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ボールベアリングとニードルローラーベアリングの究極ガイド
両者の主な違いを探ります。 ボールベアリング vs 針状ころ軸受。どのタイプのベアリングがお客様の用途に最適であるかについては、当社のブログをお読みください。自動車の高速ターボチャージャーから産業用途の精密機械まで、針状ころ軸受と玉軸受の 2 つは最も一般的です ベアリングの種類 サポートと回転に使用されます。しかし、どちらが良いでしょうか？この記事では、特定の用途にどちらが最適かを判断するために、ボール ベアリングとニードル ローラー ベアリングを比較します。ボールベアリングとニードルローラーベアリングの主な違い、用途、一般的な用途について学びます。当社のベアリング専門家による分析により時間を節約し、効率を向上させます。
ボールベアリングとニードルローラーベアリング どちらも転がり軸受です。転がり軸受は、軌道輪（内輪および外輪）、転動体（玉またはころ）および保持器で構成されます。転がり軸受の対向する2つの軌道輪の間には複数の転動体が配置されており、転動体同士の接触を防ぎ一定の間隔を保って運転するために保持器が使用されています。転動体と内輪・外輪軌道面の幾何学的形状は、点（玉）接触または線（ころ）接触です。理論的には、転動体は内輪と外輪の間で転がり、回転します。
ベアリングの主な機能は、機械装置の摩擦を軽減することです。ベアリングは、2 つの表面を互いに回転させて摩擦を低減し、それによって生じる摩擦の量を減らします。転動体と軌道輪の接触面（点）で軸受にかかる荷重を軌道面で支えます。軸受保持器は軸受荷重を直接受けません。軸受保持器は、転動体の位置を等間隔に保つとともに、軸受を取り付ける際の転動体の脱落を防止します。
軸受が負担する荷重にはラジアル荷重とスラスト荷重があります。転がり軸受は、転動体の形状により主に玉軸受ところ軸受に分類されます。同一主要寸法のころ軸受と比較して、ボールベアリングは高速、高精度、低トルク、低騒音の用途に適しています。 – 回転時の摩擦抵抗や軸振れが少ないため、振動用途に適しています。転がり軸受にはさまざまな形状や種類があり、それぞれに固有の特性があります。転がり軸受には次のような共通の利点があります。
(1) 摩擦係数が小さい
(2) 国際的に統一された規格や仕様があり、ブランドの互換性が容易です。
(3) 潤滑油の消費量が少ない。
(4) 軸受はラジアル荷重とアキシアル荷重の両方を負荷することができます。
(5)高温や低温でも使用しやすくなりました。
(6) 予圧を与えると軸受の剛性が向上します。
ボールベアリングとは
ボールベアリング 回転摩擦を軽減し、ラジアル荷重とアキシアル荷重をサポートするように設計されています。ボール ベアリングの基本設計には、ボールを収容し、ボールを介して荷重を伝達する少なくとも 2 つのレースが含まれています。通常、レースの 1 つは固定されており、もう 1 つのレースはホイール ハブや車軸などの回転コンポーネントに接続されています。ベアリングが回転すると、ボールがレースの間を転がり、ベアリングの摩擦と摩耗が軽減されます。ボールベアリングの主な利点の 1 つは、他のタイプのベアリングよりも摩擦係数が低いことです。これにより、熱と摩耗を少なくして動作し、寿命を延ばすことができます。 ベアリングの寿命。高速機能も備えているため、高速用途に適しています。ボール ベアリングには多くの種類があります。
の間で ボールベアリング、深溝玉軸受は最も一般的に使用される軸受です。内輪・外輪軌道ともに円弧状の深溝となっており、耐摩耗性に優れています。 ラジアル荷重、両方向のアキシアル荷重 または複合荷重に対応し、高速回転にも適します。ボール ベアリングの一方のレースは回転コンポーネント (シャフトやハブなど) に接続され、もう一方のレースは固定されています。シートリングが回転するとボールも回転します。ボールの回転により、摩擦係数は 2 つの平面が互いにこすれる場合よりも小さくなります。リテーナーのレースとボールとの接触面積は非常に小さいです。したがって、ボールベアリングは他のタイプのベアリングに比べて耐荷重能力が低くなる傾向があります。ただし、これらのコントローラは、外側リングと内側リングの間の多少の位置ずれを許容する場合があります。ただし、深溝玉軸受の欠点の 1 つは、時間の経過とともに玉が「平ら」になり、外輪が摩耗すると最終的には故障する可能性があることです。したがって、ボールベアリングの定格荷重などのパラメータを定期的にチェックする必要があります。
針状ころ軸受とは何ですか?
針状ころ軸受 針状ころに似た細長い円筒ころを使用した特殊なころ軸受です。針状ころ軸受と他のタイプのころ軸受の主な違いは、ころの直径と長さの比です。直径と長さの比は 0.1 ～ 0.4 です。針状ころ軸受の主な利点の XNUMX つは、軸受の外面と接触する表面積が大きく、その結果、玉軸受よりも高い耐荷重能力が得られることです。そのため、負荷が高くスペースが限られているアプリケーションに最適です。針状ころ軸受の一般的な構造は、針状ころの向きを決めて収容する針状ころ保持器、針状ころ自体、および外輪で構成されます。
ニードルローラーケージは通常、打ち抜き鋼やプラスチックなどの材料で作られており、ニードルローラーを所定の位置に保持するのに役立ちますが、外輪は通常、鋼や真鍮などの複雑な材料で作られています。針状ころ軸受は、ラジアル荷重、スラスト荷重、複合荷重など、さまざまな設計で利用できます。ラジアル針状ころ軸受はラジアル荷重を支えるように設計されており、スラスト針状ころ軸受はアキシアル荷重を支えるように設計されています。ラジアル針状ころ軸受とスラスト針状ころ軸受を組み合わせたものは、ラジアル荷重とアキシアル荷重を支えるように設計されています。メンテナンスの点では、針状ころ軸受は比較的メンテナンスの必要性が低くなります。彼らは通常、 グリースまたはオイルで潤滑されている、潤滑剤を点検し、必要に応じて補充する必要があります。さらに、適切に機能するために、それらは清潔に保たれ、乱雑にならないようにする必要があります。全体として、針状ころ軸受は、さまざまな用途に最適な多用途で耐久性のあるころ軸受です。高い耐荷重能力と最小限のスペース要件を備えており、さまざまな用途のニーズに合わせてさまざまな設計が可能です。
針状ころ軸受は、一般の転がり軸受に比べ、断面高さと空間が小さく、耐荷重性が強く、剛性が大幅に向上します。針状ころ軸受は、玉軸受または同じ軸径の円筒ころ軸受に比べて 2 ～ 8 倍の荷重に耐えることができます。また、針状ころ軸受は回転による慣性力が小さいため、揺動運動にも適しています。軽量、小型の機械設計に適しており、滑り軸受の代替としても使用できます。針状ころと保持器のアセンブリは、針状ころ軸受の主要なタイプであり、針状ころとそれを支持する機械的保持器が含まれます。スペースを必要とする小型化においては、レシプロコンプレッサーや小型エンジンのコンロッドベアリングなどに多く使用されています。特に、この保持器の設計は、大きな速度変化、加減速、高温、潤滑条件の悪い環境でも使用できます。
ボールベアリングのメリット
ボールベアリングの利点は、相対的な安定性、小さな始動および運転トルク、低い電力損失、および高効率です。ただし、サイズの割に耐荷重が少ないのがデメリットです。用途には、小出力モーター、自動車およびトラクターのトランスミッション、工作機械のトランスミッション、一般機械および工具が含まれます。
強い収容力
ボールベアリングは、アキシアル荷重とラジアル荷重に耐えることができる軸受です。内輪と外輪の間で球面ボールを転がすことで荷重を支持します。ボールベアリングは他のベアリングと比較して耐荷重能力が高く、より大きな荷重に耐えることができるため、機械の動作が安定します。
柔軟な操作
ボールベアリングはボールが転がることで支持されるため、動作の自由度が高くなります。機械式ムーブメントにおいて、一定の偏角に耐えることができ、機械部品の異なる方向への移動を可能にし、機械式ムーブメントの操作性を向上させます。
簡単にインストールするには
ボールベアリングの構造は比較的シンプルで、取り付けも簡単です。ボールベアリングを機器のベアリングシートに置き、固定ナットまたはネジ付きリテーナで固定するだけです。複雑なベアリング構造を備えた他の取り付け方法と比較して、ボールベアリングの取り付けは簡単で便利です。
耐久性のある
ボールベアリングの内外輪面は高品質鋼を使用しており、耐摩耗性に優れています。機械式ムーブメントの長期間の動作でも良好なパフォーマンスを維持でき、簡単には動作しません。 破損する、ボールベアリングの耐用年数が長くなります。
スペースを節約
ボールベアリングは他のベアリングに比べて占有スペースが小さくなります。同仕様のベアリングの場合、ボールベアリングの外径が小さくなり、省スペース化が図れます。機械装置の設計において、ボールベアリングは装置のコンパクトな構造の可能性をもたらします。
針状ころ軸受のメリット
針状ころ軸受は、摩擦抵抗が小さく、消費電力が低く、機械効率が高いという利点があります。ただし、他のベアリングに比べて比較的高価で、騒音が発生するという欠点があります。アプリケーションには、コンプレッサー、トランスミッション、ポンプ、トルクコンバーター、サスペンションシステムなどがあります。ニードルローラーベアリングは耐久性があり、コンパクトで軽量であるため、スペースが限られている場合にはボールベアリングよりも好まれることがよくあります。
低メンテナンスコスト
ほとんどのニードルベアリングは、毎日、毎週、さらには毎月のメンテナンスを必要としません。ただし、潤滑を十分に保つ必要があります。これは、適切な潤滑剤の種類を選択し、適切な量の潤滑剤がベアリングの回転要素 (針状ころ) を確実に覆うことを意味します。適切な潤滑は、汚れや破片の侵入を防ぎ、ベアリングを腐食から保護するためにも重要です。いつ注油するのか、どのくらいの量の潤滑剤を使用するのかを知ることも重要です。通常、最良の解決策には、ベアリングに適切なタイミングで適切な量の潤滑剤が供給されるように、自動潤滑システムを設置することが含まれます。
優れたアキシアル荷重およびラジアル荷重容量
工業用針状ころ軸受は、高いアキシアル荷重とラジアル荷重にも耐えることができます。これは、高いアキシアル荷重およびラジアル荷重の要件を必要としない用途で通常使用されるボールベアリングとは異なります。アキシアル荷重はスラスト荷重とも呼ばれ、軸に平行に加えられる力ですが、ラジアル荷重は軸に垂直に加えられます。針状ころ軸受は取付面（アキシアル方向）とラジアル方向に高い荷重がかかるため、アキシアル荷重、ラジアル荷重能力に優れています。
優れた剛性
剛性とは、大きな外力が加わったときに、変形、曲がり、または破損することなくその形状を維持する材料の能力を指します。工業用針状ころ軸受は剛性に優れており、針状ころ軸受に多少の弾性変形が生じても動作に影響を与えることはほとんどありません。高いアキシアル荷重とラジアル荷重がかかるタイトフィット用途で剛性ベアリングを使用すると、合わせ面や隣接する部品を摩擦や過度の摩耗から保護するのに役立ちます。ベアリングの大きさや使用するニードルベアリングの種類により剛性が異なります。ベアリングが占有する必要がある物理的スペース、ベアリングが耐えなければならないアキシアル荷重およびラジアル荷重などの要因を常に考慮する必要があります。針状ころの使用数を増やすと剛性が増します。
高速アプリケーションに最適
ボールベアリングは、高速用途で発生する遠心力を軽減します。これにより摩擦が増加し、ボールベアリングが過熱し、最終的には破損します。対照的に、ニードルローラーベアリングは、ニードルがボールベアリングのボールよりも長くて重いため、高速回転でより大きな遠心力を生成します。また、針状ころ軸受は高速回転を実現し、高速でも過熱しないため、高温用途に最適です。
低い摩擦係数
摩擦は、特定の材料または表面が別の材料または表面に対して滑ったり、移動したり、こすったりするときに抵抗を受けるときに発生します。摩擦係数は、2 つの材料間の摩擦と、それらを保持する垂直抗力との比です。摩擦係数が低いということは、2 つの表面間の抵抗が低いことを意味します。針状ころ軸受は動作中の摩擦係数が低くなります。これは、摩擦が非常に低いため、ベアリングが過熱しないことを意味します。これは、合わせ面間の摩擦を制御するためにベアリングに多くの潤滑を必要としないことも意味します。
優れた機械的特性
最後に、機械的特性はベアリングの材質によって異なります。ただし、ほとんどの場合、軸受メーカーは機械的特性を向上させるために針状ころ軸受を熱処理します。熱処理により、ベアリングの強度、耐久性、硬度、延性、弾性、耐摩耗性を向上させることができます。ベアリングは他の金属と接触するため、熱処理によって硬度、引張強度、延性、耐摩耗性を向上させることで、合わせ面を保護しながらベアリングの耐用年数を延ばすことができます。これにより、ベアリングはより強く耐久性があり、寿命が長くなり、交換の必要性が減ります。
ボールベアリングのデメリット
ボールベアリングの主な欠点は、時間の経過とともに摩耗する傾向があることです。ボールベアリングの転動体は最終的に摩耗し、部品が摩耗し始めるとベアリングから騒音が発生することがあります。さらに、ボールベアリングが極度の高温または低温にさらされると脆くなり、ベアリングに亀裂や破損が生じ、故障する可能性があります。また、ボールベアリングは汚れの影響を受けやすく、ベアリングが目詰まりしてスムーズに回転できなくなる可能性があります。ベアリングに定期的に潤滑を行わないと、異音が発生したり、振動が発生したりして、ベアリングの早期故障の原因となります。最後に、ボール ベアリングの交換とメンテナンスには費用がかかる場合があります。取り付けが難しく、取り付けには特別な工具やスキルが必要なため、交換コストが高くなる可能性があります。さらに、潤滑や清掃などの定期的なメンテナンスも必要となるため、総所有コストが増加します。
針状ころ軸受のデメリット
針状ころ軸受は非常に高価になる場合があります。潤滑が適切に維持されていないと、簡単に損傷する可能性があります。ニードルベアリングを適切なサポートなしで使用すると、早期に摩耗する可能性があります。また、針状ころ軸受は衝撃荷重に弱く、過度な力が加わると破損しやすくなります。針状ころ軸受が適切に機能するには正確な位置合わせが必要ですが、用途によってはこれを達成するのが難しい場合があります。
ボールベアリングの用途
ボールベアリングは回転摩擦を軽減し、さまざまな用途でラジアル荷重とアキシアル荷重をサポートします。ボール ベアリングは、回転シャフトをサポートし、シャフトとそのコンポーネントの間の摩擦を軽減するために、ロボット、電気モーター、ポンプ、ファン、コンプレッサー、その他の回転機械に一般的に使用されています。コンベヤシステムや自動車部品にも使用されています。さらに、ボール ベアリングはスケートボード、インライン スケート、その他のレクリエーション製品にも使用されています。ボール ベアリングは、携帯用電化製品、玩具、工具などの多くの消費者製品にも使用されています。ボールベアリングは、歯科用ドリルや医療用画像機器などの高性能医療機器や歯科機器にも使用されています。ボールベアリングは、工作機械、ポンプ、コンプレッサー、コンベヤシステムなどの多くの産業機械にも使用されています。
針状ころ軸受の用途
針状ころ軸受は、自動車、航空宇宙、産業用途で一般的に使用されています。これらのベアリングは、回転および振動するシャフトをサポートするように設計されており、さまざまな用途に使用されます。自動車用途では、ニードルローラーベアリングはトランスミッション、クラッチ、ディファレンシャル、パワーステアリングシステム、その他の駆動系コンポーネントに使用されます。ギアボックスでは、コンポーネントの摩擦と摩耗を軽減し、ギアボックスの駆動に必要な電力を削減するためにニードル ベアリングが使用されています。クラッチでは、ニードルローラーベアリングを使用してクラッチプレートの摩耗と摩擦を軽減し、クラッチプレートの寿命を延ばし、スムーズな操作を実現します。航空宇宙用途では、針状ころ軸受は航空機エンジン、着陸装置、操縦翼面に使用されます。エンジンでは、クランクシャフトやその他の回転部品の摩擦と摩耗を軽減するために針状ころ軸受が使用されており、エンジンの効率と性能の向上に役立ちます。着陸装置では、サスペンションコンポーネントの摩擦と摩耗を軽減し、よりスムーズな乗り心地を提供するためにニードルベアリングが使用されています。操縦翼面では、アクチュエーターの摩擦と摩耗を軽減するためにニードル ベアリングが使用されており、航空機の制御が向上します。
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