回転機械のコアサポートコンポーネントとして、 インチシリーズディープグルーブボールベアリング 航空宇宙、精密機器、特別な機器などの主要な分野でかけがえのない役割を果たします。メトリックベアリングと比較して、インチベアリングは、独自のサイズシステムとパフォーマンス特性を備えた特定の産業シナリオの厳しい要件を満たしています。

1.深さの溝のボールベアリングのインチの役割と特徴

インチシリーズディープグルーブボールベアリングは、インチサイズの基準に従って設計および製造されたローリングベアリングです。それらは、一般的なメトリックベアリングを補完し、特定の産業分野と伝統的な機器における重要な位置を占めています。このタイプのベアリングは、深い溝ボールベアリングの基本的な特性を保持しますが、サイズシリーズ、許容度の適合、構造の詳細の観点からインチシステムの要件に適応し、北米市場、航空宇宙、従来の機器のメンテナンスにかけがえのない標準化されたソリューションを提供します。

サイズ標準システムは、インチベアリングの最も重要な外部機能を構成します。基本単位としてミリメートルを使用するメトリックベアリングとは異なり、帝国のベアリングは仕様として分数または10進数インチを使用します。一般的な内径の範囲は1/8インチ（0.125インチ）から6インチで、標準シーケンスは1/16インチ増分です。たとえば、ベアリングモデルR6は、内径0.375インチ（3/8 "）、外径0.875インチ、幅0.281インチに対応します。このサイズシステムは、帝国のシャフト直径とベアリングシートホールに自然にフィットし、メットベアリングが帝国の装備で使用されるときに変換エラーを回避します。

構造設計の特徴は、特定のアプリケーションシナリオへの帝国ベアリングの適応性を反映しています。典型的なインペリアルディープグルーブボールベアリングは、4つのコアコンポーネントで構成されています。外側のリング、内側のリング、スチールボール、ケージですが、同様のメトリック製品と比較して詳細に違いがあります。外側のリングには、より完全な構造強度を維持するための保持溝またはシーリングカバー設備の溝がありません。内側のリングリブの高さは、より良い軸方向のガイダンスを提供するために5〜8％増加します。スチールボールの数は同じサイズのメトリックベアリングの数より1〜2枚少ないが、荷重容量の差を補うために直径は3〜5％増加します。これらの設計機能により、帝国のベアリングは高速条件下でうまく機能することができます。また、一部の特別なモデルでは、二重列ボールデザイン（LLシリーズなど）を使用して、限られたスペースでより高い負荷容量を達成し、エンジニアリング機械のコンパクトな要件を満たしています。

材料と熱処理プロセスは、帝国のベアリングの性能を決定します。エネルギー制限。航空宇宙グレードのインペリアルベアリングは、真空脱ガステクノロジーを使用し、酸化物包含物はDS≤0.5で制御され、非金属包有物の総量は0.05％以下であり、これは通常のメートリックベアリングの純度標準よりもはるかに高いです。熱処理に関しては、帝国のベアリングは一般に二重の消光プロセスを使用します。最初の消光はきめ細かいマルテンサイトマトリックス（硬度62-64HRC）を取得し、2番目の消光は残留オーステナイト含有量（5-8％で制御）を調整し、これにより寸法の安定性が50％以上改善されます。腐食性環境では、インペリアルシリーズは440Cステンレス鋼シャフトを開発しました。ベアリングのクロム含有量は16〜18％です。特別な老化治療を通じて、硬度は58-60HRCに維持されます。これは耐食性と耐摩耗性の両方です。

業界アプリケーションの特徴は、帝国のベアリングの市場の位置を示しています。北米の産業システムでは、帝国のベアリングは依然として伝統的な機器の支配的な選択です。たとえば、農業機械およびエンジニアリング車両の送信システムは、一般に帝国シリーズを採用しています。航空宇宙分野では、ボーイングとエアバスの継承されたデザインの中には、依然としてインペリアルベアリング基準を使用しています。たとえば、航空機の着陸装置で使用される大きなテーパーローラーベアリングの内径は、多くの場合1/8インチ増加します。

2。作業原則と機械的特性

インチシリーズディープグルーブボールベアリングの機械的挙動と作業原理は、ローリングベアリングの基本理論に基づいていますが、その特別なサイズシステムと構造設計により、ユニークなパフォーマンス特性が得られます。これらの機械的特性を理解することは、インチベアリングの可能性の正しい選択と開発に不可欠です。接触力学から運動学、荷重分布から故障メカニズムまで、インチの深さの溝ボールベアリングの作業原理は、多物理フィールドカップリングの複雑なシステムです。

運動学的特性は、インチベアリングの速度制限を決定します。ベアリングが回転すると、コンポーネントは複雑な動きの状態を示します。スチールボールは同時に存在し、ケージは回転中（それ自体軸の周り）と革命（ベアリング軸の周り）の間のボール間の間隔を維持します。インペリアルベアリングのキネマティックな調整は、以下に反映されています。内側のリング誘導ケージの設計により、ボール革命速度ω_cage=ω_shaft×d/（d d）があります。ここで、dはボールの直径、dはピッチ直径（両方ともインチ）です。帝国のベアリングの（d/d）比は通常0.25-0.3（メートル法0.22-0.25よりわずかに大きい）ため、その臨界速度は遠心力によってより大きく影響を受ける必要があり、計算中に帝国の単位補正係数を導入する必要があります。 ）。これは、同じサイズのインペリアルベアリングの制限速度が通常メトリックベアリングのそれよりも5〜10％低い理由を説明しますが、実際のアプリケーションでは、より大きなクリアランスが速度損失の一部を補正します。

荷重分布則は、帝国のベアリングの負荷を負担する特性を反映しています。放射状負荷FRの作用の下で、すべての鋼ボールが荷重を等しく共有するわけではなく、120〜150°の負荷をかける領域を形成します。インペリアルベアリングのクリアランスが大きいため（CNグレードのクリアランスは約0.001インチ）、その負荷分散角はメートルベアリングのそれよりも10〜15°広く、最大接触力Q_MAX = 4.37×FR/Z（Zはスチールボールの数）です。組み合わせ荷重（FR FA）にさらされると、帝国ベアリングの軸方向負荷を含む容量は、そのフランジが高いため、比較的顕著です。増加の程度（約5〜8％）は、より大きな軸成分に耐えることができます。帝国の式は、軸定格荷重：FA_MAX = 0.6×Z×D^2×SINαを計算するために使用されます。ここで、αは接触角（深い溝のボールベアリングの場合は約5〜10°）です。実践により、純粋な軸荷重下の帝国L4549ベアリング（内径1-1/2インチ）の寿命は、メトリック6306ベアリングの寿命よりも20〜25％高く、スラストアプリケーションで有利になります。

動的なパフォーマンスパラメーターは、帝国のベアリングの作業条件を評価するための鍵です。ベアリング振動速度（インチ/秒）のRMS値は、帝国シリーズの重要な品質指標です。高品質のABEC7グレードベアリングの振動値は、0.05- 0.12in/sの範囲内で0.05で制御され、メトリックP5グレードベアリングよりも20％厳しいです。別の重要なパラメーターは、剛性の特性です。インペリアルベアリングの放射状の剛性はK_R = 1000×Z×D×cosα（Lb/in）であり、軸方向の剛性はK_a = 800×Z×D×SINα（Lb/in）です。インペリアルベアリングの鋼球の数は通常小さく（1〜2枚少ない）ため、それらの剛性は同じサイズのメートル型ベアリングの剛性よりも5〜10％低いため、精密機器を選択する際の補償に特に注意が必要です。モーダル分析では、Imperial R8ベアリングの1次の固有周波数（内径1/2インチ）は約3500-4000Hzであり、これはメトリック6201ベアリングのそれよりも15％低く、耐衝撃性は比較的優れています。