ターンテーブルベアリング

CNC工作機械で一般的に使用される回転式作業台には、インデックス式作業台とCNC回転式作業台がある。

CNC回転テーブルは、円形送り運動を実現するために使用できます。円形送り運動を実現するだけでなく、CNC回転テーブル（CNCターンテーブルとも呼ばれる）は、割り出し運動も実行できます。

回転テーブルは、各種CNCフライス盤、ボーリング盤、各種立旋盤、エンドミル加工機などの工作機械で広く使用されています。回転テーブルには、ワークピースの重量を十分に支えられることに加え、負荷がかかった状態での回転精度を確保することも求められます。

ターンテーブルのベアリングは、ターンテーブルの中核部品として、高い耐荷重能力だけでなく、ターンテーブルの動作中に高い回転精度、高い転倒防止能力、および高速回転能力も必要とされます。

設計において回転テーブル最もよく使用されるベアリングの種類は、おおよそ以下の種類に分類されます。

スラストボールベアリング：円筒ころ軸受

スラストボールベアリングは一定の軸方向力に耐えることができるため、主にワークピースの重量を支えるために使用されます。円筒ころ軸受一方、スラストボールは主にラジアル位置決めと外部ラジアル力（切削力、フライス加工力など）への耐性に使用されます。このタイプの設計は広く使用されており、比較的安価です。スラストボールは点接触ベアリングであるため、軸方向の支持能力は比較的限られており、主に小型または中型の工作機械の回転テーブルに使用されます。また、スラストボールの潤滑もより困難です。

静圧軸受：精密円筒ころ軸受

静圧軸受は、外部からの加圧油の供給に依存し、軸受内に静圧荷重支持油膜を形成して液体潤滑を実現する滑り軸受の一種です。静圧軸受は始動から停止まで常に液体潤滑下で動作するため、摩耗がなく、長寿命で始動電力も低くなっています。さらに、このタイプの軸受は、高い回転精度、大きな油膜剛性、油膜振動の抑制といった利点も備えています。精密円筒ころ軸受は優れたラジアル支持能力を持ち、精密軸受を使用することで回転テーブルの回転精度も十分に保証できます。この設計を採用した回転テーブルは非常に高い軸方向荷重に耐えることができ、中には重量が200トンを超え、ターンテーブルの直径が10メートルを超えるものもあります。しかし、このタイプの設計にはいくつかの欠点もあります。静圧軸受は加圧油を供給するための特別な給油システムを備えている必要があり、メンテナンスがより複雑で、コストも比較的高くなります。

クロスローラーベアリング

ターンテーブルへのクロスローラーベアリングの適用も比較的一般的です。クロスローラーベアリングは、ベアリング内に2つの軌道と、クロス配置された2列のローラーが特徴です。従来のスラストベアリングラジアルセンタリングベアリングの組み合わせと比較すると、クロスローラーベアリングコンパクトで、テーブルの設計を簡素化し、それによってターンテーブルのコストを削減します。

さらに、最適化された予圧により、ベアリングは高い剛性を持ち、ターンテーブルの剛性と精度を保証します。2列の交差ローラーの設計により、ベアリングの有効スパンを大幅に増加させることができ、これらのベアリングは転倒モーメントに対する高い耐性を持ちます。交差ローラーベアリングには、円筒交差ローラーベアリングと円錐交差ローラーベアリングの2種類があります。一般的に、円筒交差ローラーベアリングは円錐交差ローラーベアリングよりも安価で、比較的低速のターンテーブル用途に適しています。円錐交差ローラーベアリングは、円錐ローラーの純粋な転がり設計を採用しているため、このタイプのベアリングは次の特徴を持ちます。

・高い動作精度

・高速性能

・シャフト長と加工コストの削減、熱膨張による形状変化の抑制

・ナイロン製仕切り板、低慣性モーメント、低始動トルク、角度インデックス制御が容易

・最適化されたプリロード、高い剛性、低い振れ

・直線接触、高剛性、高精度なガイドローラー動作

・浸炭鋼は優れた耐衝撃性と表面耐摩耗性を備えています。

・シンプルだが潤滑性が高い

ベアリングを取り付ける際、お客様はクロスローラーベアリングを推奨値に予圧するだけで済み、静圧ベアリングのような複雑な取り付け調整プロセスは不要です。クロスローラーベアリングは取り付けが容易で、元の取り付け方法やメンテナンス方法の調整も簡単です。クロスローラーベアリングは、あらゆるタイプの立形・横形ボーリング盤はもちろん、立形フライス盤、立形旋盤、大型歯車フライス盤などの用途にも適しています。

工作機械の主軸と旋盤の中核部品であるベアリングは、工作機械の動作性能において極めて重要な役割を果たします。適切なサイズと種類のベアリングを選定するためには、回転速度、潤滑、取付方法、主軸剛性、精度などの様々な運転条件を考慮する必要があります。ベアリング自体に関しては、その設計上の特徴と、それによって生じるメリットとデメリットを十分に理解することによってのみ、ベアリングの性能を最大限に引き出すことができるのです。
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