スリーブベアリングとブッシュの究極ガイド

スリーブベアリングとブッシュの究極ガイド

今日の産業システムでは、スリーブベアリング、ブッシュ、ベアリングは不可欠なコンポーネントになっています。 「ベアリングは産業の糧になった」という適切な比喩があります。 スリーブベアリング、ブッシュ、ベアリングの主な機能は、回転体をサポートして摩擦を可能な限り低減し、騒音を効果的に低減し、消費電力を削減し、機械の効率を最大化し、アプリケーションのスピードを上げ、機械の耐用年数を大幅に延ばすことです。 しかし、ファスナー、スリーブベアリング、ブッシュ、ベアリングの分野では、一般的な名称があるとは言い難いです。 たとえば、不完全な統計によると、ベアリングには 400,000 種類以上の種類があることが示されています。 異なる名前であっても、同じ方位を表す場合があります。 スリーブベアリングとブッシュ、ベアリングとブッシュの主な違いは、その用途の違いにあります。 特定の要件を満たす産業用途に適したタイプのスリーブ ベアリング、ブッシュ、またはベアリングを選択するには、豊富な知識が必要です。 スリーブ ベアリング、ブッシング、ベアリングの主な違い、産業および製造におけるそれらの用途、および を知る必要があります。 この記事では、スリーブベアリング、ブッシュ、およびスリーブの特性と用途について詳しく説明します。 ベアリング、それらの機能、素材、主な違いを明確にします。

スリーブベアリングとブッシュの違い

短くてシンプル: スリーブベアリングとブッシュは同等です。 スリーブ ベアリングは、直線運動または回転運動を可能にするスリーブまたはチューブです。 まさにこれがブッシュの目的です。 スリーブ ベアリングとブッシュという用語は同じ意味で使用されます。 したがって、以下の説明では、この記事の著者はこれら XNUMX つの用語をランダムに使用します。 実際、スリーブベアリング、滑りベアリング、ジャーナルベアリング、滑りベアリングはすべてブッシュとして使用できます。 これらの用語は、さまざまなスタイルのブッシングを説明します。 つまり、ブッシュは常にベアリングですが、すべてのベアリングがブッシュであるわけではありません。

スリーブベアリング

ブッシング(スリーブベアリング)とは何ですか?

ブッシング – スリーブ ベアリングとも呼ばれる円筒形のベアリングで、可動面間を前後にスライドする操作シャフトにかかる負荷を支持するために使用されます。 ブッシングは、さまざまな材料で作られ、ロッドまたはシャフト上をスライドする特殊なベアリングで、非常に低い摩擦の動き、優れた衝撃吸収性を実現し、エネルギー消費、騒音、摩耗を最小限に抑えながら、効果的なシールを提供し、ほこりや湿気から保護します。 。 。 幸いなことに、ブッシングは自己潤滑性を備えているため、低メンテナンスまたはメンテナンス不要の操作に最適です。 自己潤滑は、グリース溜めとして機能するブッシュ表面のディンプルの均一なパターンによって実現されます。 使用するスリーブ ベアリングの種類やサイズに関係なく、接触面積が最小限であるため摩擦係数が低いため、従来のボール ベアリングやローラー ベアリングよりも有利です。 このため、ブッシングは速度、精度、耐久性が重要な用途に最適です。 これらの利点を念頭に置くと、スリーブ ベアリングが今日多くの業界で非常に人気がある理由が簡単にわかります。 ブッシングは、自動車、白物家電、穴あけ工具、モーター、油圧外歯車ポンプなどで広く使用されています。たとえば、自動車産業では、スリーブ ベアリングがヒンジ、シート調整システム、ステアリング ホイールに回転直線運動を提供します。 一部のナイロン ブッシングは潤滑剤を使用せずに動作することができ、乾式用途が好まれる食品および繊維産業に特に適しています。

スリーブベアリングとブッシュ

ブッシュにはどのような種類がありますか?

市場にはさまざまなタイプのブッシュがいくつかあります。 一般にブッシュは材質と形状に基づいて分類できます。 スリーブベアリングはさまざまな材料で作ることができます。 これらには、金属、バイメタル、セラミック、石、グラファイト、複合材料、プラスチックが含まれます。 スリーブベアリングの機能は、材料の選択によって強度、弾性、摩擦係数などが決まります。

材質によって分類すると、複合ブッシュ、金属ブッシュ、プラスチックブッシュの XNUMX つの一般的なタイプのブッシュがあります。 ブッシュは形状の分類により、普通スリーブブッシュ、フランジブッシュ、スラストワッシャー、割りブッシュ、複合ブッシュ、フランジ複合ブッシュのXNUMX種類に分類されます。

ポリマーまたは複合ブッシング

ポリマーブッシュはほとんど化学的に不活性です。吸水性が低く、高温でも変形することなく動作できます。ポリマーブッシュは複合ブッシュとも呼ばれます。これらは重荷重条件に適しており、最も一般的に使用されるブッシングです。複合ブッシュは摩擦と耐摩耗性が低く、不適切な潤滑による機械の損傷を最小限に抑えます。耐環境性、耐熱性、低摩擦係数、非粘着性の高い素材で作られています。唯一の欠点は、柔軟性が非常に高いため、作業中にねじれてしまう可能性があることです。フィラーを追加することでこの問題も解決でき、メーカーは汎用性の高いスリーブを提供できるようになります。ポリマーまたは複合ブッシングは回転運動の伝達に使用され、危険な環境において従来のベアリングの代わりに使用できます。ポリマーまたは複合ブッシングは、建設機械、油圧システム、医療機器、航空宇宙などのさまざまな業界で使用できます。

POMブッシュ

POMブッシュ 自己潤滑を念頭に置いて開発されており、優れた耐摩耗性と低い摩擦係数を備えています。 重荷重を低速で運転する場合に適しており、機械の振動や騒音を低減します。 また、POM スリーブ ベアリングは摩擦による熱の蓄積を軽減し、他の従来の材料 (スチール) で作られたベアリングよりもベアリングの寿命を最大 XNUMX 倍延長します。 ポリオキシメチレン スリーブまたは POM スリーブは通常、スチールの裏材から作られ、焼結銅/青銅層でコーティングされています。 最後に、潤滑剤を保持するグリースピットを含む銅/青銅層の上に POM 層が追加されます。 POM ブッシングの用途は、農業、土木工学、機械、建設業界で広く使用されています。

POMブッシュ

PTFEブッシュ

PTFEブッシュ ポリテトラフルオロエチレンと金属という XNUMX つの異なる材料でできており、さまざまな業界で一般的に使用されています。 その中心的な機能は、機械内の可動部品間の摩擦を軽減することです。 PTFE ブッシングは、高温変動に耐えられるため、さまざまな産業用途に適しており、電気、火力、原子力、化学、製薬、さらには発電所などのさまざまな産業で使用できます。

PTFEブラッシング

ナイロンブッシュ

ナイロンブッシュ は強力で耐久性があり、多くの用途で金属ブッシュの置き換えが増えています。 ナイロンは耐摩耗性に優れており、外部潤滑が不要です。 ナイロンブッシュは金属ブッシュほど走行時に騒音を発しないことに注意してください。 摩擦係数が低く、弱酸、燃料、アルカリに対して高い耐性を持っています。

ナイロンブッシュ

金属ブッシング

ご存知のとおり、金属ブッシングは金属または金属合金でできています。 これらの金属ブッシングは非常に高い機械的強度を備えており、潤滑を伴う高速および高負荷の用途に特に適しています。 どの金属ブッシングが使用されるかは、産業環境や用途の種類によって異なります。 金属ブッシュには、そのサイズ、構造、用途に応じて異なる潤滑方法があります。

青銅ブッシュ

青銅ブッシュ 金属ブッシュに最適な材料です。青銅製ブッシュは、他の材質のスリーブベアリングに比べて変形や破損に強いです。プラスチックと同様に、ブロンズベアリングは丈夫で錆びにくいです。青銅製ブッシュは食品加工、射出成形、自動車機械、土木機械、鉄鋼製造などで広く使用されています。青銅製ブッシュは耐久性に優れ、長寿命です。腐食せず、変形しにくいです。ただし、青銅製ブッシングは動作中に大量の潤滑を必要とするため、プラスチック製ブッシングよりもメンテナンスに費用がかかります。

青銅ブッシュ

グラファイトブッシュ

グラファイトブッシュ 独特の機械的および物理的特性により、多くの用途に使用されます。 グラファイトブッシュは摩擦係数が非常に低いため、紡績機械の効率、生産性、性能の向上に役立ちます。 天然の油性鉱物で​​あるグラファイトは、追加の流体を使用せずに摩擦を低減するため、ブッシュに最適な材料です。 特に、グラファイトは温度安定性が最も高く、最大 5000°F の温度でも形状と構造を維持します。 グラファイトライナーは、炉やオーブン、食品用途、化学産業、自動車産業、金属などのさまざまな用途で使用されています。

グラファイトブッシュ

スチールブッシュ

スチールブッシュ, スチールブッシュはその名の通り、鋼またはステンレス鋼で作られています。 これらのブッシングは耐久性の高いスチールで作られているため、低速ピボット用途に最適です。 スチール製ケーシングは、材料の歩留まりを高め、チッピングを低減する環境に優しい製造方法を使用して製造されています。

スチールブッシュ

真鍮ブッシュ

真鍮ブッシュ は真鍮でできており、通常はピボット シャフトのコンポーネントであり、シャフトを介して伝わるあらゆる力によって引き起こされる損傷から本体を保護するのに役立ちます。 黄銅ブッシングは、主に電気モーター、自動車エンジンなどに使用されます。また、黄銅ブッシングは、薄い壁、厚い壁、フランジ、円筒形、フランジ付きなどに適合するため、さまざまなサイズがあります。

真鍮ブッシュ

アルミブッシュ

アルミブッシュ 硬度が高く、長い耐用年数が保証されるため好まれています。当初は自転車に使用されていましたが、徐々に自動車にも使用され、現在ではさまざまな機械に使用されています。アルミニウム製ブッシュは大きなアキシアル荷重とラジアル荷重に耐えることができるため、航空宇宙産業や農業産業での使用の重要な候補となっています。アルミニウム ブッシングの一般的な用途には、計器類 (ドレン プラグ/液体充填、液体サイト グラス、ベント エレメントなど)、容器、タンクの取り付けに使用される油圧シリンダーでの使用が含まれます。

アルミブッシュ

バイメタルスリーブベアリング

バイメタルスリーブベアリング XNUMXつの異なる金属で作られています。 ほとんどの場合、最初の金属は鋼ですが、他の金属は銅からアルミニウム、さらには真鍮に至ることもあります。 バイメタル層はブッシングの内部カバーとして機能し、摩耗に対して優れた保護を提供します。 これらは、中程度の負荷を中速で実行したり、高負荷を低速で実行したりするアプリケーションで特に役立ちます。

バイメタルスリーブベアリング

形状別ブッシュの種類

ブシュの形状は大きく分けてXNUMX種類あります。

プレーンスリーブブッシュ

プレーンスリーブブッシュは一般に円筒形で、業界標準の寸法に合わせて作られています。 円筒形ブッシングの内側と外側にはバッキングがあり、中央の滑り層をサポートします。 円筒形ブッシュはベアリングよりも強く、金属ベアリングよりも高い荷重に耐えることができるため、一方向の変動荷重、旋回運動、およびアキシアルガイドベアリングに最適です。

材料: 通常、青銅、真鍮、またはその他の自己潤滑性の材料で作られています。
設計:内径と外径のある円筒形。
申し込み: 低摩擦と中程度の耐荷重性を必要とする一般的な用途。

プレーンスリーブブッシュ

フランジブッシュ

フランジ ブッシュは円筒形ブッシュに似ていますが、一端にフランジがあるという明らかな違いが XNUMX つあります。 フランジは、ブッシングの取り付けや位置合わせから便利な取り付けまで、さまざまな目的に使用できます。 スルーボルト用途で一般的に使用されるフランジブッシュを使用すると、桁壁の締結具支持面を減らすことなく、より小さな直径のボルトを使用して重量を軽減できると同時に、取り付けボルトのねじ山にかかる応力も軽減されます。

設計: 通常のスリーブ ブッシュと似ていますが、一端に軸方向のサポートを提供するフランジが付いています。
申し込み:ブッシュが軸方向の動きに抵抗する必要がある場合に使用します。

フランジブッシュ

スラストワッシャー

スラストワッシャー自体はブッシュではありませんが、非常に重要な部品です。 これらは、静止コンポーネントと回転面の間に位置する平ワッシャーのように見え、シャフトの軸方向の荷重または左右の動きをサポートし、シャフトに沿った動きを制限します。 これらは、ベアリングまたはブッシュが支持される表面を形成します。

設計: 平座金またはフランジ付きのワッシャー状のブッシュ。
申し込み: 通常はラジアルブッシュと組み合わせて、アキシアル荷重に耐えるように設計されています。

スラストワッシャー1

スプリットブッシング

設計: これらのブッシングは XNUMX つの半分に分かれており、追加の取り外し装置を必要とせずに簡単に取り付けおよび取り外しができます。
申し込み: 分解が困難または時間がかかる用途に最適です。

複合ブッシング

材料:メタルバッキングとPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)層などの素材を組み合わせて作られています。
申し込み:低摩擦、高耐摩耗性、自己潤滑性を備え、様々な用途に適しています。

フランジ複合ブッシュ

設計: 複合ブッシュに似ていますが、軸方向のサポートのためのフランジが付いています。
申し込み:複合材料の利点と軸方向の安定性の向上を組み合わせています。

スリーブベアリングのメリット

スリーブベアリングは、そのシンプルさと耐久性により、多くの用途に最適です。 シャフトとベアリング間の摩擦を低くすることで、動作中のエネルギー消費を削減します。 スリーブベアリングは設置面積も小さいため、スペースが限られている用途に適しています。 また、シンプルな設計のため、組み立てや分解が簡単に行えます。 スリーブ ベアリングは、粉塵、汚れ、その他の汚染物質、および高温による摩耗に対して優れた保護を提供します。 さらに、これらのブッシュは他のほとんどのタイプのベアリングのように潤滑を必要としないため、メンテナンスが不要です。 したがって、スリーブベアリングは、運用コストを削減しながら運用効率を向上させる、費用対効果の高いソリューションです。 さらに、変更を加えることなく、乾燥状態と湿潤状態の両方で使用できます。

スリーブ ベアリングは信頼性が高いため、信頼性の高いモーション コントロール コンポーネントを必要とする産業機械にとって魅力的な選択肢となります。 したがって、多くの企業が機器を設計する際にこのタイプのベアリングに依存するのも不思議ではありません。 全体として、スリーブ ベアリングは、ボール ベアリングやローラー ベアリングなどの代替品よりも低コストでスムーズな動作を可能にする多用途のコンポーネントです。 そうは言っても、なぜ彼らが業界内で人気を維持し続けているのかは明らかです。

スリーブベアリングのデメリット

スリーブベアリングは高速用に設計されておらず、研究によると最高速度は約 5,000 RPM であることが示されています。 この制限により、モーターやファンなどの高速を必要とするアプリケーションで多くの問題が発生する可能性があります。 スリーブ ベアリングに関するもう XNUMX つの問題は、大型産業機械などの過酷な用途に使用される場合、寿命が限られている傾向があることです。 また、圧力がかかると変形しやすいため、その設計はラジアル荷重には適していません。 時間が経つにつれて、スリーブベアリングに侵入する汚れの量が増加し、早期故障につながる可能性があります。

ブッシュの荷重と速度制限

ブッシングは通常、より重い負荷と低速の場合に使用されます。 工業用金属ホイールは、重い荷重の伝達や衝撃荷重に耐えられる耐久性のあるブッシュの恩恵を受けています。 ブッシングの場合、摩擦加熱を考慮する必要があります。 熱に影響を与える XNUMX つの主な要因は、単位圧力 (P) と表面速度 (V) です。 単位圧力と表面速度の積が圧力速度 (PV) です。 ブッシングが何らかの用途に適しているかどうかを判断するには、まずメーカーが提供する制限 PV 値を見つけます。 安全に動作するには、アプリケーションによって計算された PV 値がメーカーの制限 PV 値を下回っている必要があります。

アプリのPV値を計算する: PV=P×V

表面速度 (V) の決定: V=0.262×rpm×D Rpm = シャフト回転数/分 D = シャフト直径 (インチ)

圧力(P): P = 総荷重 (ポンド) / 接触面積 (平方インチ) 接触面積 = D (シャフト直径 (インチ)) x L (ケーシングの長さ)

图片1

PV 値を制限する効果は、青銅およびナイロイル ブッシングの速度と荷重を比較したこのグラフで見ることができます。

社内のエンジニアリング研究では、ナイロイルブッシュと 93200 ブロンズ ブッシングを一緒に使用して、次の効果をテストしました。 ブッシングの PV 制限。 前述したように、ブッシングは通常、低速で重い負荷に使用されます。 これは、どちらのブッシュも高速で大きな負荷を処理できないことから、図からも明らかです。 速度が速いほど、負荷容量は低くなります。 P-max (psi) および V-max (fpm) の値は、各製品のメーカーによって提供されます。 P-max は 0 rpm での最大負荷、V-max は軽負荷 (最大シャフト rpm) での最大速度です。 実際のアプリケーションでは、計算された P、V、および PV 値を最大公差と比較して、ブッシングが動作するかどうかを判断します。 ブッシングが制限 PV 曲線を下回る範囲内で動作することを確認してください。

ベアリングとかブッシュとか?

ブッシングとベアリングのどちらを選択するかを決定する際に覚えておくべき要素には、次のものが含まれます (優先順)。

  • 速度と負荷: 重い荷物を低速で運ぶのか、それとも軽い荷物を高速で運ぶのか? 高速性が重要な要素である場合、ベアリングはより優れたソリューションを提供し、ブッシングは低速、高負荷の用途によく対応します。

  • 円滑な運用: ブッシュによくある問題である「スティックスリップ」現象のため、よりスムーズな動作を実現するにはベアリングの方が良い選択です。

  • メンテナンス・注油: 自己潤滑機能を備えたメンテナンス不要のアプリケーション、特にドライフードおよび繊維産業では、多くの場合ブッシングが好まれます。

  • 作動音: 静かな動作が重要な考慮事項である場合、ブッシュは一般にベアリングよりも静かです。

  • 予算: ブッシングのコストはベアリングの XNUMX ~ XNUMX 分の XNUMX である傾向があります。

ベアリングとブッシュのどちらを選択する場合は、特定の用途、その動作環境、さまざまな動作条件と制限を考慮する必要があります。 それぞれのタイプの長所と短所を理解すると、どのタイプが最適なソリューションを提供するかを判断するのに役立ちます。