ベアリングを理解するための 1 分

まずはベアリングの基本構造

軸受の基本構成：内輪、外輪、転動体、保持器

内輪：多くの場合、軸と密接に一致し、一緒に回転します。

外輪: 多くの場合、主に効果をサポートするためにベアリング シートの移行部が付いています。

内外輪材質は軸受鋼GCr15、熱処理後の硬さはHRC60～64です。

転動体：内輪と外輪の溝に均等に配置された保持器により、その形状、サイズ、数が軸受の耐荷重能力と性能に直接影響します。

保持器：転動体を均一に分離するとともに、転動体の回転を案内し、軸受の内部潤滑性能を効果的に向上させます。

鋼球：材質は軸受鋼GCr15が一般的で、熱処理後の硬さはHRC61～66です。精度等級は、寸法公差、形状公差、ゲージ値、表面粗さにより、高いものから低いものまでG（3、5、10、16、20、24、28、40、60、100、200）に分けられます。

補助軸受構造もあります

ダストカバー（シールリング）：ベアリングへの異物の侵入を防ぎます。

グリース: 潤滑し、振動と騒音を軽減し、摩擦熱を吸収し、ベアリングの耐用時間を延ばします。

第二に、ベアリングの分類

可動部品の摩擦特性の違いに応じて、ベアリングは転がり軸受と転がり軸受の2つのカテゴリに分類できます。転がり軸受では、深溝玉軸受、円筒ころ軸受、スラスト玉軸受が最も一般的です。

深溝玉軸受は主にラジアル荷重を負荷しますが、ラジアル荷重とアキシアル荷重を同時に負荷することができます。ラジアル荷重のみが作用する場合、接触角はゼロになります。深溝玉軸受のラジアルすきまが大きすぎると、アンギュラ玉軸受の性能が得られ、大きすぎるアキシアル荷重に耐えることができ、深溝玉軸受の摩擦係数が小さくなり、限界回転速度も高くなります。

深溝玉軸受は、転がり軸受の中で最も代表的な製品であり、幅広い用途に使用されています。高速回転や超高速回転運転にも適しており、耐久性に優れ、頻繁なメンテナンスが不要です。この種の軸受は、摩擦係数が小さく、限界速度が高く、構造が簡単で、製造コストが低く、高い製造精度を達成しやすい。サイズ範囲と状況が変化し、精密機器、低騒音モーター、自動車、オートバイ、通常は機械やその他の産業で使用される、最も一般的なタイプの機械工学用ベアリングです。主にラジアル荷重を負荷しますが、ある程度のアキシアル荷重も負荷することができます。

円筒ころ軸受、転動体は円筒ころ軸受の求心転がり軸受です。円筒ころ軸受と軌道面は線接触軸受です。負荷能力が大きく、主にラジアル荷重に耐えます。転動体とリングの縁との間の摩擦が小さく、高速運転に適しています。リングにフランジの有無により、NU\NJ\NUP\N\NF などの単列ベアリングと、NNU\NN などの複列ベアリングに分けられます。

内輪または外輪につばのない円筒ころ軸受で、内輪と外輪がアキシアル方向に相対移動できるため、自由端軸受として使用できます。内輪と外輪の片側は二重つば、反対側は片つばの円筒ころ軸受となっており、同方向のアキシアル荷重にある程度耐えることができます。通常は鋼板製保持器、または銅合金製の中実保持器が使用されます。しかし、それらの中にはポリアミド成形ケージを使用するものもあります。

スラスト玉軸受は、高速運転時のスラスト荷重に耐えるように設計されており、ボールが転動するための軌道溝を設けたガスケットリングで構成されています。スラスト玉軸受はリングが座パッド形状であるため、平座パッド形と調心球面座形の2種類に分かれます。さらに、このようなベアリングはアキシアル荷重には耐えられますが、ラジアル荷重には耐えられません。

スラスト玉軸受は、シートリング、シャフトリング、鋼球保持器アセンブリで構成されています。シャフトリングはシャフトに、シートリングはシェルに合わせました。スラスト玉軸受は、クレーンフック、垂直ポンプ、垂直遠心分離機、ジャッキ、低速リターダなどのアキシアル荷重の一部、低速部品の軸受にのみ適しています。軸受のシャフトリング、シートリングおよび回転体は、分離されており、別々に取り付けおよび取り外しが可能です。

三、転がり軸受の寿命

(1) 転がり軸受の主な損傷形態

疲労剥離:

転がり軸受では、荷重と接触面 (軌道または転動体表面) の相対運動が継続的に負荷されるため、最初は表面の下、対応する深さ、亀裂の弱い部分が発生し、その後亀裂が進展します。接触面の金属の表層が剥がれ、軸受が正常に動作しなくなる現象を疲労剥離といいます。転がり軸受の最終的な疲労剥離は避けるのが難しく、実際、通常の取り付け、潤滑、シールの場合、軸受の損傷のほとんどは疲労損傷です。したがって、軸受の寿命は通常軸受の疲労寿命と呼ばれます。

塑性変形（永久変形）：

転がり軸受に過大な荷重がかかると、転動体や接触面への転がりに塑性変形が生じ、表面への転がりにより凹みが発生し、軸受の運転時に激しい振動や騒音が発生します。また、外部からの異物の侵入や過度の衝撃荷重、ベアリング静止時や機械の振動などにより接触面に圧痕が発生する場合があります。

磨耗:

転動体と軌道面の相対運動や塵埃の侵入により、転動体や表面の転がりにより摩耗が発生します。摩耗量が大きくなると、軸受すきまの増加や騒音・振動の増加、軸受の回転精度の低下など、一部の主機関の精度に直接影響を及ぼします。

第四に、軸受の精度レベルと騒音クリアランスの表現方法

転がり軸受の精度は寸法精度と回転精度に分けられます。精度レベルは標準化されており、P0、P6、P5、P4、P2の5段階に分かれています。レベル 0 から精度が向上しましたが、通常の使用ではレベル 0 で十分ですが、状況や機会によって必要な精度レベルは異なります。

5、ベアリングに関するよくある質問

(1) 軸受鋼

一般的に使用される転がり軸受鋼の種類: 高炭素複合軸受鋼、浸炭軸受鋼、耐食性軸受鋼、高温軸受鋼

(2) 軸受取付後の潤滑

潤滑はグリース、潤滑油、固体潤滑の3種類に分けられます。

潤滑によりベアリングが正常に動作し、軌道と転動面との接触が回避され、ベアリング内部の摩擦と摩耗が軽減され、ベアリングの耐用時間が向上します。グリースは付着力、耐摩耗性、耐熱性に優れており、高温ベアリングの耐酸化性を向上させ、ベアリングの寿命を延ばすことができます。ベアリング内のグリスは多すぎてはいけません。多すぎると逆効果になります。ベアリングの速度が高くなるほど、被害も大きくなります。熱が大きくなるとベアリングが作動し、過度の熱により損傷しやすくなります。したがって、科学的にグリースを充填することが特に重要です。

六、ベアリングの取り付け上の注意事項

取り付ける前に、ベアリングの品質に問題がないかどうかを確認し、対応する取り付けツールを正しく選択し、ベアリングを取り付けるときはベアリングの清浄度に注意してください。叩くときは均等な力を意識して、優しく叩いてください。取り付け後、ベアリングが正しく取り付けられているかを確認してください。汚染を防ぐため、準備作業が完了する前にベアリングを開梱しないでください。