深溝玉軸受はハンドルモーメントに適していますか?実践的なガイド

ポンプのハウジングにボルトで固定された小型の電気モーターを想像してください。ベルトは張られ、シャフトはわずかにずれ、モーターのパルスごとにベアリングにねじりの力が伝わります。このねじり力はモーメント荷重と呼ばれ、深溝玉軸受が適切なコンポーネントであるか、それとも早期故障の原因となるかが決まります。

端的に言えば、深溝玉軸受は小規模から中程度のモーメント荷重には対応できますが、大きな傾斜力や継続的な傾斜力には対応できないように設計されているということです。ほとんどの低電力モーター、ファン、食品機械、小型トランスミッション ユニットにとって、これらはコスト効率に優れた優れた選択肢となります。長い片持ちシャフトで 24 時間 365 日稼働するミキサーや、一定の振動が発生するギアボックスの場合、深溝ボール ベアリングはソリューションの一部にすぎない可能性があります。

実際の瞬間負荷とは何か

瞬間荷重は実際には包括的な用語です。傾きモーメントや転倒モーメントと呼ばれることが多く、ベアリングを中心にシャフトを曲げようとする力です。ベアリングのカタログで通常強調される 2 つの荷重タイプとは異なる動作をします。

• ラジアル荷重は、シャフト軸に垂直に転動体を真っすぐに押します。
• アキシアル荷重は、シャフト軸に沿ってベアリング面に向かって、またはベアリング面から離れる方向に押します。
• モーメント荷重は軸受中心からオフセットした距離で力が作用するため、外輪に対して内輪を傾けようとします。

深溝玉軸受は、深い軌道溝を使用しているため、ラジアル荷重と両方向の限定されたアキシアル荷重を受けることができます。ボールは比較的広い接触面に収まるため、小さな傾きがいくつかのボールに分散されます。しかし、接触は依然として本質的に点接触であるため、大きなモーメントは少数の転動体に応力を集中させ、等しいラジアル荷重よりも早く耐用年数を短縮します。

深溝玉軸受はモーメントに対応できますか?

はい、ただし明確な制限があります。モーメントが小さく断続的であれば、ベアリングはうまく機能しており、気づかれないことがよくあります。モーメントが大きいか永続的な場合、ボールと軌道が変形し、摩擦が増大し、ベアリングが高温になります。実際的なルールとしては、単列深溝玉軸受は主要な設計荷重ではなく、用途に付随する小さなモーメント荷重を処理できるということです。

複列深溝玉軸受の場合は話が異なります。追加のボール列によりベアリングがより堅牢になり、ラジアル荷重とアキシアル荷重に加えて傾斜モーメント荷重を支えることができます。トレードオフは幅とコストです。コンパクトなファンや小型電動工具では、複列ベアリングが適合しない可能性があり、追加された剛性が形状変更の価値がない場合があります。

実マシンでモーメント負荷が現れる場所

ベルト駆動のファンとポンプが典型的なケースです。ベルトに張力がかかると、プーリーはシャフトに半径方向の力を発生させます。シャフトが長い場合、またはプーリーが片持ち梁の場合、その力はベアリングにモーメントも発生します。同様の状況が小さなドリルスピンドルでも起こり、チャックがベアリングから遠く離れており、ドリルの圧力によりシャフトが曲がります。

家電製品や食品機械のアセンブリでは、回転部品のアンバランス、取り付け面の位置のずれ、または熱膨張によってモーメント負荷が発生することがよくあります。これらの負荷は通常小さいため、ミニチュアおよび小型の深溝玉軸受がこのような製品に適しているのです。モーメントがより一定である場合、スナップ リング ベアリングは、ベアリングをシャフトまたはハウジング内で軸方向にロックすることで役立ち、傾斜した荷重によってベアリングが所定の位置から押し出されることがなくなります。

6200ZZNR 小型モータ用止め輪付深溝玉軸受 この 10×30×9 mm ベアリングは、二重シールドと軸方向の位置決め用のスナップ リングを備えています。ベアリングの選択に関する前セクションで説明したように、モーメント負荷により安定したアライメントが必要な小型モーターやツールに適しています。 製品を見る→

ロータリーバリカン、電気バリカン、小型ブレンダーも振動力を生成します。モーメントはサイクルごとに方向を変えるため、ベアリングにはボールが詰まることなく移動できるように十分な内部クリアランスが必要です。適切に設計されたケージを備えたミニチュア ベアリングは、振動下でもボールの間隔を安定に保ちます。これは、モーメントが 1 分間に何千回も往復するときにベアリングに必要なものです。

モーメント容量を決定する要因

軸受の形状はモーメント容量のほとんどを決定しますが、動作条件も同様に重要です。デザインを完成させる前に確認する価値のある詳細を以下に示します。

• ボールの数: ボールの数が増えると、より多くの接触点に負荷が分散され、傾斜に対する耐性が向上します。
• 軌道の深さ: 溝が深いため、過度のエッジ応力を生じることなく、多少の角度のずれが許容されます。
• 内部クリアランス: クリアランスが狭いとモーメントの剛性が向上しますが、摩擦が増加するため、有効速度が低下します。
• 予圧: 予圧を加えるとベアリングがより硬くなり、シャフトの曲がりに対してしっかりしますが、予圧が大きすぎると発熱が発生します。
• 材質: 耐荷重の観点からクロム鋼が標準的な選択ですが、ステンレス鋼は食品または化学環境における二部構成の腐食を保護します。
• シールとシールド: 接触シールは抵抗と熱を加えますが、軌道をきれいに保ちます。シールド付きバージョンは、摩擦を加えることなく埃を防ぎます。
• ケージタイプ: 強力なケージによりボールの間隔が安定し、モーメントが 1 つのポケットに集中するのを防ぎます。

一部のアセンブリでは、 フランジ付きベアリング 軸方向のずれを防ぐ位置決めショルダーを追加します。フランジは、ベアリングがボアから滑り出そうとする瞬間に有効な対策となり、多くの場合、ハウジングの設計を簡素化します。

用途に適したベアリングの選択

モーメントの大きさを推定することから始めます。式は単純です。モーメントは、力にベアリングの中心から力の点までの距離を掛けたものに等しいです。その値をベアリングの動定格荷重と比較してください。この定格は傾斜荷重ではなくラジアル荷重を想定していることに注意してください。モーメントが定格荷重の一部を超える場合は、より重いセクションまたは 2 列の設計を依頼してください。

次に速度を確認します。高速と高モーメントは最悪の組み合わせです。なぜなら、摩擦により生じる熱が、窮屈なハウジング内でベアリングによって除去できないからです。その場合、多くの場合、単純に予圧を加えるよりも、より多くのボールを備えたより大きなベアリングまたはより軽いケージを使用する方が良い解決策となることがよくあります。

次のステップはフィットとクリアランスです。シャフトが緩すぎると内輪が回転し、そのモーメントが誤ったブリネリングのへこみに変換されます。ハウジングがきつすぎると、外輪が圧迫され、ベアリングがわずかに傾くために必要なラジアル隙間が失われます。装着後は潤滑剤を選択してください。高粘度の基油を含むグリースは低速での転がり接触を保護し、連続高速運転ではオイルバスの方が効果的です。

モーターおよびポンプの中ラジアル荷重用 6205ZZ ボール ベアリング 25×52×15 mmのサイズとGCr15鋼を備えたこのシールドベアリングは、中程度のラジアル荷重に耐えます。これは、前述のフィット、クリアランス、および潤滑に関するガイダンスとうまく組み合わされており、機械の信頼性の高いパフォーマンスを保証します。 製品を見る→

中程度のモーメントを伴う単列アプリケーションの場合、深い溝と鋼製保持器を備えた小型ベアリングが信頼できるデフォルトとなります。優れたラジアル容量を提供し、幅広い速度範囲で動作し、大量生産でもコスト効率を維持します。

ベアリングメーカーと直接提携

カタログ値は出発点として役立ちますが、特定のハウジング、シャフト、負荷サイクル、温度ではなく、テスト装置に基づいています。ここで直接メーカーが役立ちます。ベアリング工場と協力して新製品を開発する場合、ボールの数、保持器の材質、内部クリアランス、グリースの種類、さらには軌道の形状を実際の組み立ての瞬間に合わせて調整できます。

寧波にある当社の施設では、ミニチュアおよび小型サイズの製品を製造しています。 深溝玉軸受 小さなモーメントは存在するが支配的ではないアプリケーション向け。当社では、生産前に図面を定期的にレビューし、サンプルをテストし、動的な振れと騒音レベルを検証します。製造プロセスは ISO 9001 および ISO/TS 16949 管理システムに従っており、各バッチは梱包前に寸法チェックと目視検査を受けます。

SMR148-2RS 精密機器用ステンレスミニチュアベアリング この 8×14×4 mm のステンレス鋼ベアリングは耐腐食性があり、小型モーターやロボットに最適です。その薄型プロファイルとシールドは、過酷な環境またはコンパクトな環境での軽量用途の要件を満たします。 製品を見る→

設計で食品機械やロボットのジョイントにステンレス鋼ベアリングを使用している場合、モーメントは通常小さいですが、腐食要件は小さくありません。薄型のステンレス鋼ミニチュアベアリングは、クロム鋼ベアリングをダメにする環境に耐えながら、傾斜荷重に耐えることができます。大量の OEM 注文の場合、不必要なセットアップのオーバーヘッドなしで、標準外の寸法や特殊なケージ設計もサポートします。

深溝ボールベアリングはハンドルモーメントに優れていますか?小規模かつ中程度の瞬間の場合は「はい」、継続的な重度の瞬間の場合は「いいえ」です。単一荷重タイプのため、ベアリングに欠陥はありません。それは単に放射状の優位性と時折の傾斜のために設計されています。モーメントの大きさ、速度、フィット感、クリアランスを確認し、設計が固まる前にメーカーに確認してください。ある用途では正しい答えが、別の用途では間違った答えである可能性があります。ベアリングのサプライヤーと短い会話をするだけで、後で現場で失敗することを避けることができます。