複列ボールベアリングはどのような用途に使用されますか?

複列ボールベアリングがこれらの用途に選ばれる主な理由

複列玉軸受は、1 つの外輪内に 2 列の玉が並んで配置されており、同じ幅の単列深溝軸受と比較して、負荷接触点の数が効果的に 2 倍になります。 ISO や ABMA などの主要な軸受規格団体によって発行された軸受設計リファレンスによると、この構成により、軸受はラジアル荷重を大まかに支えることができます。 60 ～ 90% 高い 同じ軸方向の設置面積を占める同等の単列ベアリングよりも優れています。

この高い負荷密度こそが、コンパクトなギアボックス、モーター シャフト、ホイール ハブ アセンブリなど、スペースが限られているものの負荷要求が大きい機械に複列ベアリングが使用される理由です。また、この設計は、中程度の負荷条件下ではボール ベアリングの方がローラーよりも摩擦が少ないため、一部の同等の容量のローラー ベアリングの代替品よりも高速で動作する温度が低くなる傾向があります。

電気モーターと発電機

複列ボールベアリングは、ファン、ポンプ、家庭用電化製品で使用されるモーターなど、中小型の電気モーターのローター シャフトを支持するために広く使用されています。 2 列のボールにより、ベアリングはローターの重量によるラジアル荷重と、シャフトの位置ずれやファンブレードの気流圧力によって生じる小さな軸方向スラストの両方に耐えることができます。

モーターメーカーは通常、シャフト直径がモーターハウジングによって制限されている場合に二列設計を選択しますが、追加された接触点により同じ荷重を運ぶ単列設計と比較してボールあたりの応力が軽減されるため、アプリケーションでは依然として連続運転下でより長い耐用年数が要求されます。

自動車用ホイールハブおよびステアリングコンポーネント

自動車では、複列ボールベアリングはホイールハブユニット、ステアリングコラム、一部のトランスミッションコンポーネントに使用されています。特にホイールハブベアリングは、車両重量によるラジアル荷重とコーナリングフォースによるアキシアル荷重の組み合わせに耐える必要があるため、複列構成が実用的に適合します。

ホイールハブアセンブリ

乗用車の前輪ハブの多くは、複列アンギュラ玉軸受ユニットを使用しています。これは、制動、加速、旋回による複合荷重を単一のコンパクトなユニットで吸収できるため、内軸受と外軸受を別々に使用する必要がありません。

ステアリングとサスペンションのリンケージ

複列ベアリングは、ステアリング ナックル アセンブリや特定のサスペンション ピボット ポイントにも使用されており、繰り返される方向荷重の変化下でも一貫したラジアル サポートがステアリングの精度と経時的な遊びの低減にとって重要です。

産業用ギアボックスおよび減速機

ギアボックスのメーカーは、シャフトがラジアル方向と軸方向の両方に作用するギア噛み合い力に抵抗する必要がある入力シャフトと出力シャフトに複列ボール ベアリングを指定することがよくあります。あ 複列玉軸受 ギヤ軸支点にユニットを配置することで、軸のたわみを低減し、ギヤ歯の当たり精度を向上させ、運転時の騒音を低減します。

これは、角度の付いた歯車の歯がラジアル荷重に加えて軸方向の推力を自然に生成するはすば歯車システムに特に関係します。単列深溝ベアリングでは、セカンダリ スラスト ベアリングなしではこの複合荷重を管理するのが難しい場合がありますが、複列設計では 1 つのコンポーネントで両方を処理できることがよくあります。

農業機械および建設機械

コンバイン、ベーラー、耕耘機などの農機具は、ほこりの多い高振動の環境で動作することが多く、衝撃荷重下でのベアリングの耐久性が重要です。これらの機械では複列ボールベアリングが一般的に使用されています。これは、接触面が 2 倍になることで、不均一なフィールド地形からの衝撃などの突然の衝撃荷重が、単一列に応​​力が集中するのではなく、より多くのボールに分散されるためです。

• ロータリー耕運機シャフト。土壌抵抗により変動するラジアル荷重が発生します。
• ベーラー ローラー サポートは、圧縮サイクル中に繰り返し周期的な荷重を受けます。
• 収穫装置のコンベアアイドラーローラー。材料の重量が変動しても安定した回転が必要です。

コンパクトローダーや掘削機の旋回機構などの建設機械も、同じ理由で同様の複列軸受構成を使用しています。これは、これらの業界の機器がクリーンで低振動の条件で使用されることがほとんどないためです。

繊維機械と高速スピンドル

紡績フレームや巻取機などの繊維製造装置は、スピンドルを非常に高い回転速度で長時間稼働させることがよくあります。ここでは複列ボールベアリングが使用されています。これは、摩擦損失を低く抑えながら、高 RPM で安定したラジアルサポートを維持するためです。これは、生産環境で継続的に稼働する機械にとって不可欠です。

ベアリングのサプライヤーは、複列設計により軸方向の設置面積が削減されるため、繊維機械製造業者がスピンドル アセンブリをコンパクトに保つ​​ことができ、これによりスピンドルの間隔が狭くなり、機械ごとの全体的な生産密度が向上することに一般的に注目しています。

ポンプおよび流体処理装置

遠心ポンプと回転ポンプは、複列ボールベアリングを使用して、シャフト重量によるラジアル荷重と、インペラ全体の流体圧力差によって発生する軸方向推力の両方に対してインペラシャフトを支持します。この複合的な荷重処理は、ポンプ メーカーがこの位置で 2 つの別個の単列ベアリングの使用を避ける主な理由の 1 つです。これは、複列ユニットによりコンポーネントの数が減り、シャフト アセンブリ内の潜在的な位置ずれの箇所が減少するためです。

複列玉軸受と他の軸受タイプの比較

以下の表は、選択に最も関連する荷重およびスペース係数における複列ボールベアリングと一般的な代替品との比較を示しています。

この比較は、ISO 規格の文書で公開されている一般的な軸受選択ガイダンスと一致しており、複列玉軸受が中間点を占める理由を示しています。特に、技術者が単列軸受よりも大きなラジアル容量を必要とするが、ころ軸受やアンギュラコンタクト セットに必要な余分な軸方向長さを確保できない場合に複列玉軸受が選択されます。

複列玉軸受を指定する際の重要な選択要素

エンジニアは通常、新しい用途に複列ボール ベアリングを指定する前に、いくつかの重要な要素を評価します。

1. 予想されるラジアル荷重範囲およびシャフトが経験する断続的な衝撃荷重条件。
2. より高い RPM アプリケーションでは、より厳密な公差制御と適切な潤滑間隔が必要となるため、動作速度が向上します。
3. ハウジングまたはシャフトアセンブリ内の利用可能な軸方向スペース。
4. 塵、湿気、極端な温度などの環境への曝露は、シール タイプの選択に影響します。

私たちの 複列玉軸受 これらはこの範囲の動作条件に対応するように製造されており、アプリケーション環境に応じてシール型とシールド型のバリエーションが用意されており、上で概説したモーター、自動車、農業、産業機械の用途に適しています。