最大荷重とコンパクト設計: 複列玉軸受の究極ガイド

機械工学の世界では、スペースと耐荷重が相反することがよくあります。エンジニアは、機械の設置面積を増やすことなく、より大きな応力に対処できるコンポーネントを常に探しています。ここで複列ボールベアリングが活躍します。 2 列の転動体を 1 つの外輪に統合することにより、これらの軸受は、単列のベアリングと比較して、ラジアル荷重およびアキシアル荷重容量が大幅に向上します。しかし、正確にいつ 2 列設計を選択すべきでしょうか?また、具体的な技術的利点は何でしょうか?この包括的なガイドでは、これらの重要な産業コンポーネントについて知っておくべきことをすべて説明します。

何がそうさせるのか 複列玉軸受 ユニーク？

根本的な違いはジオメトリにあります。複列ボールベアリングは、2 組のボールと 2 組の軌道を備えています。この構造により、ベアリングはより広い表面積にわたって力を分散させることができます。単列ベアリングは傾斜モーメントや高い複合荷重に苦戦する可能性がありますが、複列構成では剛性と安定性が向上します。

最小限のスペースで定格荷重を向上

最も重要な利点の 1 つは定格荷重です。シャフト直径は固定されているが、負荷要件が増加している用途では、複列玉軸受はハウジングを完全に再設計する必要のないソリューションを提供します。単列ベアリングよりわずかに大きい幅内で転動体の数を効果的に 2 倍にします。そのため、頑丈な産業機械や自動車のトランスミッションには欠かせないものとなっています。

主なタイプ: 深溝コンタクトとアンギュラーコンタクト

すべての複列ボール ベアリングが同じように作られているわけではありません。関与する力の方向に応じて、Deep Groove と Angular Contact のいずれかのバリエーションを選択する必要があります。

1. 複列深溝玉軸受

複列深溝玉軸受 (多くの場合、42 および 43 シリーズ) は、主にラジアル荷重用に設計されています。軌道溝が深く、ボールの曲率に厳密に追従しているため、これらの軸受は両方向からのある程度のアキシアル荷重にも耐えることができます。これらは低摩擦と高速性能で知られており、静かな動作が優先される電気モーターや家電製品に最適です。

2. 複列アンギュラ玉軸受

傾斜モーメントや大きなアキシアル荷重が存在する場合には、複列アンギュラ玉軸受が最適な選択肢です。これらのベアリングには、高い複合荷重をサポートできる接触角があります。その設計は、背中合わせに配置された 2 つの単列アンギュラコンタクト ベアリングに匹敵しますが、ユニットははるかにコンパクトです。この設計は非常に剛性が高く、遠心ポンプ、工業用ファン、農業機器に一般的に使用されています。

剛性と安定性が重要な理由

高精度のアプリケーションでは、ベアリングの剛性が重要な性能指標となります。複列ボールベアリングは、2 列のボールにより荷重中心間の有効分散がより広いため、この場合に優れています。この「広いベース」は、負荷がかかったときにシャフトがたわむ傾向に抵抗します。

たとえば、CNC スピンドルや高速ギアボックスでは、シャフトの微小な傾きが振動、騒音、そして最終的にはベアリングの故障につながる可能性があります。 2 列システムを使用することで、メーカーはシャフトが完全に位置合わせされた状態を維持することを保証し、これによりギアやシールなどの他のコンポーネントが保護されます。この強化された安定性が、複列ボールベアリングが精密機器や高速加工ラインで頻繁に使用される主な理由です。

業界全体にわたる共通のアプリケーション

複列玉軸受はその多用途性により、幅広い分野で使用されています。高速回転と高負荷を同時に管理できる能力により、エンジニアリングの世界では「何でも屋」となります。

• 自動車産業: 車両の動きによる一定のストレスに対処するためにホイールハブやオルタネーターに使用されます。
• 農業機械: 防塵シールと高耐荷重が必要なトラクターや収穫機に使用されます。
• マテリアルハンドリング: パレットに積まれた重い商品を移動するコンベアやクレーンには不可欠です。
• ポンプシステム: 複列アンギュラコンタクトベアリングは、油圧推力を管理するための遠心ポンプの標準です。

長寿命のためのメンテナンスと潤滑

最も堅牢な複列ボール ベアリングであっても、L10 寿命を最大限に発揮するには適切な注意が必要です。より多くの転動体があるため、潤滑が最も重要です。熱放散は、単列設計よりも二列設計の方が課題となる可能性があります。

適切なグリースまたはオイルの選択は、動作温度と速度によって異なります。ほとんどの産業用途には、高品質のリチウムベースのグリースで十分です。ただし、高速環境や高温環境では、合成潤滑剤が必要になる場合があります。ベアリングのシールを定期的にチェックすることも重要です。水や砂などの汚染物質が複列軌道に入ると、急速な孔食や疲労が発生し、致命的な機械的故障につながります。

結論: 複列ベアリングはあなたに適していますか?

結論として、複列ボールベアリングは、コンパクトな設計で高いラジアル荷重とアキシアル荷重容量を必要とするあらゆる機械にとって賢明な投資となります。精密工作機械の剛性を優先する場合でも、大型農機具の耐久性を優先する場合でも、2 列アーキテクチャは信頼性が高く効率的なソリューションを提供します。