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複列アンギュラ玉軸受とは何ですか?

複列アンギュラ玉軸受 は、1つの内外輪内に2列のアンギュラ玉を背面合わせに組み合わせた構造で、ラジアル荷重、両方向のアキシアル荷重およびモーメント荷重を同時に負荷できる軸受です。各列の接触角は、ベアリングの反対側からの荷重線がベアリング軸上に収束するように設定されており、反対の軸方向に対応するために別個に取り付けられた 2 番目のベアリングを必要とせずに、傾斜力に抵抗する内蔵ユニットを作成します。構造原理の観点から見ると、複列アンギュラ玉軸受は、2 つの単列アンギュラ玉軸受を背中合わせ (DB) に組み合わせたもので、共通の内輪と外輪を共有する幅狭でコンパクトな 1 つのユニットに統合されたものと本質的に同等です (出典: NSK グローバル テクニカル ライブラリ、NTN 軸受カタログ 2203E)。 5200 および 5300 シリーズの複列ベアリングの標準接触角は次のとおりです。 25度 一方、シェフラーおよび他のいくつかの設計ファミリーは 30 度の接触角を使用しており、これによりラジアル容量に比べてアキシアル荷重容量が増加します (出典: NSK; シェフラー TPI 213)。コンパクトな形状は、複列ユニットが占める軸方向スペースが、同じ内径と外径を持つ 2 つの別々に取り付けられた単列アンギュラコンタクトベアリングよりも大幅に小さいことを意味し、狭い設置範囲で双方向の軸方向拘束が必要な場合に最適なソリューションとなります。 複列アンギュラ玉軸受 30 および 38 シリーズは、この種のコンパクトで多方向の負荷用途にまさに適した、さまざまなボア サイズとシーリング オプションをカバーしています。

接触角がベアリングの動作をどのように定義するか

接触角は、アンギュラ玉軸受と深溝玉軸受を区別する最も重要な幾何学的パラメータであり、軸受が提供できるアキシャル荷重容量とラジアル荷重容量の比を直接決定します。

接触角の幾何学的意味

どの転動体軸受でも、ボールは接触点を介して内輪軌道と外輪軌道の間で荷重を伝達します。深溝ベアリングでは、これらの接触点はシャフト軸に垂直な線上にあります。つまり、ベアリングはラジアル荷重には適していますが、付随的にアキシアル荷重のみを許容することができます。アンギュラコンタクトベアリングでは、2 つの接触点を結ぶ線がラジアル平面に対して角度を形成するように、軌道がオフセットされています。この角度は接触角であり、アルファで示されます。純粋なアキシアル荷重がアンギュラコンタクトベアリングにかかる​​と、この傾斜接触線を介して荷重が伝達され、力がベアリングの形状内のラジアル成分とアキシアル成分に分解されます。接触角が大きいほど、加えられたアキシアル荷重のうち効率的に伝達される割合が大きくなり、接触応力が臨界になる前にベアリングが耐えられるアキシアル荷重とラジアル荷重の比が大きくなります(出典:NTNベアリングカタログ2203E、brkbearings.com)。

2 列設計の接触角の値

単列アンギュラ玉軸受は、15 度、25 度、30 度、40 度の 4 つの標準接触角構成で使用できます。 15 度のバリアントは、高速動作と低い軸方向剛性を優先します。 40 度バージョンでは、速度定格の低下と発熱の増加を犠牲にして、最大の軸方向荷重容量を優先します。標準 5000 シリーズ (5200、5300 シリーズ) の複列アンギュラ玉軸受は、 接触角25度 列ごとに背中合わせに配置され、各列が一方向からのアキシアル荷重をサポートします。シェフラー設計ファミリーを含む大容量モデルでは、 接触角30度 これにより、より高いアキシアル荷重割合が得られますが、それに応じて連続運転の制限速度が低下します (出典: NSK Global; Schaeffler TPI 213)。

モーメント荷重能力

2 列配置によって可能になる非常に重要な機能は、傾斜モーメントとも呼ばれるモーメント荷重に対する耐性です。モーメント荷重は、シャフトの中心線に垂直な軸の周りでハウジングに対してシャフトを回転させるように作用します。単列アンギュラコンタクトベアリングまたは単一深溝ベアリングは、片側の接触ゾーンに過負荷がかかり、反対側が接触を失うため、この種の荷重に確実に耐えることはできません。複列ベアリングの背中合わせの配置により、単一のベアリング幅内であっても 2 つの荷重線間に広い有効スパンが形成され、転倒力に抵抗する機械的モーメント アームが提供されます。このため、複列アンギュラ玉軸受は、シャフトの曲げ、オーバーハング荷重、またはジャイロスコープの力によって軸受位置にモーメント荷重が発生する用途に指定されています (出典: NTN 軸受カタログ 2203E)。

内部構造と構成材料

複列アンギュラ玉軸受の内部構造を理解すると、特定の設計と材料の選択が、カタログ定格荷重だけでは必ずしも明らかではない形で性能に影響を与える理由が説明されます。

リングとレースウェイ

標準的な複列アンギュラ玉軸受の内輪と外輪は、高炭素クロム軸受鋼、最も一般的には 52100 または同等の国家標準グレードで製造されており、通常は 58 ~ 65 HRC の範囲の表面硬度まで貫通硬化されています。軌道面は、直径、真円度、表面粗さに関して厳しい公差に合わせて研削されています。これは、接触ゾーンの表面品質が、負荷時の応力分布と動作時の騒音と振動のレベルに直接影響するためです。各リングの肩の形状は、意図した接触角を生み出す 2 列の軌道の間にオフセットを生成するように設計されており、この肩の高さは、接触応力が軌道に留まるのではなくリングの肩に移動する前にリングがサポートできる最大アキシアル荷重も設定します。

回転要素

両方の列のボールは通常、リングと同じ 52100 軸受鋼から製造されるか、高速または腐食が重要な用途では窒化ケイ素 (Si3N4) などのセラミックから製造されます。ボールの直径と 1 列あたりのボールの数は、設計プロセス中に選択され、対象となる用途シリーズに対してベアリングの動定格荷重、静定格荷重、および速度能力が最適化されます。特定のシリーズ内でボールの直径が大きくなると、定格荷重は増加しますが、各ボールにかかる遠心力はボールの質量と速度の 2 乗に比例するため、最大許容速度は低下します。精密グレードのボールでは、同じ列にあるボール間の直径のばらつきが 0.00025 mm 未満です。これは、小さな直径の違いでも負荷分散が不均一になり、有効定格荷重がカタログ値を下回るからです。

ケージのオプション

ケージはボールを分離し、一定の円周方向の間隔を維持するため、ベアリングの周囲に荷重が均等に分散されます。複列アンギュラ玉軸受は、2 つの主要な保持器タイプで使用できます (出典: NSK Global、NTN):

  • プレス鋼製ケージは、ほとんどの中高速用途の標準オプションであり、ボールをガイドするために形成されたポケットを備えた低炭素鋼シートから打ち抜かれています。プレス鋼製保持器は、ベアリングの標準速度定格内で、ほとんどのオイルおよびグリース潤滑用途に適しています。
  • ポリアミドまたはナイロンの保持器は、高速での質量と騒音が小さく、グリースからの粘性抵抗が熱源となるグリース潤滑シール付きベアリングの性能が向上し、高速での瞬間的な潤滑喪失時のスミアリングのリスクが軽減されます。

シールとシールドのオプション

開放複列アンギュラ玉軸受は、定期的なグリース補給または加圧オイルシステムによる外部潤滑が必要です。シール型およびシールド型も用意されており、メンテナンスへのアクセスが制限されている場合や汚染の侵入が懸念される用途向けに指定されることが増えています (出典: NTN ベアリング カタログ 2203E、NSK)。最も一般的に使用される接尾辞の指定は次のとおりです。

仕様コード 設計の説明 一般的なアプリケーションの利点
ZZまたは2Z 両側に非接触スチールシールド 汚染の侵入を軽減します。接触シールよりもわずかに高い速度が可能です。初期のグリース充填を保持
2RSまたはDDU 両側に接触ゴムシール シールドよりも高い汚染除去力。グリスアップ済みでメンテナンス不要。わずかな速度低下
オープン (サフィックスなし) シールやシールドはありません オイルバスまたは循環オイルシステムに適しています。最高速度機能。汚染を制御するには外部濾過が必要です

30-2RS、38-2RS、30-ZZ、および 38-ZZ シリーズの命名規則は、 複列アンギュラ玉軸受 製品範囲では、シリーズ番号とシール タイプの両方がベアリングの名称に直接エンコードされているため、部品番号だけから特定の用途にどのバリエーションが適切であるかを簡単に識別できます。

定格荷重と性能仕様

転動体ベアリングの性能は、主に、基本動定格荷重、基本静定格荷重、および制限速度という 3 つの定格値によって特徴付けられます。これらの数値はベアリングの内部形状によって決定され、信頼できる耐用年数を予測するには、アプリケーションの実際の負荷サイクルと速度に応じて正しく解釈する必要があります。

基本動定格荷重

基本動定格荷重 (C) は、ISO 281 で定義された計算方法に従い、同一の軸受グループが 90% の信頼性で 100 万回転の定格疲労寿命を達成する一定のラジアル荷重として定義されます。複列アンギュラ玉軸受の場合、2 列の玉が加えられる荷重を共有し、ヘルツ接触応力がより多くの接触点に分散されるため、動定格荷重は同じ穴の単列軸受よりも高くなります。実際の参考として、内径 10 mm の 5200 シリーズ ベアリング (ベアリング番号 5200) の動定格荷重は次のとおりです。 7,150N 一方、内径 17 mm の 5203 シリーズは約 12,700 N、内径 20 mm の 5204 シリーズは約 15,900 N に耐えます (出典: NSK シールおよびシールド形複列アンギュラ玉軸受のカタログ、文書 e1249b)。

基本静定格荷重

基本静定格荷重 (C0) は、ボールと軌道面の間の最大接触応力が約 4,000 MPa に達する荷重を定義します。このレベルでは、軌道の局所的な塑性変形によって永久的な凹みが生じ、その後の運転中に振動や騒音が増加します。同じ NSK 参考データを使用すると、5200 シリーズ (口径 10 mm) の静定格荷重は 3,900 N ですが、5203 (口径 17 mm) は 8,300 N、5204 (口径 20 mm) は 10,700 N です (出典: NSK カタログ e1249b)。衝撃荷重、組み立て中の重い静的荷重、または低速で持続する重いモーメント荷重を伴うアプリケーションは、動的定格ではなく静的定格に対して評価する必要があります。

動等価荷重の計算

ベアリングが純粋なラジアル荷重ではなくラジアル荷重とアキシアル荷重を組み合わせた荷重を受ける場合、ISO 281 の寿命方程式を適用する前に等価動的荷重 P を計算する必要があります。複列アンギュラ玉軸受の場合、標準式は P = XFr YFa です。ここで、Fr はラジアル力、Fa はアキシアル力、X と Y はしきい値 e に対するアキシアル力とラジアル力の比に依存する負荷係数です。シールドおよびシールド複列シリーズの場合、Fa/Fr が e 以下の場合の代表値は X = 1、Y = 0.92、Fa/Fr が e を超える場合は X = 0.67、Y = 1.41、e は約 0.68 となります (出典: NSK カタログ e1249b)。これらの値は接触角とベアリング シリーズによって変化するため、設計者は常に、適用されるベアリング シリーズに対する特定のメーカーのデータシートの値を使用する必要があります。

速度性能

複列アンギュラ玉軸受の速度制限は、転がり接触および保持器とボールの界面で発生する熱によって設定され、従来はグリース制限速度またはオイル制限速度として表され、通常、オイル制限速度はグリースの制限速度より 20 ~ 30 パーセント高くなります。シール リップとシールドのバリアントは、シール リップの摩擦やシールドの近接により熱が追加され、固定グリース充填物は外部冷却なしで放散する必要があるため、同等のオープン ベアリングよりも速度制限が低くなります。複列アンギュラ玉軸受の主な寸法を規定する DIN 628-3 規格は、同じシリーズ内の軸受メーカー間での互換性を保証する寸法制限を確立しています (出典: シェフラー TPI 213)。

呼称体系とシリーズ識別

複列アンギュラ玉軸受の指定を正しく読むことで、エンジニアや購入専門家は、完全な寸法表を参照することなく、部品番号から穴径、シリーズ (したがって外径と幅)、およびシール構成を確認できます。

部品番号要素 意味
最初の 2 桁または 3 桁 (5200、5300、3200、3300) シリーズの指定。外径シリーズと2列タイプをエンコード 5200 = 標準ライト 2 列。 5300 = 中型 2 列
残りの桁 ボアサイズコード; 04 を超えるサイズの場合は 5 を掛けて、mm 単位の内径を取得します。 5204 = 04 コード、04 x 5 = 20 mm ボア
ZZまたは2Z suffix 両側に非接触スチールシールド 5204 ZZ = 20 mm ボア、両側シールド
2RSまたはDDU suffix 両側に接触ゴムシール 5204 2RS = 20 mm ボア、両側シール
サフィックスなし (オープン) シールやシールドはありません, requires external lubrication 5204 = 口径20mm、オープンタイプ
C2、C3、C4 サフィックス 内部クリアランスグループ。 C3は通常より大きく、C2は小さくなります 5204 C3 = 内径 20 mm、内部クリアランスが大きい

製品指定における 30 および 38 シリーズの参照は、ベアリングの外径シリーズ分類を指します。複列アンギュラ玉軸受のシリーズ 30 および 38 は特定の寸法エンベロープを示し、付随する 2RS および ZZ 接尾辞のバリエーションは接触シールが使用されるか鋼製シールドが使用されるかを直接識別するため、グリース潤滑シール付きサービスまたはシールド付きサービスにそれぞれ正しいバリエーションを指定できます。

代替ベアリングタイプとの比較

用途に複列アンギュラ玉軸受を選択するには、同じ位置で検討される可能性のある他の軸受タイプとの違いを理解する必要があります。

vs 単列アンギュラ玉軸受

単列アンギュラ玉軸受は、オフセット軌道形状により片側からのみ軸上に収束する接触線が形成されるため、一方向のアキシアル荷重のみを支持できます。単列ベアリングで双方向のアキシアル荷重をサポートするには、2 つのベアリングを、背中合わせ (DB)、対面 (DF)、またはタンデム (同方向のアキシアル荷重増加の場合は DT) のいずれかで対向して取り付ける必要があります。複列ベアリングは、1 つの内輪と 1 つの外輪を備えた単一の狭いユニットで同じ双方向の軸方向拘束を実現するため、ハウジングの設計が簡素化され、必要な軸方向スペースが削減されます。トレードオフは、2 列ユニットの接触角が固定されており、変更できない背中合わせの配置であるのに対し、ペアの 1 列の配置では、アプリケーションの形状で異なるモーメント アーム特性が必要な場合、エンジニアは対面取り付けを選択できることです (出典: NSK Global、NTN ベアリング カタログ 2203E)。

vs 深溝玉軸受

深溝玉軸受には両方のリングに対称の軌道溝があり、両方向の中程度のアキシアル荷重を支えることができますが、低アキシアル荷重では荷重線は本質的に放射状のままで、軸受には定義された接触角がありません。高速での低から中程度の複合荷重の場合、多くの場合、深溝ベアリングは同じサイズのアンギュラコンタクトベアリングよりも経済的であり、より高い速度定格に達します。ただし、深溝ベアリングは、アンギュラコンタクトベアリングが提供するシャフトの軸方向の強固な位置決めを提供することができず、モーメント荷重に耐える必要がある用途や、正確な軸方向の剛性がシステム設計の一部である用途には適していません (出典: brkbearings.com)。

vs円すいころ軸受

円すいころ軸受は、同じ内径のアンギュラ玉軸受よりもラジアル荷重とアキシアル荷重がかかります。これは、ころと軌道面の間の線接触によって荷重がより広い領域に分散され、ピーク接触応力が低減されるためです。ただし、円すいころ軸受は組み立て時に正確な軸方向の予圧調整が必要であり、ころ端とフランジの滑り摩擦により高速でより多くの熱を発生し、アンギュラ玉軸受よりも速度制限が低くなります。適度な複合荷重とコンパクトな形状が主な要件となる中速用途では、一般に円すいころ軸受よりも複列アンギュラ玉軸受が好まれます。

比較表

属性 複列アンギュラコンタクト 単列アンギュラコンタクト(ペア) 深溝玉軸受 円すいころ軸受
双方向軸支持 はい、1つのユニットで はい、ベアリングが 2 つ必要です 中程度、定義されていない接触角 はい、2 つ必要か、ユニットとしてプリロードされています
耐モーメント負荷 高 in DB arrangement 低い
コンパクトな軸方向幅 高, single unit 低いer, two housings needed 中等度
速度性能 高est 低いer
サイズごとのラジアル荷重耐荷重
組み立ての複雑さ 低い, drops into one housing 高er, two-bearing setup 低い 正確な軸調整が必要

典型的なアプリケーションと業界のユースケース

複列アンギュラ玉軸受は、モーメント荷重または複合荷重によって深溝軸受が不十分になる、中速から高速のコンパクトなスペースでの双方向の軸方向拘束という共通の要件を共有する用途に使用されます。

電動モーターとブロワー

電気モーターでは、駆動端位置で複列アンギュラ玉軸受が使用されることが多く、ベルトの張力、ヘリカルギアの推力、またはファンブレードの負荷による軸方向の力により、始動-停止方向に応じて双方向の軸方向荷重が生成されます。コンパクトな単一ユニット設計により、2 つのベアリング構成と比較してモーター ハウジングの構造が簡素化され、標準 5200 および 5300 シリーズの 25 度の接触角により、ほとんどの誘導モーター アプリケーションに適した適度な軸方向の剛性と回転速度定格の組み合わせが提供されます。 NSK は、このタイプの軸受の主な代表的な用途としてポンプ、電動機、ブロワーを挙げています (出典: NSK Global Technical Library)。

ポンプとコンプレッサー

遠心ポンプは、流量と差圧の変化に応じて方向が逆転する軸方向のスラスト力を生成します。この双方向の軸方向荷重は、まさに複列アンギュラ玉軸受の設計条件となります。接触角 30 度のベアリングを使用した大容量ポンプ設計は、ほとんどのポンプの使用条件に対して適切な速度能力を維持しながら、多段遠心ポンプに典型的な高い軸方向負荷に対応できます。 2RS または ZZ の指定が付いたシール型およびシールド型は、定期的な再潤滑のためにベアリング キャビティにアクセスできないポンプ用途で広く使用されています。

ギアボックスとギアユニット

はすば歯車は、シャフト軸に沿って作用する歯荷重の軸方向成分を生成し、この推力の方向は、対になっているピニオンと歯車の間で逆転します。シャフト端の複列アンギュラ玉軸受は、別個のスラスト軸受位置や追加の軸方向予圧配置を必要とせずに、この推力を両方向に抑制します。ハウジングの長さを最小限に抑えることが設計上の優先事項であるコンパクトな産業用ギアボックスでは、各シャフト位置にある単一ユニットの複列ベアリングにより、ペアの単列配置と比較して軸方向のエンベロープが大幅に節約されます。

工作機械主軸・精密機器

CNC 工作機械のスピンドル、特に中間速度範囲で動作するスピンドルは、複列アンギュラ玉軸受を使用して、主軸台ハウジングに対してスピンドルの軸方向および半径方向の位置をしっかりと決めます。標準的な深溝ベアリングが使用されている場合、工具先端にかかる切削力によりフロントベアリング位置に曲げモーメントが発生し、許容できないスピンドルのたわみが生じるため、この用途ではモーメント負荷耐性が特に重要です。通常よりも厳しい内部すきま (C2 すきまクラス) を備えた精密予圧複列ベアリングは、この用途カテゴリにおける最高の剛性要件に合わせて指定されています。

自動車および農業機器

農業機械のトランスミッション、トラクターのギアボックス、および一部の自動車アクセサリの駆動アプリケーションでは、モーメント成分を含むラジアル荷重とアキシアル荷重の組み合わせを、コンパクトでメンテナンス不要の密閉ユニット内で処理する必要がある位置に複列アンギュラ玉軸受が使用されています。 ZZ シールドまたは 2RS シールドのバリエーションは、通常、サービスへのアクセスが制限されており、数百時間の稼働時間にわたるサービス間隔を通じて土壌、作物の破片、または道路の砂からの汚染を防ぐ必要があるため、これらの用途に特に適しています。

潤滑要件とメンテナンス間隔

潤滑は転がり軸受の故障の最も一般的な根本原因であり、複列アンギュラ玉軸受に特有の潤滑要件を理解することは、あらゆる用途で期待される耐用年数を達成するために不可欠です。

シールドベアリングおよびシールドベアリングのグリース潤滑

シールド 2RS ベアリングとシールド ZZ ベアリングは、製造時に工場でグリースが充填されており、通常の動作条件下で意図された耐用年数の間メンテナンスフリーになるように設計されています。グリースの充填量は製造段階で最適化され、熱を発生させてグリースの有効耐用年数を短縮する過度の撹拌損失を発生させずに適切な潤滑を提供します。シールまたはシールド設計ではシール機能を損なうことなくグリースキャビティへのアクセスが容易にならないため、予想される耐用年数が終了したときにこれらのベアリングを交換する方が、一般にグリースを補充するよりも費用対効果が高くなります。

オープンベアリングのグリース潤滑

開放型複列アンギュラ玉軸受は外部からグリースを塗布する必要があります。ベアリングキャビティとハウジング内のグリース充填量は、通常、利用可能な空きスペースの 3 分の 1 から半分を埋める必要があります。過剰充填は撹拌熱を引き起こし、グリースの劣化を促進し、ベアリングの寿命を縮めます。 NLGI グレード 2 濃度のリチウムベースまたはリチウム複合グリースは、ほとんどの標準的な速度および温度条件に適しています。オイル潤滑式複列アンギュラコンタクトベアリングのオイル交換間隔に関するシェフラーのガイダンスでは、FVA プロジェクト No. 171 で参照されている確立された間隔に従い、動作温度と汚染レベルに基づいて調整することを推奨しています (出典: シェフラー TPI 213)。

高速用途向けの油潤滑

グリース潤滑では過剰な熱が発生する高速域では、開放型複列アンギュラコンタクト軸受は、オイルバス配置、オイルミスト、または循環オイル供給を通じてオイル潤滑できます。外部クーラーとフィルターを使用してオイルを循環させる方法は、軸受キャビティの潤滑、冷却、摩耗粉の除去を同時に行うため、工作機械のスピンドルや高速コンプレッサーなどの高速、高負荷の用途に適した方法です。

取り付け、クリアランス、予圧に関するガイダンス

定格耐用年数を達成するには、正しい取り付けと正しいベアリングの選択と同じくらい重要です。特に複列アンギュラ玉軸受の場合は、適切なはめあいと軸方向の位置決めで取り付ける必要があります。

シャフトとハウジングのはめあい

複列アンギュラ玉軸受の内輪は、通常、内輪が荷重方向に対して回転するときに、しまりばめでシャフトに取り付けられます。これは、回転機械では最も一般的な構成です。締まりばめにより、回転負荷がかかってもリングがシャフト表面を這うことがなくなり、シャフトにフレッチング摩耗が発生して熱が発生することはありません。外輪は通常、軽い締まりばめまたは中間ばめによってハウジングに取り付けられます。しめしろの大きさは ISO 286 のはめあい公差表で指定され、ベアリングのサイズ、回転速度、荷重の大きさに基づいて選択されます。ベアリングが大きくなり、荷重が重くなると、荷重時のクリープを防ぐためによりしっかりとした嵌合が必要になります。

内部すきまの選択

複列アンギュラ玉軸受は、C2 (通常より小さい)、CN (通常、すきまの接尾辞が指定されていない場合のデフォルト)、C3 (通常より大きい)、および C4 (さらに大きい) のいくつかの内部すきまグループで使用できます。適切なクリアランス グループは、シャフトとハウジングの嵌合および予想される動作温度によって異なります。軸のしまりばめにより、取り付け後の内部すきまが減少するため、取り付け前に通常のすきまを測定した軸受は、取り付け後にすきまゼロまたはわずかな予圧で動作する可能性があります。動作温度によってシャフトがハウジングよりも速く膨張する場合、動作中にさらにクリアランスが減少します。シャフトがハウジングよりも著しく高温になる用途では、C3 または C4 の開始クリアランスがこの熱膨張差を補償し、過度の予圧でベアリングが動作するのを防ぎます (出典: NTN ベアリング カタログ 2203E)。

プリロードに関する考慮事項

軽い予圧では、ベアリングがゼロの内部すきま、または 2 つの列間で共有される非常に少量の弾性変形で動作し、ベアリング位置のラジアル剛性とアキシアル剛性が向上し、変動荷重下での振動と騒音が低減されます。工作機械のスピンドルベアリングには通常、位置決め精度を向上させるために予圧がかけられています。過剰な予圧は熱を発生させ、疲労応力を増加させ、耐用年数を縮めるため、予圧は慎重に指定し、組み立て時に軸方向の予圧力や始動トルクの測定を使用して検証する必要があります。

故障モードと状態の監視

複列アンギュラ玉軸受の故障モードを理解することで、メンテナンスエンジニアは劣化を早期に検出し、致命的な故障がシャフト、ハウジング、または機械に二次的な損傷を引き起こす前に軸受の交換計画を立てることができます。

疲労剥離

転がり接触疲労により、軌道またはボール材料の表面下に亀裂が発生し、それが表面に伝播し、最終的に材料が剥離してスポールまたはピットが発生します。スポーリングは、ベアリングの欠陥周波数分析を使用した加速度計ベースの振動モニタリングによって検出できる、独特の高周波振動の特徴を生成します。外輪、内輪、ボールの特有の欠陥頻度は軸受の形状と回転速度に依存します。これらの頻度は、ISO 15243 および関連規格で定義されている方程式を使用して、標準軸受の形状パラメータから計算できます。

汚染と摩耗

潤滑剤中の粒子汚染は転がり接触部で三体摩耗を引き起こし、軌道面が徐々に荒れて振動や騒音が増加し、最終的には摩耗粒子が発生して損傷サイクルが加速します。シールドおよびシールドされた複列ベアリングは、ほとんどの産業環境において開放ベアリングよりも大幅に優れた汚染保護を提供します。これが、粉塵、切り粉、またはプロセス流体侵入のリスクが含まれる動作環境では、開放ベアリングよりも 2RS および ZZ バリアントが優先的に指定される主な理由の 1 つです。

潤滑不良

潤滑剤の不足、劣化した潤滑剤、または間違った種類の潤滑剤は、転がり界面で金属同士が接触し、急激な温度上昇、凝着摩耗、玉表面や軌道面の汚れ、最終的には焼き付きを引き起こします。シール型およびシールド型ベアリングの場合、潤滑不良は通常、工場で充填されたグリースが熱的および機械的劣化により分解し、ベアリングの設計耐用年数の終わり付近で発生します。ベアリングハウジングの温度監視や定期的な振動特徴分析による早期検出により、故障後ではなく故障前に交換計画を立てることができます。