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ベアリングの取り付けと取り外しに関する究極のガイド
ベアリングの取り付けと取り外し は、正しい機器、手順、専門知識を必要とする重要なスキルです。ベアリング システムの安定した動作を確保し、期待される耐用年数を達成するには、ベアリングを正しく取り付ける必要があります。取り付けが正しくないと、ベアリングが早期に損傷し、機械の動作に影響を与えたり、騒音や発熱が増加したり、機械が停止して物的損害を引き起こす可能性があります。 、ユーザーに健康被害を引き起こす可能性があります。このブログでは、ベアリングの取り付けと取り外しの重要なポイントとテクニックを紹介することを目的としています。
ベアリングを取り付ける前に、洗浄、乾燥、試運転（グリス封入）などの作業があります。作業は各種注意事項を守った上で行ってください。また、密閉ベアリングは内部にグリスが封入されているため、洗浄、乾燥は厳禁です。取り付けを進める前に、きれいな綿布を使用して外部の防錆油をきれいに拭き取ってください。
きれいなベアリング
取り付けを開始する前に、ベアリング ハウジングとシャフトがきれいでバリがないことを確認してください。精製灯油やナフテゾールなどの揮発性の高い溶剤にベアリングを浸して手で回した後、ガソリンやエタノールなどを使用して精製灯油などを除去してください。エアガンで洗浄油を吹き飛ばす際は、空気のきれいさ。オイル潤滑を使用するベアリングは、そのまま取り付けて使用することも可能ですが、取り付け後は潤滑油または低粘度オイルを塗布してから作業することをお勧めします。
ベアリングを乾燥させます
グリース潤滑を使用する場合は、グリースの流出を防ぐため、軸受を十分に乾燥させる必要があります。また、グリースは乾燥後速やかに封入してください。乾燥は温風（空気の清浄度に注意）または恒温槽で行うことができます。
グリースを封入。
グリースを封入した後、転動部を手で回し、グリースを十分に塗布してください。ボールベアリングでは、注射器を使用してボール間に同量のグリースを充填できます。軌道輪案内保持器がある場合は、保持器の案内面にヘラなどの小さな工具を使用して塗布することを推奨します。内輪の隙間が狭くて内輪転走面のシールができない場合には、外輪転走面をシールします。この時、グリスが内輪に浸透するように手で一生懸命回転させてください。ころ軸受の外径面（内径面）にグリースを塗布する場合は、ころを指先で回転させて内輪（外輪）にグリースを浸透させます。
ベアリングを試運転してみる
1. オイルガスおよびオイルミスト潤滑。 油潤滑の場合、軸受温度はピーク値に達する前に短時間で安定状態に達するため、試運転は比較的簡単です。約 2000 分間 3000 ～ 30 rpm の速度を維持し、徐々に作業速度まで上げることをお勧めします。ただし、dmn（転動体中心径×回転速度）が1万回の範囲を超える場合は、安全確保のため毎分1000～2000回転単位で速度を上げる必要があります。
2. グリース潤滑。グリース潤滑では温度上昇を安定させるために試運転が非常に重要です。試運転時、回転数が上がると急激に温度が上昇します。ピーク値に達した後、温度はゆっくりと安定します。安定するまでには時間がかかります。
3. ボールベアリング。 1000～2000rpmを単位として使用し、温度が安定してから速度を上げることをお勧めします。 dmn（転動体中心径×回転速度）が400,000万回の範囲を超える場合は、安全のため毎分500～1000回転程度速度を上げる必要があります。
4. ころ軸受。ボールベアリングと比較して、ローラーベアリングは試運転中のピーク温度が長く、安定した温度に達するまでの時間が長くなります。また、グリースの再流入により温度が上昇し、温度変化が安定しない場合があるため、エンジンを最高回転数で長時間運転する必要があります。単位としては500～1000rpmを使用し、温度が安定してから速度を上げることをお勧めします。 dmn（転動体中心径×回転速度）が300,000万回の範囲を超える場合は、安全のため300rpm単位で速度を上げる必要があります。
ベアリングの取り付け
ベアリングの取り付けは精度、寿命、性能に影響を与えます。つきましては、軸受の取付けについては十分ご検討いただき、以下の事項を含む使用基準に従ってご使用ください。グリース潤滑が施され、両側にオイルシールまたはダストカバーが取り付けられている軸受の場合、取り付け前のシールリング軸受の洗浄は必要ありません。ベアリングの取り付けは、ベアリングの構造、サイズ、およびベアリングコンポーネントの特性のマッチングに基づいて行う必要があります。ベアリングの取り付けには通常、次の方法が使用されます。
圧入ベアリングの取り付け
ベアリングの内輪がシャフトにしっかりはめられ、外輪がベアリングシートの穴に緩く嵌合している場合、プレスを使用して最初にベアリングをシャフトに押し付け、次にシャフトとベアリングを押し付けることができます。ベアリングシートの穴に取り付けられます。軸受の内輪端面に軟質金属材料からなる組立スリーブ（銅または軟鋼）を配置します。アセンブリスリーブの内径はジャーナルの直径よりわずかに大きく、外径はベアリングの内輪のリブよりわずかに小さい必要があります。ケージに押し付けられた。軸受の外輪と軸受座穴をしっかりと合わせ、内輪と軸を緩く合わせた状態で、先に軸受を軸受座穴に圧入することができます。このとき、組立スリーブの外径はシート穴の径より若干小さくする必要があります。軌道輪が軸および座穴に密着している場合、取り付け内輪と外輪を同時に軸および座穴に圧入する必要があります。組立ケーシングの構造は、軸受の内輪と外輪の端面を同時に押圧できる構造でなければなりません。
暖房設備
ヒートガンや誘導ヒーターなどの制御された熱源を使用してベアリングまたはハウジングを加熱し、熱膨張の原理を利用して、きつい嵌めを緩い嵌めに変換する取り付け方法。これは一般的で省力的な取り付け方法です。熱間取り付けの前に、軸受または分離型軸受リングをオイルタンクに入れて80〜100℃に均一に加熱してから、油から取り出してできるだけ早くシャフトに取り付けてください。冷却後に内輪端面と軸肩部のはまりが悪くなるのを防ぐため、軸受が冷えた後に軸方向に締め付けることができます。軸受外輪と軽金属軸受座をしっかりと嵌合させる場合、軸受座を加熱するホットフィット方式により合わせ面の傷を防ぐことができます。オイルタンクを使用してベアリングを加熱する場合、タンクの底から一定の距離にグリッドを設置するか、フックを使用してベアリングを吊り下げます。不純物の侵入や不均一な加熱を防ぐため、ベアリングをタンクの底に配置することはできません。オイルタンクには温度計がなければなりません。焼き戻し効果を防ぎ、フェルールの硬度を低下させるため、油温は100℃を超えないよう厳密に管理してください。
ベアリング誘導加熱は、シャフトにベアリングを取り付けるための簡単なソリューションです。誘導加熱は、ベアリング、ブッシュ、ギアなどの導電性材料を正確に加熱するための非接触で安全な方法です。加熱プロセスにより軸受金属の物理的特性が変化し、材料やワークピースが硬くなったり、柔らかくなったり、金属に結合したりします。誘導ヒーターは、デバイスの磁場内に置かれるとベアリングや金属を加熱する振動電流を生成します。渦電流によりベアリングが加熱され、膨張します。誘導ベアリングヒーターが目標温度に達したら、安全手袋を使用して加熱されたベアリングを取り外し、シャフト上に置きます。ベアリングが冷えると、ベアリングはシャフトにフィットするように収縮します。一般に、ベアリング誘導ヒーターは、安全、清潔、簡単にシャフト上のベアリングを安全、確実、迅速に交換できます。
テーパーボアベアリングの取り付け
テーパー穴を備えたベアリングは、テーパージャーナル、またはアダプタースリーブと取外しスリーブのテーパー面に直接取り付けることができます。はめ合いの強さは、ベアリングのラジアルすきまの減少によって測定できます。したがって、インストールする前にインストールする必要があります。ベアリングのラジアルすきまを測定します。設置プロセス中、必要なクリアランスを削減するために、クリアランスを頻繁に測定する必要があります。設置の際には、ロックナットを使用して設置するのが一般的ですが、加熱設置方法も使用できます。
スラストベアリングの取り付け
全体的なフィット感は、 スラスト軸受 シャフトは一般に中間ばめであり、シートリングとベアリングシート穴との間のはめは一般にすきまばめである。したがって、この種のベアリングは取り付けが容易です。双方向スラストベアリングの中心軸は、相対移動を防ぐためにシャフトに固定する必要があります。軸を中心に回転します。一般に軸受の取り付け方法は、軸が回転するため、内輪と軸とのはめあいはかめばめ、軸受外輪と軸受室とのはめあいはすきまばめとなります。
ベアリングの取り外し
ベアリングを交換する場合、最初のステップは故障したベアリングを取り外すことです。最良の選択肢はプーラーとプレスを使用することです。プーラーを使用してアウターレースからベアリングを安全に引き抜くと、シャフトとハウジングへの損傷が最小限に抑えられ、時間を節約できます。ベアリングの分解にはプーラーの他にセパレーターも使用できます。セパレーターはベアリングの後ろに 2 枚のプレートが配置されるように設計されています。プレートにかかる力によりベアリングが引き抜かれます。重いベアリングを分解する必要がある場合、セパレーターは油圧を使用できます。補助シリンダーが電力を供給します。取り外したベアリングを再度使用することは推奨されませんが、取り外したベアリングを注意深く検査してベアリングの故障の原因を特定し、今後使用する際にベアリングを保護するために経験をまとめる必要があります。一部のベアリングの損傷は肉眼では見えず、故障の原因を特定するには高度な分析ツールが必要になる場合があります。取り外したベアリングはメーカーに再送され、ベアリングの洗浄、検査、測定、再研磨が行われます。検査後、再利用条件を満たしていれば再利用可能です。これにより、大型で高価なベアリングを扱う場合に、大幅なコストを節約できます。
ベアリングの内輪のしめしろと外輪のすきまばめ
すきまばめの軸受は、支持寸法が正しく設計されていれば、過度の使用による変形や錆びが嵌合部に固着しない限り、向きを揃えて取り外すことができます。しまりばめ条件下でのベアリングの合理的な分解は、ベアリング分解技術の中核です。軸受のしまりばめは、内輪しまりばめと外輪しまりばめに分けられます。以下では、これら 2 つの状況を個別に紹介します。
円筒シャフト
ベアリングを適切に分解するには工具を使用する必要があります。小径ベアリングの場合、従来の工具はプーラーでした。プーラーには2本爪と3本爪の2種類があり、さらにねじ式と油圧式に分けられます。糸引きツールは比較的伝統的なツールです。操作方法は、中心ねじを軸の中心穴に合わせ、軸の中心穴にグリースを少量塗布し、軸受内輪端面にフックを引っ掛けてレンチでねじります。センターロッド。ベアリングは引き抜くことができます。油圧プーラーは糸の代わりに油圧装置を使用します。圧力がかかると中央のピストンが伸び続け、ベアリングが引き抜かれ続けます。従来の糸引き機よりも速く、油圧装置は素早く後退します。設計によっては、ベアリングの内輪の端面と他の部品との間の距離が小さく、従来のプーラーの爪が動作するスペースがありません。この場合、2 ピースの副子を使用できます (下図を参照)。適切なサイズの副子を選択し、個別に分解します。プレッシャー。合板の一部を薄くすることで、狭いスペースに侵入することができます。
ベアリングのサイズが大きくなると、ベアリングの分解に必要な力も大きくなり、一般的なプーラーでは使用できなくなり、分解には専用の工具が必要となります。分解に必要な最小の力は、ベアリングがしまりばめに打ち勝つために必要な取り付け力に基づいて見積もることができます。の 計算式 次のとおりです。
F=0.5 *π *u*W*δ* E*(1-(d/d0)2)
F = 力 (N)
μ = 内輪と軸間の摩擦係数、一般的には0.2程度
W = 内輪幅 (m)
δ = しまりばめ (m)
E = ヤング率 2.07×1011 (Pa)
d = ベアリング内径 (mm)
d0=内輪の外輪軌道の中心径(mm)
π= 3.14
分解力が大きく、通常の方法では分解できない場合や、通常の方法では分解力により軸受が損傷する恐れがある場合には、軸端に油穴を設けることが一般的です。油穴は軸受位置まで延び、その後シャフト表面を径方向に貫通します。環状溝を追加し、分解時に油圧ポンプで軸端を加圧して内輪を膨張させ、分解力を軽減します。
軸受のサイズが大きく、単純に強く引っ張って分解できない場合には、加熱分解する必要があります。作業前にジャッキ、ハイトゲージ、スプレッダーなどの工具を一式準備する必要があります。 加熱分解方法は内輪軌道面にコイルを直接巻き付けて加熱し、膨張させて軸受を分解する方法です。簡単に分解できます。同じ加熱方法は、分離可能なころを備えた円筒軸受にも適用できます。この方法によりベアリングを損傷することなく分解できます。
テーパーシャフト
テーパ軸受の内輪の両端面の面積は大きく異なるため、通常、軸受の内輪の大きい端面を加熱して分解します。フレキシブルコイルの中周波誘導加熱器を使用して軸受内輪を急速加熱し、軸と十分な温度差を生じさせて軸受内輪を分解します。テーパーベアリングは対で使用されるため、片方の内輪を外した場合、もう片方の内輪が熱にさらされることは避けられません。軸受の内輪の大端面が加熱できない位置にある場合は、保持器を破壊してころを取り外し、内輪本体を露出させ、コイルを軌道面に直接配置して加熱する必要があります。
ベアリングの分解は温度ではなく急激な温度差と作業工程が必要となるため、ヒーターの加熱温度は120℃を超えないよう設定する必要があります。周囲温度が非常に高い場合、または干渉が非常に大きく、温度差が不十分な場合は、補助手段としてドライアイス (固体二酸化炭素) を使用できます。ドライアイスを中空シャフトの内壁に置くと、シャフトの温度が急速に下がり（通常、このような大型のワークピースの場合）、温度差が大きくなります。テーパボアベアリングを分解する場合は、分解する前にシャフト端のクランプナットや機構を完全に取り外さないでください。ベアリングの脱落事故を避けるため、緩めるだけにしてください。
大型テーパーシャフトの分解には分解用油穴が必要です。圧延機のテーパ穴付き 1 列テーパ軸受 TQIT を例にとると、軸受の内輪は 2,3 つの単列内輪と中央の二重内輪の 1 つの部分に分かれています。ロールの端には油穴が 2 つあり、マーク 3、1、2 に対応します。3 は最外周の内輪、XNUMX は中間の二重内輪、XNUMX は最内周の内輪に対応します。最大の直径を持つ。分解する場合はシリアル番号順に分解し、それぞれ穴XNUMX、穴XNUMX、穴XNUMXに加圧してください。すべてが完了し、走行中にベアリングが持ち上げられるようになったら、シャフト先端のヒンジリングを外すとベアリングが分解されます。
円筒軸径のベアリングの取り外し
小型ベアリングを分解する場合、ベアリングリングの側面を適切なポンチで軽く叩くか、機械式プーラーを使用するとさらに良いので、ベアリングリングをシャフトから取り外すことができます (図 1)。グリップは、内輪または隣接するコンポーネントに適用する必要があります。シャフトの肩部とハウジングの穴の肩部にプーラーのグリップに合う溝が付いていると、分解プロセスを簡素化できます。さらに、ボルトがベアリングを押し出すのを容易にするために、穴の肩部にいくつかのねじ穴が機械加工されています (図 2)。大型および中型のベアリングでは、工作機械で提供できる以上の力が必要になることがよくあります。したがって、油圧工具またはオイル注入方法、またはその両方を使用することをお勧めします。つまり、シャフトにはオイル穴とオイル溝を設計する必要があります (図 3)。
冷間分解
図1
図2
図3
高温分解
針状ころ軸受やNU、NJ、NUP型円筒ころ軸受の内輪を分解する場合は、熱分解方法が適しています。一般的に使用される 4 つの加熱ツール: 加熱リングと調整可能な誘導ヒーター。加熱リングは通常、同じサイズの中小型ベアリングの内輪の取り付けと分解に使用されます。加熱リングは軽合金製です。加熱リングには放射状のスロットがあり、電気絶縁されたハンドルが付いています (図 5)。異なる直径の内輪を頻繁に分解する場合は、調整可能な誘導加熱器の使用をお勧めします。これらのヒーター (図 XNUMX) は、シャフトを加熱することなく内輪を急速に加熱します。大型円筒ころ軸受の内輪を分解する場合、一部の特殊な固定誘導加熱器を使用できます。
図4
図5
図6
円錐シャフト径に取り付けられたベアリングの取り外し
小さなベアリングは、機械式または油圧式のプーラーを使用して内輪を引っ張ることによって取り外すことができます。一部のプーラーにはスプリング作動アームが装備されています。このセルフセンタリング設計のプーラーを使用すると、手順が簡素化され、ジャーナルへの損傷を回避できます。内輪にプーラ爪が使用できない場合は、外輪を通してベアリングを取り外すか、プーラとプーラブレードを組み合わせてベアリングを取り外してください（図6）。注油方式を採用すると、中・大型ベアリングの分解がより安全かつ簡単になります。 XNUMXつの円錐状の合わせ面の間に油穴と油溝を介して作動油を高圧で注入する方式です。 XNUMX つの表面間の摩擦が大幅に減少し、ベアリングとシャフト直径を分離する軸方向の力が発生します。
アダプタースリーブからベアリングを取り外します
アダプタースリーブを備えたストレートシャフトに取り付けられた小型ベアリングの場合は、ハンマーを使用してベアリングの内輪端面にある小さな鋼ブロックを均等にたたき、分解することができます（図7）。この前に、アダプター スリーブのロック ナットを数回転緩める必要があります。段付きシャフトのアダプター スリーブに取り付けられた小型ベアリングの場合、ハンマーを使用してアダプター スリーブ ロック ナットの小端面を特殊なスリーブを通してたたき、分解することができます (図 8)。この前に、アダプター スリーブのロック ナットを数回転緩める必要があります。段付きシャフトのアダプタースリーブにベアリングが取り付けられている場合、油圧ナットを使用するとベアリングの取り外しが簡単になります。この目的のために、適切な停止装置を油圧ナットピストンの近くに取り付ける必要があります (図 9)。油を充填する方法はより簡単な方法ですが、油穴と油溝のあるアダプタースリーブを使用する必要があります。
図7
図8
図9
引出しスリーブのベアリングを分解します。
引出しスリーブのベアリングを分解するときは、ロック装置 (ロックナット、エンドプレートなど) を取り外す必要があります。中小型ベアリングの場合は、ロックナット、フックレンチ、インパクトレンチなどを使用して分解できます（図10）。引出しスリーブに取り付けられた中型および大型ベアリングの場合、油圧ナットを使用して簡単に取り外すことができます。シャフト端の油圧ナットの後ろに停止装置を取り付けることをお勧めします (図 11)。この停止装置は、抜去スリーブが嵌合位置から突然離れたときに、抜去スリーブと油圧ナットがシャフトから飛び出すのを防ぎます。
軸受外輪のしまりばめ
ベアリングの外輪が締り嵌めになっている場合にベアリングを分解するための前提条件は、外輪の肩径がベアリングに必要なサポート直径より小さくてはいけないことです。外輪は下図の作図ツール図を使用して分解できます。一部の用途で外輪のショルダー径を完全にカバーする必要がある場合は、設計段階で次の 2 つの設計オプションを考慮する必要があります。
●ベアリングシートの段差に2～3本の切り込みを入れており、プーラーの爪に強度があり、分解が容易です。
• ベアリングシートの背面に、ベアリングの端面に達する 4 つの貫通ネジ穴を設計します。平常時はスクリュープラグで密閉可能です。分解する場合は長いネジに交換してください。長いネジを締めて、外輪を徐々に押し出します。
軸受が大きい場合やしめしろが大きい場合には、フレキシブルコイル誘導加熱方式も使用できます。分解は加熱ボックスの外径を通して行われます。局所的な過熱を防ぐために、ボックスの外面は規則的で滑らかでなければなりません。ボックスの中心線は地面に対して垂直である必要があり、必要に応じてジャッキを使用して補助してください。