深溝玉軸受とは何ですか?

深溝玉軸受とはそもそも何ですか

名前はレースウェイの形状に直接由来しています。プレーンラジアルベアリングでは溝が浅く、シャフトを真っ直ぐに押す荷重にのみ抵抗します。深溝ボールベアリングでは、溝の半径はボール自体よりもわずかに大きく、通常は数パーセント以内にカットされているため、シャフトが横に押してもボールが溝から飛び出す余地はありません。この 1 つの幾何学的な決定が、深溝ボール ベアリングがキッチン ミキサー モーターからコンベア ギアボックスに至るまで、ほぼすべての機械カテゴリでデフォルトの選択肢となった理由です。

技術名を知らずにベアリング ボールまたはベアリング ボール ベアリングを検索すると、ほとんどの場合、まさにこの部分について説明されています。これは、他のどの転がり軸受ファミリーよりも多くのカタログ ページ、より多くの OEM 図面、およびより多くの交換部品リストに掲載されているため、ほとんどのエンジニアが最初にイメージする軸受です。

深溝玉軸受の内部部品

すべての深溝玉軸受は、大小を問わず、同じ 5 つの機能部品から作られています。それぞれを理解すると、後でベアリング サイズ表やベアリング寸法表を読むのがはるかに簡単になります。これは、その表のすべての寸法がこれらのコンポーネントの 1 つにマッピングされるためです。

• 01
  内輪 軸に圧入して内輪軌道溝を伝達します。軸受の内径は、ベアリング サイズ表の最初の番号です。
• 02
  外輪 ハウジングのボア内に収まり、外側軌道溝を保持します。その外径は、ボアとともにベアリングの断面を定義します。
• 03
  ボール補完 硬化鋼球のリング。通常は小または中程度の穴の中に 8 ～ 10 個あり、2 つの軌道の間を転がり、物理的に荷重を支えます。
• 04
  ケージまたはリテイナー ボールが軌道面の周囲に均等な間隔で配置され、滑り摩擦や急速な摩耗が発生するボール同士の接触を防ぎます。
• 05
  シールとかシールドとか 外輪に圧入または固定されるオプションのカバーで、潤滑剤の侵入や汚れの侵入を防ぎます。オープン、シールド、シールされたバージョンはすべて同じ内部形状を共有します。

注: ボール ベアリングという用語は、アセンブリ全体を説明するために大まかに使用されることがよくありますが、ベアリング ボール単体では、通常、修理またはグリース補給作業用に別売りされる、緩いスチール ボール コンポーネントのみを指します。

深溝玉軸受が荷重を支える仕組み

深溝玉軸受は点接触原理で動作します。各鋼球は 1 点で内側軌道面に、1 点で外側軌道面に接触し、荷重はローラー ベアリングのように完全な線を横切るのではなく、これら 2 つの小さな接触パッチを通過します。点接触により転がり抵抗が低く抑えられるため、深溝玉軸受は同じサイズの他のほとんどの軸受ファミリーよりも自由に回転します。

両方のリングの軌道溝が深いため、2 つの接触点を結ぶ線はボールの中心を通って完全に真っ直ぐではなく、小さな角度で位置しており、静止状態ではほぼ 0 度であることがよくありますが、アキシアル荷重がかかるとわずかに移動します。この変化する接触角により、単列深溝玉軸受は、対向する 2 番目の軸受を必要とせずに、どちらの方向からの推力にも耐えることができます。双方向推力に対応するには、円すいころ軸受またはアンギュラコンタクト軸受を組み合わせる必要があります。深溝単列ボールベアリングは、1 つの部品で、1 つの価格で単独で機能します。

単列深溝玉軸受と複列玉軸受

深溝玉軸受という言葉のほとんどは、単列深溝玉軸受を指し、これがはるかに一般的な構成です。複列バージョンでは、1 つの幅広ベアリングでボールの補数が 2 倍になり、シャフト上に 2 つの別個の単列ベアリングを積み重ねることなくラジアル容量が向上します。以下の表は、2 つの構成を並べて示しています。

実際、深溝単列ボールベアリングは、ほとんどのシャフトが複列設計で得られる余分なラジアルマージンを必要としないため、10 個中 9 個以上の産業用途に対応しています。複列ベアリングは、シャフトに沿ったスペースが限られているが、ラジアル荷重が異常に高い状況のために予約されています。

深溝玉軸受がデフォルトの選択である理由

ベアリング技術者に深溝ボールベアリングが何に役立つかを尋ねると、答えはほとんど常に同じです。極端な場合を除いてすべてです。これらは入手可能な最高の耐荷重ではありませんし、入手可能な最高のベアリングでもありませんが、荷重、速度、コスト、シンプルさの間で最も優れた妥協点を持っています。まさにこれが、この単一タイプのベアリングの世界生産量が他のすべての転がり軸受ファミリーを合わせたものを上回っている理由です。

オープン、シールド、シール深溝玉軸受

深溝玉軸受にはいくつかの異なる保護レベルが用意されており、サイズ番号の後の接尾辞の文字によって、どの保護レベルを保持しているかがわかります。これは、交換用ベアリングのボール ベアリングを機械に適合させる際に、生の寸法と同じくらい重要です。

深溝玉軸受のサイズ表と寸法

すべての深溝玉軸受は、穴径、外径、幅という 3 つの中心的な測定値によって表されます。これら 3 つの数値が合わさって、すべてのメーカーのデータシートに記載されているベアリングの寸法表を構成します。以下の表は、60 エクストラ ライト、62 ライト、63 ミディアム シリーズをカバーする、最も一般的なメートル シリーズの標準ボール ベアリング サイズ表です。

上記の数値は一般的な比較のために使用される代表的なカタログレベルの値です。定格荷重は製造規格によって若干異なるため、注文する前に必ず正確なベアリング サイズとベアリングの寸法を現在のメーカーのデータシートと照合してください。

軸受の呼び名の見方

6205-2RS-C3 などのコードは、ベアリングのサイズとオプションを 1 つの文字列にパックします。分解すると、ベアリングの寸法表全体が使いやすくなります。

材料 Used to Build a Deep Groove Ball Bearing

標準の深溝玉軸受のリングとボールは、クロム合金軸受鋼で作られており、最も一般的なグレードは GCr15 で、約 60 ～ 64 HRC まで硬化されています。この硬度により、小さなボールと軌道の接触パッチは変形することなく繰り返しの応力サイクルに対処できます。ケージは通常、小口径ベアリングの場合は打ち抜き鋼製で、より大きなベアリングまたは高速ベアリングの場合は機械加工された真鍮または人工ポリマーです。

深溝玉軸受は何に使用されますか

深溝ボールベアリングの用途に対する正直な答えは、回転するほぼすべてのものに使用されます。この設計は、ラジアル荷重、両方向の中程度の推力、および高速をすべて 1 つのコンパクトで安価な部品で処理するため、機械を製造するほぼすべての業界で回転サポートとして使用されるようになりました。

適切な深溝玉軸受の選び方

1. シャフトとハウジングの寸法を確認する

   シャフト直径のボアサイズとハウジングボアの外径を測定し、ベアリングサイズ表と相互参照して候補部品番号を絞り込みます。

2. ラジアル荷重とアキシアル荷重の計算

   回転アセンブリの静的重量だけでなく、ベルトの張力やギアの噛み合い力など、ベアリングが動作中に受ける実際の力を合計します。

3. 必要な速度を確認する

   動作回転数をボール ベアリングの寸法表の制限速度の欄と比較し、グリースの寿命と周囲温度に安全マージンを適用します。

4. シールタイプをお選びください

   制御された潤滑システムを備えている場合にのみオープン ベアリングを選択し、それ以外の場合は環境の塵、湿気、速度プロファイルに基づいて 2RS または ZZ を選択してください。

5. クリアランスクラスを選択してください

   標準クリアランスはほとんどの汎用作業に適していますが、C3 クリアランスは、高温で動作し追加の内部空間が必要な電気モーターに一般的です。

6. 公差等級の確認

   一般的な機械には ABEC または ISO P0 の公差で問題ありませんが、精密スピンドルや高速機器には P6 以上の公差が必要です。

深溝玉軸受の取り付けとメンテナンス

一般的な故障モード

深溝玉軸受の入手先

一貫した寸法、検証済みの鋼グレード、安定した熱処理は、ベアリングの寸法表に印刷されている数値と同じくらい重要です。独自の鍛造、旋削、熱処理、研削ラインを運営しているサプライヤーは、混合ソースからベアリングを再梱包するだけの商社よりも、はるかに一貫して公差と定格荷重を維持できます。

深溝玉軸受に関するよくある質問

ショートバージョン

深溝玉軸受は回転機械の日常の主力製品です。軌道溝が深いため、コンパクトで手頃な価格の 1 つの部品でラジアル荷重、両方向のアキシアル荷重、および高速回転を同時に受けることができます。そのため、他のベアリング タイプよりも多くの設計に採用されています。交換部品に合わせてボール ベアリングのサイズ チャートを読む場合でも、1 列と 2 列のオプションを比較する場合でも、寧波鎮海華麗軸受け有限公司などのメーカーから量産を調達する場合でも、同じ基本原理が当てはまります。溝の深さが特徴であり、ベアリングに関するその他のすべてはそこから導き出されます。