冷凍機器用ベアリングを選定する際には、考慮すべき6つの要素があります。
各種転がり軸受はそれぞれ異なる特性を持ち、様々な機械の異なる用途に適しています。通常の状況では、スラストベアリングとアンギュラコンタクトベアリング推力荷重を受ける場合に選択される。
ボールベアリング一般的に高速用途に使用され、ローラーベアリングは大きなラジアル荷重に使用されます。
1. 機械が占めるスペースと位置ベアリング
機械設計では、一般的にまずシャフトのサイズを決定し、次にシャフトのサイズに応じて転がり軸受を選択します。ボールベアリングは通常、小径シャフトに、ローラーベアリングは大径シャフトに使用されます。しかし、機械の直径方向に軸受が制限されている場合、ニードルローラーベアリング超軽量および極軽量シリーズのボールベアリングまたはローラーベアリングが選択されます。機械内のベアリングの軸方向の位置が制限されている場合は、狭幅または極狭幅シリーズのボールベアリングまたはローラーベアリングが使用できます。
2. ベアリングにかかる荷重の大きさ、方向、性質
ベアリングの選定において最も重要な要素は荷重です。ローラーベアリングは重荷重に耐えるために使用され、ボールベアリングは軽荷重または中荷重に耐えるために使用され、浸炭鋼またはベイナイト焼入れ鋼製のベアリングは衝撃荷重や振動荷重に耐えるように設計されています。
荷重の作用方向に関して言えば、純粋なラジアル荷重を受ける場合は、深溝玉軸受、円筒ころ軸受、またはニードルころ軸受を選択できます。小さな純粋なアキシアル荷重を受ける場合は、スラスト玉軸受を選択できます。大きな純粋なアキシアル荷重には、スラストころ軸受が使用できます。軸受がラジアル荷重とアキシアル荷重の複合荷重を受ける場合は、一般的にアンギュラ玉軸受または円錐ころ軸受が使用されます。
軸の中心線が軸受ハウジングの中心線と異なる場合、角度誤差が生じる。また、軸の2つの支持点間の間隔が大きく、軸の剛性が低いため、力が加わると曲がりや傾きが生じやすい。このような場合、優れた自動調心性能を持つ自動調心玉軸受または自動調心ころ軸受、および外玉軸受を選択することができる。これらの軸受は、軸がわずかに傾いたり曲がったりしても、正常な動作を維持する。
ベアリングの自動調心性能の品質は、許容される軸方向のばらつきに関係しており、ばらつきの値が大きいほど、自動調心性能は向上する。
4. ベアリングの剛性
ベアリングの剛性とは、ベアリングが単位変形するのに必要な力の量を指します。転がり軸受の弾性変形は非常に小さいため、ほとんどの機械では考慮する必要はありませんが、工作機械のスピンドルなどの一部の機械では、ベアリングの剛性が重要な要素となるため、一般的に円筒ころ軸受や円錐ころ軸受を選択する必要があります。これらの2種類のベアリングは、荷重がかかったときに軌道面と点接触するため、剛性が低くなります。
さらに、あらゆる種類のベアリングに予圧をかけることで、支持部の剛性を高めることができます。例えば、アンギュラコンタクトボールベアリング円錐ころ軸受シャフトの振動を防ぎ、支持部の剛性を高めるために、設置時にあらかじめ一定の軸方向荷重を加えて、互いに圧縮させることがよくあります。ここで重要なのは、予荷重の量が大きすぎないようにすることです。予荷重が大きすぎると、ベアリングの摩擦が増加し、温度上昇が大きくなり、ベアリングの寿命に影響が出ます。
5. ベアリングの回転速度
各ベアリングモデルには、サイズ、タイプ、構造などの物理的特性によって決まる独自の限界速度があります。限界速度とは、ベアリングの最大動作速度（通常は回転/分）を指し、この限界を超えると、ベアリングの温度が上昇し、潤滑剤が乾燥し、ベアリングが固着する恐れがあります。用途に必要な速度範囲は、使用するベアリングの種類を決定するのに役立ちます。ほとんどのベアリングメーカーは、製品カタログに製品の最大速度値を記載していますが、実際には限界速度の90%以下の状態で動作させるのが最善であることが証明されています。
一般的に、高速回転時には深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受を選択するのが望ましい。低速回転時には円錐ころ軸受も選択肢となる。円錐ころ軸受の最大回転速度は、一般的に深溝玉軸受の約65%、円筒ころ軸受の約70%、アンギュラ玉軸受の約60%である。スラスト玉軸受は限界回転速度が低く、低速回転でのみ使用可能である。
6. ベアリングの取り付けと取り外しが容易です。
ベアリングの種類を選ぶ際には、特に大型ベアリングや特大ベアリングの取り付け・取り外しの容易さも考慮する必要があります。一般的なアンギュラ玉軸受、円錐ころ軸受、円筒ころ軸受、外輪分離型ニードルころ軸受は取り付け・取り外しが容易で、内輪と外輪はそれぞれ軸またはハウジングの穴に取り付けることができます。また、円錐穴とアダプタスリーブを備えた球面ころ軸受、複列円筒ころ軸受、球面玉軸受も取り付け・取り外しが容易です。
投稿日時：2025年6月23日
