます。 それでも、これらの材料は鋼鉄と同じ温度や荷重に耐えることはできません。

ケージ_回転要素を所定の位置に保持し、回転中に脱落するのを防ぎます。 軸受の設計上、保持器には荷重が直接かかりません。 コンポーネントはさまざまな方法で製造できますが、一般的なタイプには、打ち抜き、成形、機械加工されたケージが含まれます。 材質としては、スチール、プラスチック、真鍮などが一般的に選択されます。

最後に、転動体は XNUMX つの主要なグループに分類され、転がり軸受の基本的なタイプも区別されます。つまり、ボール ベアリングのボール要素とローラー ベアリングのローラーです。 ボールの場合、軌道との接触は特定の点で行われますが、ころの場合、接触面はわずかに大きく直線的になります。

これらの特性により、ボール ベアリングは接触面積が小さく転がり摩擦が低いため、高速が必要な用途に適しています。ただし、ボールベアリングの耐荷重能力には限界があるため、より重い荷重がかかる用途では、ローラーベアリングの方が好ましい場合があります。ころがり軸受は、軌道との接触が大きいため、摩擦が大きくなり、耐荷重能力が向上しますが、速度は低くなります。

ローラーは円筒形、円錐形、球形、または針形のものがあり、ボールと同様に高純度クロム合金鋼で作られています。 場合によっては、セラミックやプラスチックなどの特殊な材料を使用することもできます。

転がり軸受とボール軸受

  • ボールベアリング: ボールベアリングは、リング軌道との接触点を形成するボールで構成されています。 ベアリングにかかる​​負荷が増加すると、ベアリングの接触面積が楕円形になります。 ボールベアリングは接触面積が小さいため、高速に対応できますが、耐荷重能力は設計によって制限されます。

  • 転がり軸受: 転がり軸受では、ころが環状軌道面と接触線を形成します。荷重が増加すると、接触線が長方形になります (図 2 を参照)。接触面積が大きいため、より重い荷重に耐えることができますが、同じサイズのボール ベアリングよりも回転が遅くなります。

軸受部品

内輪と軌道面(A): 内輪はシャフト上の小さなリングです。 外輪軌道(D)に位置します。

  • ころ軸受では、軌道は平らであるか、またはころを所定の位置に保持するフランジが付いた先細になっています。

  • ボールベアリングの外周に溝を切ります。

転動体(B):ベアリングは内輪と外輪の間にボールまたはローラーが固定されているため、自由に回転します。 これらが存在しない場合、レース間の摩擦によりベアリングが急速に損傷する可能性があります。 非対称の転動体はベアリングの性能を低下させるため、ベアリング内のボールとローラーは正確に対称仕様に基づいて製造されています。 回転要素は、回転のスムーズさに影響を与えるため、表面の品質に大きく依存します。 摩擦により熱が発生し、ベアリングの寿命が短くなり、ベアリングの騒音が増加します。

軸受保持器(C): 軸受保持器は、内輪と外輪の間にボールまたはころを保持します。 これにより、ボール/ローラーは自由に回転できますが、ピッチは維持されます。

外輪軌道(D): 軸受は、外輪軌道と、玉またはころが入った内輪軌道(リング)から構成されます。

  • ローラーベアリングでは、外側の軌道は平坦、球面、またはテーパー状で、ローラーを所定の位置に保持するフランジが付いています。

  • ボールベアリングには、ボールを保持するために軌道の内周に沿って溝が刻まれています。

コンプリートベアリング(E): すべての部品が組み立てられると、ベアリングが構成されます。 図 3 (E) に示すように、回転要素が露出する場合があり、これらが適切に機能するには適切な潤滑が必要です。 ベアリングにはシールを取り付けることができ、転動体を環境から保護し、すでに潤滑されています。

ベアリングについて議論するときは、荷重について議論することが重要です。 荷重はベアリングに作用する力です。 負荷がかかったベアリングには力が作用しますが、負荷がかかっていないベアリングには作用しません。 荷重の方向、荷重の種類、荷重条件など、さまざまな荷重係数を考慮する必要があります。

  • ラジアル荷重: ラジアル荷重は、ベアリングの軸に対して直角に作用する荷重です。

  • 軸方向荷重: アキシアル荷重またはスラスト荷重は、ベアリングの軸に沿って作用する荷重です。

  • 複合負荷:合成荷重はラジアル荷重とアキシアル荷重の成分を合成したものです。

ベアリングラジアル荷重

ラジアル荷重

軸受アキシアル荷重

軸方向荷重

軸受合成荷重

複合負荷

負荷の種類

動的荷重: これらは、ベアリングが回転するときにベアリングに作用する回転力です。 これらの負荷はベアリングの摩耗につながります。

静荷重: 継続的に高い、または断続的なピーク負荷。 静荷重下では、ベアリングの材料強度が制限要因となります。
負荷状態

負荷状態

定荷重: 一定の荷重の下では、荷重の方向は変化せず、ベアリングの同じ部分に継続的に荷重がかかります。これは荷重ゾーンとも呼ばれます。

交互ロード: 交互荷重では、隣接する軸受の領域に交互に荷重が加えられたり、荷重が除かれたりします。

これらの特性により、ボール ベアリングは接触面積が小さく転がり摩擦が低いため、高速が必要な用途に適しています。ただし、ボールベアリングの耐荷重能力には限界があるため、より重い荷重がかかる用途では、ローラーベアリングの方が好ましい場合があります。ころがり軸受は、軌道との接触が大きいため、摩擦が大きくなり、耐荷重能力が向上しますが、速度は低くなります。

ローラーは円筒形、円錐形、球形、または針形のものがあり、ボールと同様に高純度クロム合金鋼で作られています。 場合によっては、セラミックやプラスチックなどの特殊な材料を使用することもできます。

ボールベアリング

リングの構成に応じて、 ボールベアリング は 2 つのカテゴリに分類されます。 深溝玉軸受とアンギュラ玉軸受。 どちらもラジアル力とアキシアル力に耐えることができるので、ラジアル玉軸受とスラスト玉軸受に分けられます。

もう XNUMX つの分類基準には、ローリング列の数 (XNUMX つ、XNUMX つ、または XNUMX つ)、およびリング間の分離の有無が含まれます。

これらすべての基準を考慮すると、いくつかのボール ベアリング モデルを区別できます。

  • 単列深溝玉軸受、

  • 単列アンギュラ玉軸受、

  • 複列アンギュラ玉軸受、

  • XNUMX点接触ボールベアリング、

  • 自動調心ボールベアリング、

  • スラストボールベアリングなど

ボール ベアリングは、スケートボードなどの単純な機器から複雑な機械やエンジンに至るまで、さまざまな用途に使用されています。 たとえば、航空宇宙産業では、ベアリングはギアボックス、エンジン、プーリーに使用されています。 これらのベアリングの材質には、鋼だけでなく、窒化ケイ素や炭化チタンコーティングされた440Cステンレス鋼などの特殊セラミックも含まれます。

ボール ベアリングのその他の一般的な用途には、電気モーターと発電機、ポンプとコンプレッサー、ブロワー、ファン、ギアボックスとドライブ、タービン、農業機械、搬送システム、油田機械、ロボット工学、工業用バルブなどが含まれます。

深溝玉軸受

深溝玉軸受の玉は軌道の深い溝によって所定の位置に保持され、ラジアル荷重とアキシアル荷重を負荷することができます。 これらは非常に高速に適しており、摩擦が低く、騒音と振動が最小限に抑えられ、取り付けが簡単で、他のタイプのベアリングに比べてメンテナンスの必要が少なくなります。 玉軸受は最も一般的なタイプの転がり軸受であり、その中で深溝玉軸受が最もよく使用されます。

AUB 設計では、最初に内輪が外輪に対して偏心した位置に配置され、ボールは XNUMX つのリングの間に形成された隙間を通ってベアリングに挿入されます。

リングがベアリング アセンブリ内に均等に配置されると、リングは同心になるため、ケージをベアリングに追加することもできます。 前述したように、ケージの役割は荷重を支えることではなく、動作中にボールを所定の位置に保持することです。

通常、内輪は回転軸に固定され、外輪は軸受箱に取り付けられます。 軸受箱に荷重が作用すると、外輪から玉へ、玉から内輪へ荷重が伝達されます。 深溝玉軸受は高荷重、高速を伴う用途に適しています。

スロットフィル設計では、2 つのリングの間にボールを組み込むことができるため、ベアリングのラジアル荷重容量は Conrad ベアリングよりも高くなります。ただし、これらのコンポーネントの軸方向耐荷重能力はあまり優れていません。

ベアリング深溝コンポーネント

深溝玉軸受は開放軸受として使用でき潤滑が容易ですが、玉にゴミが溜まりやすいという欠点があります。 別の構成は、汚染が中程度の金属シールドおよび/またはシールを備えたベアリングです。 両側にシールドまたはシールが付いているベアリングは生涯にわたって潤滑されているため、メンテナンスはほとんど必要ありません。

シールドまたはシールを備えたベアリングは、カバー付きベアリングとも呼ばれます。 設計は異なる場合がありますが、シールは通常外輪に取り付けられ、非接触シール、低摩擦シール、またはシールドの形式をとることができます。

ブーツは、内輪が回転して外輪に取り付けられ、内輪との間に狭い隙間ができる用途に使用されます。ほこりや汚れの侵入を防ぎ、通常は鋼板で作られています。シールは内輪とのクリアランスが少ないため、通常はブーツよりも効果的です。シールドのような速度以上で走行でき、耐摩耗性を高めるために鋼板で強化された NBR などで作られています。

深溝玉軸受の保持器も構造が異なりますが、一般的な設計としては、鋼板または真鍮シート製のストリップ保持器、真鍮板または鋼製リベット保持器、機械加工された黄色の銅製保持器、または鋼ポリアミド製のスナップフィット保持器などがあります。 66.

結論として、深溝玉軸受は高速および超高速に適した多用途のデバイスであり、堅牢に動作し、メンテナンスがほとんど必要ありません。 ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重に耐えることができ、単列設計では深溝玉軸受が最も広く使用されている軸受タイプです。

アンギュラ玉軸受

アンギュラ玉軸受 また、さまざまな設計があり、単列または複列、ペアまたは 4 点接触ベアリングとして利用できます。その構造により、これらの要素は軸方向および半径方向の力に耐えることができるため、高荷重および高速用途に適しています。

深溝玉軸受とは異なり、アンギュラ軸受は軸方向非対称のレースを使用するため、軸受の使用中にリングと玉の間に接触角が生じます。 これらのベアリングの特徴は、一方または両方のリング (通常は外輪) の肩が他方よりも高いことです。

これらのベアリングは、スラスト荷重がかかると適切に機能します。 接触角は通常 10 ~ 45 度の間で変化し、この角度が増加するにつれて推力容量も増加します。

アンギュラコンタクトベアリングは、シールまたはシールド付きのさまざまな設計スタイルで入手できます。 汚れを防ぐだけでなく、潤滑剤の保持剤としても機能します。 これらのベアリングはステンレス鋼、セラミックハイブリッド、またはプラスチックで作ることができ、クロム、カドミウム、またはその他の材料でメッキすることもできます。 さらに、事前潤滑、再潤滑、または固体潤滑機能を備えることができます。

アンギュラ玉軸受

単列アンギュラ玉軸受

単列アンギュラ玉軸受は一方向のアキシアル荷重のみに耐えることができるため、通常、単列アンギュラ玉軸受は XNUMX つの単列アンギュラ玉軸受を背中合わせ、向かい合わせ、または直列に配置して取り付けられます。 したがって、複数の方向の力に対応できます。 ベアリングはロックリングの助けを借りて所定の位置にロックされ、シャフトに沿った滑りを防ぎます。

背中合わせに:このようにベアリングを取り付けることにより、ラジアル荷重とアキシアル荷重をどの方向にも負荷することができます。 ベアリングの中心と荷重点の間の距離が他の設置方法よりも大きいため、大きな瞬間的および交互の荷重に耐えることができます。

面と向かって: この取り付け順序により、ベアリングはいずれの方向のラジアル荷重とアキシアル荷重にも耐えることができます。 しかし、この取付方法では軸受中心と荷重点との距離が近いため、瞬時力・交番力の能力が低くなります。

タンデム:タンデム取付により、一方向のアキシアル荷重とラジアル荷重を負荷することができます。 シャフトの荷重はXNUMXつのベアリングで支えられるため、大きなアキシアル荷重に耐えることができます。

複列アンギュラ玉軸受

複列アンギュラ玉軸受は、背中合わせに配置された XNUMX つの単列アンギュラ玉軸受に似ていますが、必要な軸方向スペースが少なくなります。 ラジアル荷重とアキシアル荷重に加えて、傾斜モーメントも吸収します。

ベアリング角ダブル

自動調心玉軸受 芯ズレや軸ズレが発生しやすい用途に使用します。外輪軌道を共有する2列の玉があり、内輪は2つのコーナ接触深溝軌道を持っています。ボールは内輪軌道では所定の位置に留まりますが、外輪軌道ではある程度自由に動くことができるため、ベアリングとシャフトの位置がずれていても動作することができます。ただし、高負荷の用途には適していません。

自動調心玉軸受 1

スラストボールベアリング

スラストボールベアリング アキシアル荷重を吸収するために使用されます。 単一方向と双方向の XNUMX つの主要な設計から選択できます。

  • ワンウェイスラストボールベアリング XNUMX つのリング (シャフトおよびハウジングワッシャーと呼ばれる) とボールおよびケージアセンブリで構成されます。 内輪、外輪、または両方の軌道上のフランジの位置に応じて、一方向のアキシアル荷重のみを受けることができます。

  • 両方向スラストボールベアリング XNUMX つのワッシャーと XNUMX つのボールとケージのアセンブリで構成されます。 シャフトワッシャーはボールとケージのアセンブリを分離します。 これらのベアリングは、ラジアル荷重ではなく、アキシアル荷重に対して設計されています。 両方向のアキシアル荷重に耐えることができます。

スラスト玉軸受1

ころ軸受

ころ軸受は転動体の形状によりいくつかの種類に分けられます。 ころ軸受の主なカテゴリは、円筒軸受、針状ころ軸受、円すい軸受、自動調心ころ軸受です。

円筒ころ軸受 重いラジアル荷重と中程度のスラスト荷重に耐えられるように設計されており、応力集中を軽減するように設計された円筒ころが含まれています。

ころは軌道面と線接触しており、通常は鋼製です。 ポリアミドや真鍮などの材料も保持器付き円筒ころ軸受に使用できます。

これらのタイプの軸受は、低摩擦で長寿命、低騒音、低発熱であり、高速を伴う用途に使用できます。 円筒ころ軸受にはさまざまな形式があり、名前はメーカーによって異なります。

これらの軸受はころの列数によって分類されます。 この観点から、これらの機械部品は単列円筒ころ軸受、複列円筒ころ軸受、および四列円筒ころ軸受に分類されます。 単列モデルは全モデル内輪と外輪が分離できており、ころ付き内輪と保持器Ass'yを外輪と独立して取り付けることができます。

円筒ころ軸受 4

設計に応じて、リングはリブ付きまたはリブなしで、互いに対して軸方向に移動できます。 ケージのないモデルもあります。その場合は、より高い負荷に対応するための完全なローラーが装備されていますが、速度は低くなります。

円筒ころ軸受は、石油生産、発電、鉱山、建設機械、ギアとドライブ、電気モーター、送風機、ファン、ポンプ、工作機械、圧延機などの業界で一般的に使用されています。

球面ころ軸受 低速から中速の用途に適しており、重い負荷にも対応できます。自動調心機能があるため、位置ずれが激しい用途、振動や衝撃、汚染された環境で使用されます。

これらのベアリングは通常、合金鋼、真鍮、ポリアミド、または軟鋼で作られており、クロムメッキバージョンも入手できます。

内輪の穴で支持される回転軸は、外輪に対して位置がずれている場合があります。この特殊性は、外輪の球面内部形状と、実際には球面ではないローラの形状のおかげで可能になります。円筒形。

これらのベアリングは頑丈で、大きなラジアル荷重に耐えられるように設計されており、長寿命と低摩擦を実現します。 これらは、ギアボックス、ポンプ、機械ファンおよび送風機、風力タービン、海洋推進装置、海洋掘削、鉱山および建設機械などの用途で一般的に使用されています。

これらの軸受の設計に関しては、軸受軸に対してある角度で傾斜した XNUMX つの軌道を備えた内輪、保持器、および共通の球面軌道を備えた外輪が備えられています。 自動調心ころは XNUMX 列に配置されることが多く、この設計によりベアリングは非常に大きなラジアル荷重とアキシアル荷重に耐えることができます。

超クリーンな 52100 クロム鋼ベアリング

自動調心ころ軸受は他の軸受よりも低い温度で動作でき、寸法が標準化されており、これらの装置の国際標準は ISO 15:1998 です。 一般的なシリーズは 21300、22200、22300、23000、23100、23200 などです。

球面ベアリングにはシールが付いており、潤滑された状態で納品されます。 この設計により、グリースを削減し、汚れ、ほこり、その他の汚染物質の侵入を防ぎ、メンテナンスを簡素化し、ベアリングの寿命を延ばします。

自動調心ころ軸受と同様に、 スラスト自動調心ころ軸受 角度ずれと低摩擦回転を許容するように設計されており、ラジアル荷重および一方向の大きなアキシアル荷重に適しています。

この軸受は、内輪に相当する軸輪、外輪に相当する軌道、非対称ころおよび保持器で構成されています。 外形寸法は標準 ISP 104:2002 によって標準化されており、最も一般的なシリーズには 292、293、294 があります。

自動調心ころ軸受と同様に、スラスト軸受はクロム鋼、真鍮​​、鋼板などのさまざまな材料で作ることができます。これらの軸受は中速用途で使用され、一般的な用途には水力タービン、ギアボックス、クレーン、船舶推進機、海洋などがあります。掘削、射出成形押出機、紙パルプ処理装置など。

球面ころスラスト軸受

In 針状ころ軸受、転動体は針のような形をした薄い円筒です。ころの長さが直径の数倍であるこの特別な設計は、他の種類のベアリングと比べて際立っているだけでなく、針状ころベアリングに大きな耐荷重能力を与えます。

ニードルベアリングは、アセンブリ内の回転面の摩擦を軽減するために使用され、断面高さが小さく、他のベアリングよりも薄く、シャフトと周囲のコンポーネントとの間のクリアランスが少なくて済みます。

より高い剛性とより低い慣性力を備えたこれらのベアリングは、振動運動を伴う用途に最適であり、過酷な条件でも優れた性能を発揮します。 また、機械設計のサイズと重量の削減にも役立ち、すべり軸受の代替品として使用できます。

針状ころ軸受は、ころ軸受ファミリーの中で最小かつ最軽量であり、自動車産業のコンプレッサー、トランスミッション、ロッカー アーム ピボット、ポンプなどのコンポーネントに広く使用されています。 これらのベアリングは、農業用途や建設機械、携帯用電動工具、家庭用電化製品にも一般的に使用されています。

針状ころ軸受は荷重の方向によりラジアル軸受とスラスト軸受に分類されます。 スラスト軸受にはスラスト針状ころ軸受が含まれ、ラジアル軸受にはシェル形カップ軸受、固体針状ころ軸受、ラジアル保持器針状ころ、トラックローラ、重機械加工針状ころ軸受、およびラジアル軸受とスラスト軸受の組み合わせが含まれます。

ニードルローラーベアリング
  • 中実針状ころ軸受 外輪には強力な一体型リブがあり、ローラーを所定の位置に保持し、高い動作速度を確保します。 リングは熱処理され、高い衝撃荷重に耐えられるよう精密研磨されています。 保持器には耐摩耗性と剛性を高める処理も施されており、必要に応じて、ローラーのエッジにかかる負荷を軽減するためにハンプを適用することもできます。 外輪には潤滑油の交換が容易な穴または溝があり、軸受の寿命が長くなります。

  • ラジアル保持器針状ころ または、針状ころと保持器のアセンブリには内輪や外輪がなく、保持器によって所定の位置に保持される XNUMX セットの針状ころだけを使用して設計されています。 このケージは転動体を内側と外側に保持し、高速でもローラーの最大の強度と正確なガイドを保証します。

ラジアル保持器の針状ころ部は、断面が小さく負荷能力が高く、良好な潤滑状態を作り出す設計になっています。 ケージはスチールまたはグラスファイバーで強化されたポリマー材料で作ることができ、必要に応じてローラーの端にリッジを付けて、端での応力集中を防ぐことができます。 一般的な用途には、遊星歯車、アイドラー、コネクティング ロッドなどがあります。

  • ドローカップニードルローラーベアリング 保持器バージョンと総ころバージョンがあり、どちらも外輪が合金鋼板製です。 ハウジングはカップ状に精密に絞り加工され、プレスにより表面硬化され、ローラーとの線接触を確実にします。 この構造により、ベアリングに高い耐荷重能力が与えられ、また、ハウジングの追加の機械加工が必要ないため、経済的なソリューションになります。

シェル型針状ころ軸受は高さが低いため、コンパクトで軽量な機械設計に適しています。外輪の湾曲部分はころを所定の位置に保持し、塵や埃が軸受に侵入するのを防ぎ、軸受の潤滑も良好にします。この設計のもう 1 つの利点は、シャフトの剛性とサイズが適切であれば、ベアリングに内輪が必要ないため、ラジアル方向のスペースが節約できることです。

総ころ形シェル形針状ころ軸受は、同等の外径を持つ玉軸受やころ軸受と同等以上の荷重を負荷することができ、静止、低速回転、振動条件に適しています。 ローラーの長さが可能な限り長いため、低デュロメーターのハウジングで使用でき、組み立て前にローラーにグリースを塗布すると最大の耐荷重が得られます。

シェル形保持器軸受の場合、総ころ軸受よりも剛性は低いものの耐荷重能力が低いハウジングにも使用できます。 それにもかかわらず、高速およびシャフトのミスアライメントの用途には依然として非常に適しています。 保持器の表面を硬化させることにより、耐摩耗性と剛性が向上し、摩擦トルクが低減されます。

保持器により潤滑剤を保管するための余分なスペースが確保されるため、これらの針状ころ軸受はスムーズに動作し、グリース寿命が長くなります。 シェル形針状ころ軸受の一般的な用途には、ギア ポンプ、一般的なギアボックス シャフト サポート、ガイド ベアリング、プーリー サポートなどがあります。

  • トラックローラー トラック上を直接走行する厚肉の外輪を備えており、変形、衝撃、曲げ応力を最小限に抑えながら高荷重に耐えます。 これらはマシンレール、マストローラー、およびカムフォロアとしても知られるカムフォロアで一般的に使用されます。

外輪は通常、変形しにくく、潤滑穴のある高炭素クロム鋼で作られています。 必要に応じて、エッジでの過負荷を防ぐためにローラーにリッジを適用することができます。 さらに、抗力を高めるためにスラストワッシャーを設計に組み込むこともできます。

これらの針状ころ軸受は、さまざまな取り付け配置に対応する XNUMX つの主な設計で利用できます。XNUMX つはストラドルまたはクレビス取り付け用のヨーク タイプ、もう XNUMX つはカンチレバー取り付け用の一体型スタッド タイプです。 スタッドタイプ軸受は、リップ接触シールおよびブーツの有無にかかわらず使用でき、ヨークタイプ軸受は、ラジアル針状ころおよび保持器アセンブリ、または総ころ円筒ころまたは針状ころとともに使用できます。

スラスト針状ころ軸受 保持器によって保持された針状ころのセットで構成されます。断面が小さく、保持器は 2 枚の鋼板から正確にプレス加工されており、ローラーを正確にガイドし、装置の剛性と耐摩耗性を高めます。これらのベアリングは、摩擦を低減しながら、2 つの回転物体間のスラスト荷重を伝達します。

ラジアル軸受とスラスト軸受の組み合わせは、スラスト玉軸受またはころ軸受とラジアルニードル軸受で構成されます。 これらの一部はシェルドカップベアリングに似ていますが、スラストベアリングが追加されています。 これらのユニットは、限られたスペースでの高速および高アキシアル荷重に耐えるように設計されており、優れた荷重容量と摩擦特性が必要な場合に通常のスラストワッシャーを置き換えることができます。 一般的な用途はオートマチック トランスミッションです。

スラスト針状ころ軸受

円すいころ軸受 内輪または内輪、外輪または外輪、保持器および荷重を均等に分散するような輪郭をもつころで構成されています。これらのベアリングは、コーン上のリブによってガイドされる円すいころを使用しており、一方向の高いラジアル荷重とアキシアル荷重に耐えることができます。

内輪、外輪の軌道は円錐形で、ころはテーパ状になっています。 この設計により、コーンは同軸上に移動し、軌道ところの外径の間に滑りがありません。 円すいころ軸受はその形状により、自動調心玉軸受よりも高い荷重に耐えることができます。

ころを安定させる内輪つばにより、ころの飛び出しを防止します。 内輪、ころ、保持器は分離不可能な円錐形のアセンブリを形成し、外輪はカップ状で分離可能です。 内輪組と外輪は独立して取り付けることができ、対向するXNUMXつの軸受の場合、それらの軸方向距離を調整することで適切な内部すきまが得られます。

円すいころ軸受は、接触角の違いにより、直角、中角、急角のXNUMX種類に分けられます。 さらに、行数に応じて次のように分類できます。

  • 単列円すいころ軸受 外輪と内輪アセンブリを備えています。 このカテゴリには、TS シリーズおよび TSF シリーズ (XNUMX 列フランジ付き外輪) が含まれます。

  • 複列円すいころ軸受 ダブルカップ (外輪) と XNUMX つの単一円すいころアセンブリ (内輪) を使用します。 TDOシリーズはここに含まれます。

  • 複列円すいころ軸受、二重内輪アセンブリ(二重内輪)と XNUMX つの 外輪(外輪)。 これには、TDI および TDIT シリーズが含まれます。

  • 四列円すいころ軸受XNUMX つの TDI 内輪、XNUMX つの TS 外輪、外輪または内輪スペーサを備えた TDO 外輪など、XNUMX つの部品と単一の部品を組み合わせて使用​​します。 TQOシリーズはこちらに含まれます。

円すいころ軸受 2
複列円すいころ軸受
四列円すいころ軸受

単列ベアリングはスラスト荷重容量が大きく、複列ベアリングはラジアル荷重容量が大きく、両方向のスラスト荷重に耐えることができます。 標準のケージは、高負荷および高速度向けのピン設計です。 打抜き保持器が一般的に使用されます。 多くの用途では、これらのベアリングはどちらかの方向の軸方向の力をサポートするために背中合わせに使用されます。

さらに、円すいころ軸受はメートル系シリーズでもご利用いただけます。

  • メートル法単列円すいころ軸受 ISO 355:2007に準拠。 これらは、電力産業、石油とガス、風力エネルギー、食品と飲料、または紙パルプ産業の用途で使用されるギアボックス、ポンプ、コンベヤーに適しています。 さらに、建設、自動車、鉱業のドライブトレイン、ギアドライブ、アクスルにも使用されています。

  • メートル系複列円すいころ軸受 個別に適合するスペーサーを備えた XNUMX つの単列ベアリングで構成されます。 これらは、高い負荷容量が必要な用途や、両方向に特定のクリアランスまたは予圧をかけてシャフトを軸方向に配置する必要がある用途に使用されます。 外輪間座には潤滑穴が付いています。 これらのベアリングは、ギアドライブやトランスミッション、石炭ハンドラーやクレーンなどの用途に適しています。

テーパーローラーベアリングの一般的な用途には、自動車およびホイールベアリング、農業、建設および鉱山機械、ギアボックス、エンジンモーターおよび減速機、風力タービン、アクスルシステム、ドライブシャフトなどがあります。

特別なベアリングの指定

さまざまなベアリングの設計と設計の特徴を識別するために、さまざまなコードと指定が存在します。 これらのコードと指定には、テーパ穴付きベアリングの指定 (SKF ベアリングでは文字 K で指定)、通常文字 E を使用する強化ベアリングの指定、および が含まれます。 残念ながら、すべてのメーカーが同じ接尾辞や設計機能を使用しているわけではありません。

世界中でほぼ同じである領域の XNUMX つは、ベアリングのフランジ位置の指定が異なることです。 これらのフランジは、ベアリングにかかる​​ラジアル荷重に耐えられるように設計されています。

NU: これらの軸受は、外輪軌道に XNUMX つの機械加工されたフランジがありますが、内輪軌道にはフランジがありません。 外輪軌道には転動体と保持器が組み込まれています。 内輪軌道にはつばがないため、スラスト荷重には耐えられません。

N: このタイプの軸受の内輪には XNUMX つのつばがあり、外輪にはつばがなく、内輪にはころと保持器が付いています。 この軸受の外輪軌道にはつばがないため、スラスト荷重には耐えられません。

NJ:内輪軌道面の片側にXNUMX個の削り出しフランジ、外輪軌道面にXNUMX個のフランジを備えています。 ころと保持器のアセンブリは外輪軌道にあります。 内輪軌道に一体のフランジが付いているため、この軸受はアキシアル荷重と限られたスラスト荷重に耐えることができます。

NUP: このタイプのベアリングは NJ タイプのベアリングに似ていますが、スラスト リングと呼ばれることが多い独特の軌道を持っています。 内輪軌道のフランジ反側にスラストリングを設け、両方向のアキシアル荷重を受けることができます。 スラストリングは片側が軸受から突出しているため、内輪軌道径は外輪軌道径より若干大きくなっています。

転がり軸受の選択基準

以下は 転がり軸受 応募時に考慮すべき選択基準:

利用可能なスペース: ベアリングの内径は主要な寸法の XNUMX つであり、通常は機械の設計とシャフトの直径によって決まります。 小径シャフトにはあらゆるタイプのボールベアリングを取り付けることができます。 深溝玉軸受以外に針状ころ軸受も使用できます。 大径シャフト用の軸受には、円筒玉軸受、テーパ玉軸受、球面玉軸受、深溝玉軸受などがあります。 半径方向のスペースが限られている場合は、薄肉ベアリングが推奨されます。

負荷:ベアリングのサイズは通常、荷重の大きさによって決まります。一般に、ころ軸受は同様のサイズの玉軸受よりも重い荷重に耐えられ、完全な転動体を備えた軸受はケージ軸受よりも重い荷重を支えることができます。通常、ボール ベアリングは軽度から中程度の荷重に対応できます。ローラー付きベアリングは通常、ベアリングが重い荷重を支える必要がある場合、またはシャフトの直径が大きい場合に適した選択肢です。

ミスアライメント: ミスアライメントは、負荷によるシャフトの曲がり、ベアリング ハウジングが同じ高さに加工されていない、またはベアリングの間隔が広すぎることが原因で発生します。 深溝玉軸受は、円筒ころ軸受と同様、応力がかからない限り、いかなる位置ずれも、あるいはわずかな位置ずれも許容できません。 自動調心ころ軸受やスラスト自動調心ころ軸受などの自動調心軸受は、位置ずれを調整し、加工誤差や取り付け誤差によって引き起こされる初期の位置ずれを補償できます。

精度: 高い回転精度が要求される構成や非常に高速な速度が要求される用途では、より高い精度のベアリングが必要です。 これは医療や航空宇宙用途でよくあることです。 高精度ベアリングは通常、深溝玉軸受またはアンギュラコンタクト軸受の規格に従って製造されますが、公差は標準の軸受よりもはるかに厳しくなります。

速度:転がり軸受の速度は許容使用温度によって制限されます。 高速運転には、低摩擦で内部発熱の少ない軸受が最適です。 その設計上、スラストベアリングはラジアルベアリングほどの速度に耐えることができません。

静かな動作:家電製品や事務機器用の小型電動モーターなど、用途によっては動作時に発生するノイズが軸受の選定に影響を与える場合があります。真鍮製保持器を備えた特別なタイプの深溝玉軸受が、これらの用途向けに製造されています。これらの軸受は軌道の間に空間があるため、潤滑剤が軸受内部に配置され、騒音レベルが低減されます。

剛性: 転がり軸受の剛性は、荷重を受けたときの弾性変形の大きさによって決まります。 通常、変形は小さいため、通常は無視できます。 メインシャフトベアリング配列またはピニオンベアリング配列の剛性は重要です。 転動体と軌道面との接触状態により、ころ軸受は玉軸受よりも剛性が高くなります。 ただし、この変形は潤滑剤として機能します。

取り付けと取り外し: 円筒穴を備えたベアリングが分離可能な設計である場合、特に両方のリングがしまりばめを必要とする場合、効率的に取り付けおよび取り外しができます。頻繁に取り付けと取り外しが必要な場合は、各軸受リングを独立して取り付けることができる分離型軸受を使用するのが最適です。テーパー穴を備えたベアリングは、アダプターまたは取外しスリーブを使用して、円筒ハウジングまたはテーパージャーナルに簡単に取り付けることができます。

4. ベアリングの潤滑とメンテナンス

適切 インストール 調整は、潤滑剤と同様に、ベアリングの性能と寿命に重要な役割を果たします。ほとんどの場合、ベアリングの故障は不適切な取り付けや製造上の欠陥によるものではなく、潤滑剤の不足、不適切な選択、または潤滑剤の汚染が原因です。

潤滑剤オイルであろうとグリースであろうと、ベアリングアセンブリの可動部品間に分配して分離し、摩擦を軽減し、摩耗を防ぎます。動作条件と選択した潤滑剤に応じて、ベアリング要素上に保護膜が形成され、摩擦熱を放散し、ベアリングを劣化から保護し、湿気、腐食、汚染から保護します。

適切に選択された潤滑剤は、上記の目標をすべて達成するために適切な添加剤と粘度を備えています。 最も一般的な潤滑剤はオイルとグリースで、塗布速度とベアリングにかかる​​負荷の量に応じてどちらか一方が使用されます。

オイルの場合、最も重要な特性は粘度であり、適切な製品は温度と塗布速度によって異なります。 粘度が不足したオイルを使用すると、両回転面が接触して摩耗が発生するだけでなく、接触熱が発生して軸受部品の劣化が急速に進みます。

最も一般的なベアリングオイルは、石油ベースのオイルと、シリコーン、フッ素化化合物、ジエステル、PAO などの合成オイルです。 オイルはベアリングから熱を取り除くことができるため、より高速な機能とより高い動作温度を備えたベアリングに選択されることがよくあります。 ミニチュアベアリングなど、場合によっては、油ベースの潤滑剤をベアリングの寿命中に XNUMX 回塗布するだけで済みます。 より大きなベアリングを使用するアセンブリでは、定期的な機械メンテナンス サイクルの一環として再潤滑が必要になる場合があります。

グリースベースの潤滑剤の場合、最も重要な特性は、基油の温度範囲、浸透レベル、剛性および粘度です。 グリースは、油ベースに増粘剤が添加されたもので構成されており、最も一般的なものは有機および無機化合物、およびナトリウム、アルミニウム、カルシウム、リチウムなどの金属石鹸です。 潤滑剤の性能を高めるために、酸化防止、腐食防止、摩耗防止の特性を持つ添加剤を添加することもできます。

あるいは、固体の非流体フィルムをコーティングのようにベアリング要素に適用して、摩擦を軽減し、摩耗を防ぐこともできます。これらのフィルムは、オイルやグリースが耐えられない特殊な場合に使用され、グラファイト、銀、PTFE、または金のフィルムなどのオプションが含まれます。たとえば、極端な温度や放射線にさらされる用途では、オイルまたはグリースベースの潤滑剤では十分な保護ができない可能性があるため、固体膜などの耐久性のある潤滑剤が必要になる場合があります。

ほとんどの場合、ベアリングの潤滑にはグリースが適しています。オイルよりもコスト効率が高く、グリースは軸受アセンブリ内に保持されやすく、塗布も簡単です。ただし、オイルを循環させて除熱を必要とする用途や、潤滑油を必要とする変速機などには適しません。

また、動作条件によってベアリングにグリースをあまりにも短い間隔で再潤滑する必要があり、時間がかかりすぎて費用がかかる場合、またはグリースの除去または洗浄に費用がかかりすぎて取り扱いが困難になる場合には、潤滑油を選択するのが最善です。

ベアリングの潤滑レベルと再潤滑

潤滑剤を選択した後、重要な点は、正しい量をベアリングに塗布することです。 潤滑剤を多量に使用すると、過熱やベアリングの損傷が発生する可能性があります。 アプリケーションの速度、負荷、騒音レベルはすべて、使用する潤滑剤の量によって影響されます。

選択したベアリングと潤滑剤の種類、および用途に応じて、メーカーはパーセンテージで表すさまざまなレベルの潤滑を推奨する場合があります。 潤滑剤はベアリングの内部とハウジングの自由空間に入ります。 このスペースは、ベアリングの接触領域から熱を放散させるため重要です。そのため、グリースを追加しすぎると、過熱やベアリングの早期故障が発生する可能性があります。

このため、一般的な推奨事項は、ベアリング内部の空きスペースの 20 ~ 40% を埋めることです。高速、低トルクの用途には通常、より小さい割合が指定され、低速、高負荷の用途には通常、より高い割合が指定されます。 ハウジングの場合、低速で汚染のリスクが高い用​​途であれば、空きスペースの 70% ~ 100% を埋めることも許容されます。

初期充填レベルは、選択した再潤滑方法にも影響されることに注意してください。 ベアリングの再潤滑の一般的な方法は、手動再潤滑、自動および継続的再潤滑です。

  • 手動再潤滑 中断のない操作に便利です。

  • 自動再潤滑 潤滑の過剰および不足を回避し、通常、複数の箇所またはアクセスが困難な場所に潤滑する必要があるコンポーネントに使用されます。 また、メンテナンス担当者なしで機器をリモートで操作する場合の最初の選択肢です。

  • 継続的な潤滑 汚染の悪影響により再潤滑間隔が短すぎる用途に使用されます。 この場合、ハウジングの初期充填率は、動作条件に応じて 70% ~ 100% になります。

ベアリングのメンテナンスのヒント

ベアリングを適切に取り扱い、メンテナンスすると、ベアリングの寿命が延び、性能が最適化されます。 この基本的なチェックリストを使用して、メンテナンスの時間、労力、コストを削減します。

ベアリングの取り扱い: 表面に傷を付けないように、ベアリングは慎重に扱ってください。 常に清潔で乾いた手で扱うか、清潔なキャンバス手袋を使用してください。 油がついた手や濡れた手でベアリングに触れないでください。すぐに汚れが付着します。

ベアリングの保管: ベアリングを耐油紙で包み、涼しく、清潔で、湿度が低く、ほこりや振動、衝撃のない環境に保管してください。 ベアリングを扱った後は、汚染を避けるために、清潔で乾燥した表面にベアリングを置きます。 ベアリングを取り付けるときまでは元のパッケージから取り出さず、立てずに平らな状態で保管してください。

ベアリングの洗浄: 常に汚染されていない溶剤またはフラッシングオイルを使用し、脱脂綿や汚れた布でベアリングを拭くことは避けてください。 使用済みベアリングの洗浄と最終的なフラッシングには別の容器を使用してください。

ベアリングの取り付け: ベアリングを取り付けるには、適切な技術と工具を使用してください。 ベアリングの故障の約 16% は不適切な取り付けが原因であるため、取り付けが緩すぎたり、きつすぎたりしないように注意してください。 取り付ける前に、すべての部品がきれいで損傷していないか、潤滑剤が正しく選択されているかどうかを確認してください。 ベアリングがパッケージから直接届いた場合は、取り付ける前にベアリングを洗浄しないでください。

損傷や部品の位置ずれの原因となる可能性があるため、ベアリングやその外輪にハンマーで叩いたり、直接力を加えたりしないでください。中小型ベアリングの場合は、通常、冷間取り付けまたは機械的取り付けが推奨されます。通常、熱による取り付けは比較的大きなベアリングに適していますが、非常に大きなベアリングには油圧による取り付けが推奨される場合があります。

適切なツールを使用する: ベアリングの取り付けと取り外しには、ベアリングプーラー、組み立てツールキット、オイラーツール、誘導ヒーター、油圧ナットなどの専用ツールが用意されています。 すべては適切なフィット感とスムーズなフィット感を確保し、ベアリング損傷のリスクを最小限に抑えるためにカスタムメイドされています。

ベアリングをチェックしてください:軸受の故障を防ぐため、運転中および運転後の点検が必要です。 オンザフライ検査で温度、騒音、振動をチェックし、潤滑剤をチェックして交換または補充が必要かどうかを判断します。 走行後、ベアリングとその構成部品に変化がないか確認してください。 このガイドの最終章では、ベアリング故障の一般的な原因とその解決策について説明します。

ベアリングは通常、転がり疲労寿命が終わるまで使用できますが、不適切な組み立て、設置、潤滑、取り扱いにより早期に故障する可能性もあります。 主な故障モードとその副次的な原因は ISO 15243 規格に記載されており、転動体の接触面やベアリングのその他の機能面への目に見える損傷に基づいています。

これらの障害モードには次のようなものがあります。

  • 疲労。表面誘発性または表面下誘発性の可能性があります。

  • 摩耗(摩耗および凝着摩耗を含む)

  • 湿分腐食およびフレッチング腐食を含む腐食(副次的原因はフレッチングコロージョンおよび疑似ブリネリング)

  • 過剰な電圧や漏れ電流を含むガルバニック腐食

  • 過負荷、破片の圧痕、およびハンドリング時の圧痕を含む塑性変形

  • 破壊と亀裂(強制破壊、疲労破壊、熱亀裂を含む)

疲労 転動体と軌道面との接触面に繰り返し応力がかかることにより発生し、材料組織の変化を引き起こします。 これは剥離または剥離として現れ、主に表面によって引き起こされます。このタイプの損傷の原因は通常、潤滑が不十分であることです。 表面下に起因する疲労はまれで、長時間の運転後に発生します。 このような損傷を防ぐために、グリースの種類や状態、シールや荷重の状態を確認し、必要に応じて調整してください。

着る 微細な異物がベアリングアセンブリ内に侵入すると発生します。 このような物質には、研削や機械加工で発生した砂や金属微粒子、さらには歯車の磨耗から発生した金属粒子などがあります。 これらの異物は内部すきまや位置ずれの原因となり、軸受の寿命を低下させる可能性があります。 この種の損傷を防ぐ解決策は、ベアリング アセンブリにシールを追加するか、ポリマー ケージを備えたベアリング ユニットを使用することです。 また、グリスの種類を変えると改善する場合があります。

腐食 ベアリングユニット内に水や腐食剤が大量に侵入すると発生します。 これが起こると、潤滑剤は適切な保護を提供できなくなり、錆が発生します。 摩擦腐食は、特定の条件下で軸受表面間に微小な動きがあった場合、たとえば軸受リングとシャフトの間に動きがあった場合に発生します。 これにより、小さな粒子が表面から剥がれます。 酸素にさらされると粒子が酸化し、ベアリングの損傷につながります。

電食 ベアリングに電流が流れると表示されます。 これは、アース帰還装置が適切に機能していないか、溶接時にアース接続が不適切であることが原因である可能性があります。

塑性変形 静荷重や衝撃荷重による過負荷、破片や不適切な取り扱いによる圧痕など、さまざまな要因によって発生する可能性があります。 不適切な取り付け、転動体、保持器またはリングへの衝撃、軸受キャビティへの異物の侵入はすべて、塑性変形を引き起こす可能性があります。

割れやひび割れ この問題は、不適切な取り付けや取り扱いの結果、またはベアリングのサイズや容量が用途に対して適切でないために、ベアリングに過剰な負荷がかかった場合に発生する可能性があります。 このタイプの損傷は、滑り運動によって高い摩擦熱が生じると内輪または外輪に発生する熱亀裂として現れることもあります。

以下の表は、損傷したベアリングで観察される最も一般的な状態のいくつかと、これらの種類の損傷の潜在的な原因と解決策を示しています。

観察された状況失敗の潜在的な原因Solution
軌道面の剥離過度の負荷、シャフトやハウジングの精度不良、取り付け不良、異物の侵入などによりフレーキングが発生する場合があります。負荷が重すぎる場合は、より大きな容量のベアリングを使用してください。 必要に応じて、より粘度の高いオイルを使用するか、潤滑システムを改善して保護膜を形成してください。
転動面の剥離 潤滑不良や対向部品の表面が荒れている場合に発生しやすくなります。 剥離に発展する場合があります。表面粗さを制御し、より優れた潤滑剤を選択してください。
つばや軌道面の剥離取付け不良、転動体の潤滑不良、過大な負荷による接触面の保護膜切れなどが原因と考えられます。取り付けを改善し、負荷を修正し、適切な潤滑剤を選択してください。
軌道面の汚れ回転要素は動作中に滑りますが、潤滑剤には滑りを防止する適切な特性がありません。適切な潤滑剤または潤滑システムを選択し、すきまと予圧を確認してください。
軌道面が摩耗し、寸法が減少する潤滑不良、異物の侵入、潤滑剤へのゴミや異物の混入。適切な潤滑剤や潤滑システムを選択し、シール効率を高めてください。
表面の色と仕上げの変化軌道面のつや消しや変色は、潤滑不良、過熱、劣化した油の蓄積が考えられます。シール効率と潤滑システムを向上させ、有機溶剤で油分を除去し、サンドペーパーで研磨してザラつきを取り除きます。
軌道面の凹凸おそらく固形物の侵入または閉じ込められた粒子が原因と考えられます。異物を取り除いて排除し、剥離がないか確認し、取り扱い手順を改善します。
内輪、外輪、転動体の欠け過度の荷重や取り扱い不良、固形物の挟み込みなどによりチッピングが発生する場合があります。負荷を確認・改善し、シール効率を向上させます。
リングや転動体の亀裂過大な負荷、衝撃、過熱。 緩みが原因の場合もあります。負荷を調べて改善し、フィット感を修正します。
リングや転動体の錆や腐食湿気、水や腐食性物質の侵入、または不適切な梱包および保管条件。シール効率、取り扱い、保管の効率が向上します。
リングや転動体の焼き付き潤滑不良やすきまが小さすぎるため放熱不良。 過度な負荷も原因となる場合があります。放熱性と潤滑性を向上させます。 負荷を確認し、改善してください。
軌道面のフレッチング振動が大きすぎる、揺動角が小さい、または潤滑不良。内輪と外輪を別々に輸送するか、潤滑を改善する必要があります。
ケージの損傷過大な負荷、速すぎるまたは速度変動が大きい、潤滑不良または振動が大きい。負荷条件を改善し、振動を低減し、潤滑システムを改善します。