深溝玉軸受とは何ですか?

A 深溝玉軸受 転がり軸受です 転動体としてボールを使用し、内輪と外輪の両方に機械加工された深い連続軌道溝にボールが組み込まれています。この設計により、ベアリングはラジアル荷重、両方向のアキシアル荷重、および合成荷重を同時に支えることができるため、世界で最も広く使用されているベアリング タイプとなっています。そのシンプルさ、汎用性、低摩擦、高回転速度機能、およびメンテナンス要件の低さにより、電気モーターや家電製品から自動車システムや産業機械に至るまで、ほぼすべての機械産業でデフォルトのベアリングの選択肢となっています。

深溝玉軸受の構造と構成部品

標準の深溝玉軸受は 4 つの重要なコンポーネントで構成されており、それぞれが厳しい公差に従って精密に製造されています。各コンポーネントの役割を理解すると、このタイプのベアリングがこれほど幅広い用途で確実に機能する理由がわかります。

内輪

内輪は回転軸にはめ込まれ、外周には内軌道面となる深い曲線溝が刻まれています。溝の半径は通常、 ボール直径の 51.5% ～ 53% 、低摩擦の転がりを可能にしながら、ボール表面全体に負荷を分散する適合性の接触を提供します。ほとんどの用途では、内輪はシャフトとともに回転します。

外輪

外輪はハウジングの穴に嵌合し、内面にはそれに対応する深い溝が付いています。通常、シャフトと内輪が回転している間は静止したままになります。外輪の軌道溝は内輪の溝の形状を反映しており、一緒になってボールが転がる閉じた軌道を形成します。

ボール（転動体）

ボールは、高炭素クロム軸受鋼 (通常は GCr15 / 52100 グレード)、ステンレス鋼、セラミック (窒化ケイ素)、または使用環境に応じてその他の材料から製造されます。ボールの直径と数量はベアリングのサイズによって決まります。ベアリングが大きいほど、負荷を分散するためにより多くのボールやより大きなボールを搭載します。無負荷状態ではボールは軌道と点接触します。負荷がかかると、この接触は弾性的に変形して小さな楕円形の接触領域となり、加えられた力を伝達します。

ケージ（リテーナー）

ケージはボール間の円周方向の均一な間隔を維持し、ボール間の接触（激しい摩耗と熱の原因となる）を防ぎ、ボールを負荷ゾーンに案内します。ケージは、速度、温度、および潤滑要件に応じて、プレス鋼、機械加工された真鍮、ポリアミド (ナイロン)、または PEEK から製造されます。ポリアミド製ケージは軽量で静かなので、低騒音用途で一般的です。真鍮製保持器は高速環境または高温環境に使用されます。

シールとシールド (オプション)

深溝玉軸受は、オープン、片シールド (Z)、二重シールド (ZZ)、片シール (RS)、および二重シール (2RS) 構成で入手できます。金属シールドは、粗大な汚染物質を排除する非接触バリアを提供します。ゴム製シール（接触または低接触タイプ）は、塵や湿気に対して優れたシールを提供し、ベアリング内にグリースを保持します。 シールドベアリング (2RS) には、寿命のためにグリースが塗布されています ほとんどの標準的な用途では再潤滑が不要なため、メンテナンスが大幅に簡素化されます。

深溝設計の仕組み

このタイプのベアリングの特徴は、両方のリングの溝の深さです。浅溝の設計とは異なり、深い軌道の形状により、ボールがリングの肩部より十分下に設置されるため、ベアリングはラジアル荷重に加えてアキシアル荷重にも耐えることができます。軌道面の両側の肩の高さは、ボールの軸方向の変位に抵抗する壁として機能します。

純粋なラジアル荷重が適用されると、荷重は複数のボールを介してベアリングの底部全体に同時に対称的に分散されます。アキシアル荷重がかかると、玉と軌道との接触角がゼロ（純粋なラジアル）からゼロ以外の値に増加し、軌道溝の肩部がアキシアル力を伝達します。 深溝玉軸受の一般的なアキシアル荷重容量は、静ラジアル定格荷重の 20% ～ 50% です。 、ベアリングのサイズと内部クリアランスによって異なります。

この多方向の負荷容量とボール接触の低い転がり摩擦の組み合わせにより、深溝玉軸受は、非常に遅い振動運動からミニチュア精密軸受の 100,000 rpm を超える非常に高い回転速度に至るまで、幅広い速度範囲にわたって効率的に動作することができます。

主なパフォーマンス特性

耐荷重

深溝玉軸受は、非常に幅広いサイズ範囲で利用可能です。 1mm を超える大型産業用ベアリングまで 内径320mm 。動的定格荷重 (C) と静的定格荷重 (C0) は、ミニチュア ベアリングの数ニュートンから大型ベアリングの数百キロニュートンまで、それに応じてスケールされます。ベアリングの定格寿命（数百万回転での L10 寿命）は、動定格荷重に対する適用荷重から計算されます。

速度性能

すべての転がり軸受タイプの中で、深溝玉軸受は、玉と軌道の点接触による摩擦が低く、玉の質量が比較的小さいため、最高の速度能力を備えています。基準回転数（標準条件下で軸受温度が熱平衡に達する速度）は、軸受サイズごとにメーカーカタログに記載されています。最適化された潤滑と精密材種により、 速度係数（n×dm）が150万mm・rpmを超える場合 高速アプリケーションで実現可能です。

騒音・振動

深溝玉軸受は、電気モーター、ファン、家電製品、事務機器など、静かな動作が必要な用途向けに、低騒音規格に基づいて製造されています。騒音レベルは、mm/s 単位で測定される振動速度 (ABEC/ISO 規格) またはベアリング振動試験 (アンデロン メーター値など) によって特徴付けられます。電動モーター用ベアリングは通常、高精度、低騒音を達成する必要があります。 振動値は0.5 mm/s未満 指定された周波数範囲全体で。

摩擦と温度

深溝玉軸受の始動トルクと回転トルクは、同等の荷重を扱う他のタイプの軸受と比較して低くなります。これによりエネルギー効率が向上し、電気モーターや精密機器などの用途で重要になります。標準の深溝玉軸受は、 -20℃～120℃ 標準グリース潤滑付き。特別な配合と材料により、-60°C ～ 200°C 以上の温度での動作が可能になります。

内部すきま

内部すきまは、予圧が適用される前の、外輪に対する内輪のラジアル方向の総移動量を指します。 ISO 5753 に基づく標準内部クリアランス グループは、C2 (標準より小さい)、CN (標準)、C3 (標準より大きい)、C4、および C5 です。 C3 クリアランスは通常、シャフト公差が厳しいアプリケーションや動作温度が高いアプリケーション向けに指定されます。 、熱膨張によりランニングクリアランスが減少します。正しいクリアランスの選択は、ベアリングの寿命と騒音性能にとって非常に重要です。

深溝玉軸受の標準呼び制度

深溝玉軸受は、ISO 15 で定義された標準化された番号付けシステムによって指定され、軸受の内径サイズ、シリーズ (断面寸法)、および内部クリアランス、シール、精度等級の接尾辞がコード化されています。この指定システムを理解することで、エンジニアは正しいベアリングを指定し、さまざまなメーカーの同等のベアリングを比較できるようになります。

たとえば、指定 6205-2RS/C3 は、単列深溝玉軸受 (6)、02 シリーズ (中断面)、内径 25 mm (05 × 5)、二重ゴムシール (2RS)、C3 内部すきまを備えたものについて説明します。

深溝玉軸受のシリーズとサイズ範囲

深溝玉軸受は、穴径に対する断面寸法を決定する一連の幅と直径で製造されます。適切なシリーズを選択すると、負荷容量、速度、利用可能な設置スペースのバランスが取れます。

深溝玉軸受が使用される場所

深溝玉軸受は、ほぼあらゆる種類の回転機械に使用されています。多用途性、速度性能、低摩擦、密閉構成での可用性の組み合わせにより、これらのベアリングは驚くほど幅広い業界や用途で第一選択のベアリングとなっています。

電動モーター

電気モーターは、分数馬力の家庭用電化製品モーターから大型の産業用誘導モーターに至るまで、深溝玉軸受の最大のアプリケーション分野です。一般的な AC 誘導モーターは、ローター シャフトを支持するために 2 つの深溝ボール ベアリングを使用します。駆動端のベアリングは、ベルトの張力やカップリングの位置ずれによるラジアル荷重とアキシアル荷重の組み合わせに対処する必要があります。非駆動側ベアリングは主にラジアル荷重に対処し、多くの場合、熱膨張を許容するためにハウジングにフリーフィットします。 毎年、世界中で数十億個の深溝玉軸受が電気モーターに取り付けられています。

自動車用途

自動車産業では、深溝玉軸受はオルタネーター、スターターモーター、パワーステアリングポンプ、エアコンコンプレッサー、電気冷却ファン、および多数の補助システムに使用されています。乗用車 1 台に含まれる可能性があるのは、 20～30深溝玉軸受 さまざまなシステム全体にわたって。電気自動車 (EV) では、騒音、効率、耐用年数がすべて最重要要件となる駆動モーターと減速機の用途において、高精度の深溝玉軸受が不可欠です。

家庭用電化製品および家庭用電化製品

洗濯機、冷蔵庫、エアコン、掃除機、電動工具、キッチン用品はすべて、回転部品に深溝玉軸受を使用しています。これらの用途では、低騒音、長いメンテナンスフリー寿命、コンパクトな寸法が主な要件となります。 2RS（二重シール、グリース封入）ベアリング 製品の予定された耐用年数の間、現場でのメンテナンスが不要なため、アプライアンスでは標準となっています。

産業機械・装置

ポンプ、コンプレッサー、ギアボックス、コンベヤ、ファン、送風機、印刷機械、繊維機械、包装機械、食品加工機械はすべて深溝玉軸受を広く使用しています。産業環境では、ベアリングは再潤滑可能なオープン タイプまたはシールド タイプであることが多く、メンテナンス担当者は計算された再潤滑間隔に従って定期的にグリースを注入することでベアリングの寿命を延ばすことができます。

農業機械および建設機械

コンバイン、播種機、灌漑ポンプなどの農業機械は、汚染耐性、衝撃荷重耐性、遠隔操作条件での長い保守間隔が重要な用途に深溝玉軸受を使用しています。このような要求の厳しい環境では、より高いラジアル荷重定格を備えた大型シリーズ (63xx、64xx) ベアリングが一般的です。

精密機器および医療機器

ミニチュアおよび機器グレードの深溝玉軸受 (ABEC 5、7、または 9 公差クラス) は、歯科用ハンドピース、研究室用遠心分離機、サーボ モーター、精密位置決めシステム、ロボット工学、および測定器で使用されています。これらのベアリングは、寸法公差が非常に厳しいのが特徴です。 穴径公差±0.003mm以上 - 非常に滑らかな軌道と精密に適合したボールで製造されており、高速での振れと振動を最小限に抑えます。

深溝玉軸受と他の一般的な軸受タイプの比較

深溝玉軸受は最も汎用性の高いオプションですが、特定の負荷条件や動作環境には他のタイプの軸受の方が適しています。以下の表は、エンジニアが十分な情報に基づいて選択を決定できるように、深溝玉軸受と他の頻繁に使用されるタイプの軸受を比較しています。

深溝玉軸受の潤滑

深溝玉軸受の定格寿命を達成するには、適切な潤滑が最も重要な要素です。潤滑には 4 つの目的があります。転動体と軌道面の間の摩擦と摩耗を軽減し、腐食を防止し、汚染物質の侵入を防ぐシーラントとして機能し (グリース用)、ベアリングの動作によって発生する熱を放散します。

グリース潤滑

グリースは、深溝玉軸受の最も一般的な潤滑剤です。貼り付けが簡単で、密閉ハウジングなしでも所定の位置に留まり、長い保守間隔を提供します。深溝玉軸受に推奨されるグリース充填量は通常、 自由軸受内部容積の 25% ～ 35% 。グリースを過剰に充填すると、撹拌、発熱、グリースの早期劣化が発生し、これがベアリングの初期故障の一般的な原因となります。リチウムベースのグリース (NLGI グレード 2) が最も広く使用されています。高温用途では、ポリウレアまたは PTFE ベースのグリースが必要な場合があります。

オイル潤滑

オイル潤滑 (オイルバス、循環オイル、オイルミスト、またはオイルエア) は、高速用途、高温環境、またはベアリングがギアボックスやその他の油で満たされたエンクロージャに組み込まれている場合に使用されます。オイルは優れた熱除去を提供し、循環システムに継続的に補充されます。高速スピンドル用途では、正確な粘度の選択が重要です。 ISO VG 15 ～ VG 46 ボールベアリング用 — 適切な膜厚を維持しながら粘性抵抗を最小限に抑えます。

再潤滑間隔

グリース潤滑用途のオープンまたはシールド (非シール) ベアリングの場合、再潤滑間隔はベアリングの動作速度、温度、負荷から計算する必要があります。実際的なガイドラインとして、中程度の速度と温度では、深溝玉軸受の再潤滑間隔は次の範囲です。 3,000～20,000稼働時間 ベアリングのサイズと動作条件によって異なります。シールド (2RS) ベアリングにはグリースが塗布されており、メンテナンスフリーで寿命を迎えるように設計されており、通常、標準条件下で 10,000 ～ 30,000 時間の耐久性があります。

精度等級とその意義

深溝玉軸受は、ISO 492 (メートル軸受) および ABEC 規格で定義された精度等級に基づいて製造されています。各グレードでは、寸法精度、走行精度（ラジアル振れおよびアキシャル振れ）、および一部のグレードでは振動に関してより厳しい公差が指定されています。低振れ、静かな動作、高速性能が要求される場合は、より高精度のグレードが指定されます。

• P0 / ABEC 1 (ノーマル) — 標準的な商用公差。大部分の産業用途および汎用用途で使用されます。広く入手可能でコスト効率が高い。
• P6 / ABEC 3 — 通常よりもタイトです。高品質の電動モーターや一部のポンプなど、より高い運転精度が要求される用途に使用されます。
• P5 / ABEC 5 — 精密級。 ACサーボモーター、CNC工作機械の補助主軸、精密ポンプに共通に仕様されています。振れ許容差は P0 よりも約 50% 厳しくなります。
• P4 / ABEC 7 — 高精度。工作機械主軸、研削主軸、精密機器用途に使用されます。慎重に管理された取り付けと取り扱いが必要です。
• P2 / ABEC 9 — 超精密。最高の公差クラスで、ジャイロスコープ、精密実験室機器、最も要求の厳しい高速スピンドル用途で使用されます。

深溝玉軸受の故障の一般的な原因

ベアリングが故障する理由を理解することは、耐用年数を延ばし、機械の信頼性を向上させるために不可欠です。研究と現場での経験によれば、ベアリングの故障の大部分は材料の欠陥によって引き起こされるのではなく、設置、潤滑、および動作条件における予防可能な要因によって引き起こされることが示されています。

• 汚染 (故障の約 14%) — 固体粒子、湿気、または腐食性媒体がベアリングに侵入すると、軌道やボールに摩耗が発生し、ピッチングが発生し、疲労が加速されます。適切な密閉とクリーンな設置の実践が重要な予防策です。
• 不適切な潤滑（故障の約 36%） — グリースの不足、間違ったタイプのグリース、グリースの過剰注入、または熱や湿気によるグリースの劣化は、総合的にベアリング故障の主な原因となります。潤滑剤の正しい選択と再潤滑のスケジュール設定が重要です。
• 不適切な取り付け (失敗の約 16%) — 装着されているリングではなくボールを通して取り付け力を加えたり、不適切なはめあいを使用したり、ベアリングをシャフトにハンマーで打ち付けたりすると、ブリネリング（偽または真）や軌道の損傷が発生し、早期故障につながります。適切な取り付けツールと手順が不可欠です。
• 過負荷とミスアライメント — 動定格荷重または静定格荷重を超えてベアリングを運転したり、シャフト/ハウジングのずれがベアリングの公差を超えた状態で運転すると、軌道の小さな領域に応力が集中し、疲労剥離が加速します。
• 電流の通過 — 可変周波数ドライブ (VFD) を搭載したモーターでは、迷走電流がベアリングの接触領域を通って放電し、軌道やボールに特有のピッチング (溝状の) 損傷を引き起こす可能性があります。これを防ぐために、絶縁ベアリングまたはシャフト接地リングが使用されます。
• 計算された寿命の終わりにおける通常の疲労 — ベアリングの約 34% は、計算上の L10 耐用年数またはそれを超えると、通常の転がり接触疲労 (剥離) によって故障に達します。これは、他のすべての要因が正しく制御されている場合に予期される故障モードです。

取り付けと設置のベストプラクティス

正しい取り付けは、正しいベアリングの選択と同じくらい重要です。取り付け時に生じる損傷は、高品質のベアリングであっても、早期故障の主な原因となります。すべての深溝玉軸受の取り付けでは、次の手順に従う必要があります。

1. 取り付ける前にシャフトとハウジングの穴を徹底的に清掃してください。取り付け時に発生した汚染は、耐用年数を通じてベアリングの周囲に残ります。
2. シャフトとハウジングの寸法がベアリングの必要な適合性と照合していることを確認します。 回転内輪用途のシャフトはめあいは通常、しめしろ (k5、m5、n6) です。 ;固定外輪のハウジングはめあいは通常、移行部またはわずかなすきま (H7、J7) です。
3. 取り付け力は押し付けられるリングにのみ加えてください。決してボールを介して加えないでください。しまりばめの場合は、リング面に均一に接触する取り付けスリーブまたは油圧プレスを使用してください。小さなベアリングの場合は、ベアリング取り付けツールを使用します。中型から大型のベアリングの場合、はめ込む前に誘導加熱を使用して内輪を拡張します。
4. 熱取り付けを使用する場合、ベアリングを最大温度まで加熱します。 110℃～120℃ 。裸火は絶対に使用しないでください。鋼が局所的に過熱し、焼き戻しが劣化する可能性があります。誘導ヒーターまたはオイルバスが好ましい方法です。
5. 取り付け後、ベアリングがスムーズに動くか、異常な粗さやきつい箇所がないことを手で確認してください。最初は軽い負荷でベアリングを動作させ、動作の最初の数時間は温度を監視します。

深溝玉軸受の製造に使用される材料

リング、ボール、ケージ、シールの材料の選択は、ベアリングの性能範囲、耐食性、および特定の環境への適合性を直接決定します。

寧波万順ベアリング有限公司 — 深溝玉軸受メーカー

寧波万順ベアリング有限公司は、ベアリングの生産に特化した専門メーカーです。 高精度、低騒音の深溝玉軸受 中小型軸受を中心に、複列アンギュラ玉軸受を取り揃えております。同社は、浙江省寧波市慈渓市恒河鎮に本社を置いています。中国ではベアリングの本拠地として知られており、この地域にはベアリングメーカー、材料サプライヤー、精密機械加工の専門知識が古くから集積している産業が集中しています。

寧波軸受産業クラスターの深い製造遺産と技術リソースを活用した万順軸受は、電気モーター、家庭用電化製品、自動車補助システム、精密機械の厳しい要件を満たす軸受の提供に重点を置いており、低騒音、寸法精度、生産バッチ全体にわたる一貫した性能が顧客満足度にとって重要です。標準カタログベアリングが必要な場合でも、特殊な用途向けにカスタマイズされた仕様が必要な場合でも、寧波万順ベアリングはお客様の要件を満たす製造品質と技術的専門知識を提供します。

深溝玉軸受に関するよくある質問

深溝玉軸受と標準玉軸受の違いは何ですか?

「玉軸受」と一言で言っても、深溝形、アンギュラコンタクト形、自動調心形、スラスト形など多くの種類が含まれます。深溝玉軸受は最も一般的なサブタイプです。その際立った特徴は、浅溝設計よりも深い連続した深い軌道溝で、ラジアル荷重とアキシアル荷重の両方に耐えることができますが、この機能はすべてのタイプの玉軸受に共通のものではありません。

深溝ボールベアリングの寿命はどのくらいですか?

ベアリングの寿命は、動作負荷、速度、潤滑の品質、汚染レベルによって異なります。 L10 寿命 (同じ荷重がかかったベアリングのバッチの 10% が故障する回転数) が標準寿命評価です。一般的な工業条件下では、適切に選択および維持された深溝玉軸受は通常、次のような成果を達成します。 20,000 ～ 50,000 動作時間 。家庭用電化製品向けにグリースを塗布した密封構成では、ベアリングは製品の意図された耐用年数である 5 ～ 15 年を超えて長持ちするように設計されています。

深溝玉軸受はスラスト（アキシアル）荷重に耐えられますか?

はい。これは、他のラジアル ベアリング タイプに比べて、深溝設計の重要な利点の 1 つです。深い軌道肩部により、軸受は両方向のアキシアル荷重を支えることができます。ただし、アキシアル荷重容量はアンギュラコンタクト軸受やスラスト軸受に比べて制限されます。一般的なガイドラインとしては、 アキシアル荷重はベアリングの静ラジアル定格荷重 (C0) の 50% を超えてはなりません。 また、ラジアル荷重とアキシアル荷重を組み合わせた場合、適切なベアリングを選択するには慎重な寿命計算が必要です。

6205 や 6305 などのベアリング指定の「6」は何を意味しますか?

ISO ベアリング指定システムでは、最初の数字「6」はベアリングのタイプを識別します。 単列深溝玉軸受 。次の数字は、寸法シリーズとボアサイズをエンコードします。たとえば、6205: タイプ 6 (DGBB)、シリーズ 2 (ライト断面)、ボア 25 mm (05 × 5)。 6305: タイプ 6 (DGBB)、シリーズ 3 (中型断面)、ボア 25 mm — 同じボア サイズの 6205 よりも外径と幅が物理的に大きく、そのため定格荷重が高くなります。

2RS ベアリングは ZZ ベアリングより優れていますか?

それはアプリケーションによって異なります。 2RS (二重ゴムシール) ベアリングは、ほこりや湿気に対する優れたシールを提供し、汚れた環境や湿った環境に適しており、シールされたグリースを永久に保持します。ただし、ゴム製接触シールは金属シールドよりもわずかに大きな摩擦（より高い始動トルク）を生成します。 ZZ (二重金属シールド) ベアリングは摩擦が低く、高速用途やベアリングがオイル潤滑環境にある場合に適しています。ほとんどの汎用密閉型寿命アプリケーションでは、 2RS が好ましい選択です .