さまざまな種類のベアリング
ベアリングは様々な機械の主要部品の一つであり、自動車、石油・ガス、製造業、航空宇宙産業など、幅広い産業で利用されています。時とともにベアリングの種類は増え、現在では滑りベアリング、ボールベアリング、ローラーベアリング、特殊用途ベアリングに大別されます。
これらのカテゴリーにはそれぞれ異なるバージョンが多数存在し、それぞれ特定の状況に合わせて設計されています。製品の種類が多岐にわたるため、多くの再販業者、ディーラー、そしてエンドユーザーにとって、選択に苦労することがよくあります。
速度、作業条件、積載要件、ずれの考慮などの重要な点に重点を置いて購入することで、成功率を高めることができます。 CNC加工 プロジェクト。これらすべての点とその他の点は、このさまざまな種類のベアリングに関する記事で説明されています。
さらに詳しい情報については、以下をお読みください。
ベアリングとは何ですか?
セットアップのベアリング
ベアリングは、機械システムに組み込まれる機械部品であり、様々な機能を果たしますが、主に動きや回転を滑らかにし、簡素化することを目的としています。ベアリングは、力や運動の発生源に直接（接触ベアリング）または間接的に（非接触ベアリング）力や運動を伝達することで、これらの機能を果たします。
基本的なベアリングコンポーネントは次のとおりです。
- 内輪と軌道
- 外輪と軌道
- 転動体
- ケージ
ベアリングの部品
その 内輪 小さい方のリングはシャフトに接しています。ボールベアリングの場合、このリングには溝状の軌道面があり、ローラーベアリングの場合、この軌道面は平らです。同じ軌道面がシャフトにも配置されています。 外輪ただし、ベアリングの中心を向いています。
ベアリングは、外輪と内輪の間を移動するボールまたはローラーの存在により、スムーズに回転します。これらのベアリング部品は、 転がり要素.
これらの部品は摩擦の大部分を担うため、専門的に設計・製造されなければなりません。転動体の表面品質と対称性は、性能を向上させ、発熱と騒音の発生を最小限に抑えるために、完璧でなければなりません。
時 ケージ セットにこれを追加すると、ベアリングが完成します。その主な機能は、転動体が所定の位置に留まるようにすることです。
ベアリングの機能は何ですか?
ベアリングは、機械のスムーズで効率的、そして安全な動作に不可欠な役割を果たし、機械効率を高め、動作を制御します。ベアリングの中心的な機能であり、多くの人が思い浮かべるのは摩擦の低減ですが、これらの機械部品は他にも様々な用途があります。
荷重を支え、荷重を分散し、熱を放散して機械を安全に操作します。
荷重の支持と分散
ベアリングは通常、 クランクシャフト 荷重を支えるための装置やその他のシャフト、例えば自動車のモーターシャフトなど。ベアリングが荷重を支えることで、シャフトはスムーズに回転します。
ベアリングにかかる荷重の種類
摩擦を減らす
これはベアリングの最も顕著な機能です。ベアリングが使用される箇所はどこでも、例えば車のバルブトレインでも、 自動車エンジンバルブ航空機の着陸装置、自動車の車輪、医療施設のロボットアームなどでは、滑り運動を回転運動に置き換えます。
これにより、可動部品間の摩擦が効果的に低減されます。言い換えれば、ここで紹介するベアリングは、固定軸上の回転運動または直線運動を改善します。
摩耗を最小限に抑える
ベアリングは、重量と動きを支えることで、可動部品の摩耗を大幅に軽減します。ベアリングは、反対方向の力が相互作用するための滑らかな表面を提供します。これにより、部品の耐久性が向上するだけでなく、メンテナンスコストも最小限に抑えられます。
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ベアリングの種類の分類
ベアリングは、滑り軸受、ボールベアリング、ローラーベアリング、マウントベアリング、特殊用途ベアリングといった分類に分類されることが多いでしょう。ベアリングの種類を分析する上で役立つ方法は、これらの機械部品を設計と機能に基づいて大まかに分類することです。どの業界に焦点を当てる場合でも、この分類は重要です。
これらの各タイプのベアリングの動作特性、用途、理想的な負荷タイプはそれぞれ異なるため、その特性を調べることは価値があります。
ベアリングの種類1：滑りベアリング
すべり軸受は最も基本的で普及しているタイプで、そのシンプルさと汎用性で知られています。その機構はシンプルで、潤滑剤の助けを借りて表面が互いに滑ります。
すべり軸受
ローラーベアリングやボールベアリングなどの他のベアリングとは異なり、すべり軸受には可動部品がありません。代わりに、軸受と可動部品が直接接触する圧入構造になっています。メンテナンスフリーであるため、耐久性と低コストが重視される用途に適しています。例えば、 カムシャフト.
すべり軸受には、スリーブ軸受やフランジ軸受などいくつかの種類があります。
ベアリングの種類2：ボールベアリング
転がり軸受の一部であるボールベアリングは、球面状の転がり部品を特徴としており、機械装置が軸方向およびラジアル方向の荷重を効果的に処理できるようにします。このクラスには、アンギュラコンタクトボールベアリング、深溝玉軸受、自動調心玉軸受、スラストボールベアリングなどの設計が含まれます。
アンギュラ玉軸受
アンギュラコンタクトボールベアリングは、大きな軸方向荷重がかかる状況に対応するように設計されています。このベアリングのトラックは軸方向に傾斜しており、ボールとトラックの間に傾斜した接触角を形成します。
アンギュラ玉軸受
深溝玉軸受
これらのボールベアリングは、深い溝を備えた外輪と内輪を備えており、ボールが軸方向とラジアル方向の両方の荷重を支えることができます。このタイプのベアリングは、自動車のスターター、高精度CNCスピンドル、ロータリーソーなどの高速アプリケーションでよく使用されます。
セルフアライニング玉軸受
このタイプのボールベアリングは、3度のミスアライメントを持つシャフトの摩擦を最小限に抑え、荷重を支えるように設計されています。このミスアライメントが動的なものか軸方向のものかを問わず、このベアリングは適用可能です。
これらのベアリングは自己調整機能を備えているため、ローダー、発電機、ポンプなどの機械に便利です。
スラスト玉軸受
スラストベアリングの特徴的な用途は、シャフトの軸方向荷重を支持し、シャフトの軸方向スラストを防止することです。これらのベアリングは軸方向荷重のみをサポートするように設計されているため、ラジアル荷重の支持には適していません。
スラストボールベアリング
これらのコンポーネントは、工作機械のスピンドル、自動車のクラッチ、ステアリングギアなどの用途で使用されています。
ベアリングの種類3：ローラーベアリング
ローラーベアリングの種類の中で最も特徴的なのは、非常に大きな荷重を支えるように設計された円筒ころです。この転がり軸受のカテゴリには、円筒ころ軸受、ニードルころ軸受、スフェリカルローラーベアリング、テーパーローラーベアリングなどがあります。
円筒ころ軸受
円筒ころ軸受は、軌道面内に円筒形のころが配置されています。ころとリングの線接触により、広い面積にわたって荷重を分散させることができます。この軸受は、例えば自動車など、大きなラジアル荷重がかかる用途でよく使用されます。 伝動軸および電気モーター。
ニードルローラーベアリングの種類
ニードルローラーベアリング
このタイプは、ケーシング内に細長いベアリングが配置されています。ベアリングの端部はテーパー状または半球状になっています。この設計は、2ストロークエンジン、繊維機械の糸供給装置、産業用ロボットのサーボモーターなどにおける高いラジアル荷重の克服に優れています。
球面ころ軸受
これらは、大きなラジアル荷重と一部のアキシアル荷重に最適なベアリングです。角度のずれを吸収するために設計された球面ローラーを備えています。この種のベアリングは、風力タービンのシャフト、鉱山機械、圧延機などに使用されています。
テーパーローラーベアリング
名前から推測できるように、これらのローラーベアリングは、回転軸が収束する円錐ローラーを備えています。自動車用途で人気があり、ラジアル荷重とアキシアル荷重の両方に対応します。
円すいころ軸受
ベアリングの種類4：特殊用途ベアリング
すでに説明した最初の2つのベアリングのカテゴリーは標準的であると考えられており、したがって、関連するアプリケーションで最も一般的です。 CNC機械加工サービスただし、非常に厳しい寸法制限、過酷な動作条件、特殊な負荷要件などにより、これらの機械部品が不十分な場合があります。
このような場合には特殊用途ベアリングが使用されます。特殊用途ベアリングには、エアベアリング、リニアベアリング、磁気ベアリングの3つの主なタイプがあります。
エアベアリング
エアベアリング
このベアリングは、空気力学的ベアリングまたは空気静圧ベアリングとも呼ばれます。これは、ベアリングの設計が、標準的な直接接触ではなく、薄い空気膜が荷重を支えるという概念に基づいているためです。 CNC部品.
これらのコンポーネントは、低振動と優れた回転精度で知られており、座標測定機 (CMM) や微細加工などのアプリケーションで重要な特性を備えています。
リニアベアリング
これはもう一つの独特なタイプのベアリングで、直線運動用途で非常に人気があります。これらのベアリングは、シャフトやレール上を直線に沿って移動することを特徴とし、循環式ボールベアリングを使用しています。
リニアベアリング
磁気軸受
磁気力を利用して荷重を支え、スムーズな動きや回転を実現するベアリングです。これらのベアリングは、100%磁気軸受の場合もあれば、従来のベアリング構成を採用している場合もあります。これらのベアリングには様々な種類がありますが、アクティブ磁気軸受（AMB）が最も広く使用されています。
流体軸受
流体軸受は、薄い潤滑流体層を使用する特殊な軸受です。主に油を使用するこの軸受は、衛星、発電機、ガスタービン、自動車、航空宇宙産業などの用途に使用されています。
流体軸受
ベアリングの種類5：マウントベアリング
マウントベアリング、またはベアリングユニットは、ベアリングハウジングが組み込まれた状態で出荷されます。取り付けとメンテナンスが容易になるように設計されており、ハウジングは主にステンレス鋼または鋳鉄で作られています。
マウントベアリングの一般的なバージョンは、フランジブロック、ハンガーベアリング、ピローブロックです。
フランジベアリング
フランジベアリング
このマウントベアリングタイプは、ボールベアリングインサートとフランジ付きハウジングを備えています。ハウジングは、取り付けだけでなく、HVAC、マテリアルハンドリング、その他の関連用途で使用する際にベアリングを汚染物質から保護するためにも重要です。
ハンガーベアリング
ハンガーベアリング
ハンガーベアリングは、その名の通り、特に航空宇宙および自動車用途において、ドライブシャフトアセンブリに吊り下げて使用するように設計されています。スクリューアセンブリとの組み合わせが最も適しており、最も一般的に使用されています。
ピローブロックベアリング
ピローブロックベアリング
ピローブロック型ベアリングの取り付け穴はシャフトに対して垂直に配置されています。プレス鋼と鋳鉄で作られたこのベアリングは、堅牢な設計で産業用途に最適です。
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ベアリングの選び方
ベアリングの選択は機械の性能と耐久性に影響します。したがって、どのようなベアリングを提供または使用するかを決定する前に、あらゆる要素を徹底的に検討することが重要です。
上記で概説したすべてのオプションを考慮すると、動作条件、負荷の性質、精度、剛性などの要素が選択プロセスにおいて重要になります。
速度範囲
回転速度または移動速度は、あらゆる種類のベアリングにとって重要な考慮事項です。高速回転用のベアリングは、通常、材料、形状、および方向が適合するように設計されます。一般的に、ローラーベアリングは低速用途に適しており、ボールベアリングは高速用途に対応できます。
労働条件
動作条件とは、ベアリングの性能に影響を与える可能性のある、気象要因や人為的要因など、あらゆる要素を指します。ベアリングは、熱、汚れ、振動、湿気など、様々な環境下で最適な性能を発揮できるでしょうか？
例えば、温度は材料特性や潤滑効率に変化をもたらす可能性があります。高温環境で使用されるベアリングは、高温に耐えられるよう設計されなければなりません。
ずれ許容範囲
多くの場合、ベアリングは位置ずれした部品にさらされます。その場合、そのような状況に対するベアリングの許容度が重要になります。 モーターシャフト 偏差が小さい場合、ベアリングは最適に機能します。位置ずれのあるセットアップで最高のパフォーマンスを得るには、スフェリカルローラーベアリングの使用を検討してください。
読み込み要件
荷重の大きさと方向は、ベアリングの種類と用途において重要な考慮事項です。この部品は、ラジアル力とそれに伴う軸方向力の両方を支える必要があります。テーパーベアリングは軸方向荷重の処理に優れており、ローラーベアリングは大きなラジアル荷重の処理に優れています。
参考文献： カスタムカーのインテリアと製造, カスタムカー内装材と製造
結論
機械の陰の功労者リストがあるとすれば、それは様々な種類のベアリングでしょう。航空宇宙部品、産業機械、消費財など、数多くの用途において、優れた効率でスムーズに動作するシステムは、これらの強力なベアリングのおかげです。
Bodaでは、用途に最適なベアリングを選択することの重要性を認識しています。CNC精密加工における深い専門知識を活かし、ベアリングをはじめとする部品の最適な性能を実現します。
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