ベアリングの選択には、考慮すべき 7 つの要素があります。
各種の転がり軸受はそれぞれ異なる特性を持ち、各種機械のさまざまな用途に適しています。
一般的に、スラスト荷重を支える場合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が使用されます。高速用途では通常ボールベアリングが使用され、重いラジアル荷重を支える場合はローラーベアリングが使用されます。
1. ベアリングが占める機械のスペースと位置
機械設計では、一般的に最初に軸のサイズを決定し、次に軸のサイズに応じて転がり軸受を選択します。通常、小軸にはボールベアリングを選択し、大軸にはローラーベアリングを選択します。ただし、ベアリングが機械の直径方向に制限されている場合は、ニードルローラーベアリング、超軽量、超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を選択します。ベアリングが機械の軸方向に制限されている場合は、狭幅または超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を選択できます。
2. ベアリングにかかる荷重の大きさ、方向、性質
ベアリングを選択する上で、負荷は最も重要な要素です。ローラー ベアリングは重い負荷に耐えるために使用され、ボール ベアリングは軽い負荷または中程度の負荷に耐えるために使用され、浸炭炭素鋼またはベイナイト焼入れで作られたベアリングは衝撃負荷と振動負荷に耐えることができます。
荷重の方向については、純粋なラジアル荷重を支える場合は、深溝玉軸受、円筒ころ軸受、またはニードルローラ軸受を使用できます。小さな純粋な軸方向荷重を支える場合は、スラスト玉軸受を選択できます。大きな純粋な軸方向荷重を支える場合は、スラストローラ軸受を使用できます。ベアリングがラジアル荷重と軸方向の複合荷重を支える場合は、アンギュラコンタクト玉軸受またはテーパローラベアリングが一般的に使用されます。
3. ベアリングの自動調心性能
シャフトの中心線がベアリングシートの中心線と異なっていたり、角度誤差があったり、シャフトの2つのサポート間の距離が大きいためにシャフトの剛性が低く、力によって曲がったり傾いたりしやすい場合は、外部ボールベアリングだけでなく、優れた自動調心性能を持つ自動調心ボールベアリングまたは自動調心ローラーベアリングを選択できます。このタイプのベアリングは、シャフトがわずかに傾いたり曲がったりしても正常に動作し続けます。
ベアリングの自動調心性能の品質は、許容される異同軸度に関係します。異同軸度の値が大きいほど、自動調心性能は向上します。
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を生じるために必要な力の大きさを指します。転がりベアリングの弾性変形は非常に小さく、ほとんどの機械では考慮されませんが、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であるため、一般的に円筒ころ軸受と円すい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、負荷がかかると、転動体と軌道が点接触するため、剛性が劣ります。
また、各種ベアリングは、サポートの剛性を高めるために、事前に締め付けることもできます。アンギュラコンタクトボールベアリングやテーパーローラーベアリングなど、シャフトの振動を防ぐために、サポートの剛性を高め、多くの場合、取り付け時に事前に一定量の軸力を加えて、互いに圧縮します。ただし、予圧が大きすぎると、ベアリングの摩擦が増加し、温度上昇が増加し、ベアリングの耐用年数に影響します。
5. ベアリングの速度
各ベアリングモデルには限界速度があり、サイズ、タイプ、構造などの物理的特性によって決まります。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、ベアリングが動かなくなることもあります。実践により、限界速度の 90% の条件で作業する方がよいことが証明されています。
グリース潤滑ベアリングの極限速度は、オイル潤滑ベアリングの極限速度よりも低くなります。グリース潤滑ベアリングの場合、高品質の繰り返しサイクルオイルシステムを使用した場合、その限界速度は一般にベアリングの限界速度の80％に過ぎませんが、オイルミスト潤滑システムの場合、その限界速度は一般に同じ基本潤滑システムよりも50％高いことに注意してください。ケージの設計と構造もベアリングの極限速度に影響します。
6. ベアリングの浮上と軸方向の変位
通常、シャフトは一定の距離を置いて配置された 2 つのベアリングによって支持されます。シャフトとシェルの熱膨張の程度の違いによる影響に適応するために、取り付け時に 1 つのベアリングを軸方向に固定し、もう 1 つのベアリングをシャフト上で遊動できるようにする必要があります (つまり、遊動サポート)。これにより、シャフトの伸長または収縮によって発生する詰まり現象を防止できます。
7. ベアリングの取り付けと取り外しが簡単
ベアリングの種類を選択する際には、取り付けや取り外し、特に大型ベアリングや特大ベアリングの取り付けや取り外しが便利かどうかも考慮する必要があります。
ベアリングは機械設備の重要な部品です。
適切な選択、正しい操作、メンテナンスにより、ベアリングと機器の性能と耐用年数を効果的に向上させることができます。