重荷重用円筒ころ軸受を選択する際の重要な要素

江蘇省のセメント工場では、キルン駆動ギアボックスの ヌゥ2240 が 8 か月間に 3 回故障しました。 3 つの交換品はすべて同じ部品番号を共有していましたが、3 番目のサプライヤーのベアリングだけが 1 年以上存続しました。 Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company では、このパターンがよく見られます。つまり、定格荷重、保持器、材質、クリアランス、および潤滑が、ボア サイズよりも耐用年数を決定します。

ボアサイズだけでなく定格荷重から始めましょう

ボアサイズはエンベロープを定義します。基本動定格荷重 C が寿命を定義します。同じ 30 mm ボアの 2 つの NU2206 ベアリングは、ころの数と軌道の形状により、C が 10% 以上異なる場合があります。 C は、同一グループの 90% が疲労することなく内輪 100 万回転を完了する荷重です。 C0 は、軌道が変形する前にベアリングが吸収する衝撃の大きさを制御します。

以下のグラフは、負荷率が支配的な理由を示しています。 ISO 281 では、基本定格寿命を L10 = (C/P)^(10/3) 百万回転として示します。 10/3 の指数のため、等価荷重 P を 20% 過小評価すると、計算された L10 寿命は約 45% 減少します。

実際的な見解については、次の分析をお読みください。 大型機械の円筒ころ軸受 .

NU200シリーズ 高容量円筒ころ軸受 このオープン設計の円筒ころ軸受は、大きなラジアル荷重容量と剛性を備え、アキシアル方向に自由に動きます。これは重荷重と高速運転に適しており、リブの配置が軸方向の自由度をどのように制御するかを理解するのに役立ちます。 製品を見る→

デザインコードを選択します: NU、ニュージャージー州、NUP、または NF

設計コードは、温度によってシャフトが成長できる場所と、固定されたままにしなければならない場所を決定します。円筒ころ軸受は、ころが両軌道面に線で接触する線接触軸受であり、ラジアル剛性が高く、アキシアル荷重もほとんど受けず、芯ずれもほとんどありません。 NU、N、NJ、NUP、および NF は、軸方向の自由度を制御するリブの配置を示します。

重量ギアドライブの位置決めには、軸方向の両方向にシャフトを固定する NUP が古典的な選択肢です。 NJ は一方向のみに位置し、反対の推力が他の場所に伝わる配置に適しています。非常に重い複合荷重がかかる場合は、軸方向のシェアに別個のスラスト ベアリングを追加します。

NJ2200シリーズ 片つば円筒ころ軸受 この軸受は、単一つばの内輪と二重つばの外輪を備えており、高いラジアル荷重容量と一方向のアキシアル位置決めを提供します。これはギアボックスや重機に適しており、位置の配置やケージの要件に関する議論と一致しています。 製品を見る→

ケージを負荷スペクトルに合わせる

ケージは耐荷重構造であり、スペーサーではありません。振動、衝撃、または逆トルクが加わると、弱い保持器が変形し、ころの間隔が不規則になり、軸受は異音から焼き付きに移行します。重荷重仕様では、機械加工された真鍮、打ち抜き鋼、ポリアミドの 3 つのファミリーが主流です。

継続的に大きなラジアル荷重がかかると、2 ピースの機械加工された真鍮製ケージが各ローラーをそれぞれのポケット内でガイドし、リングが弾性的にたわむ間、間隔を均一に保ちます。打ち抜き鋼製ケージは軽量で、中程度の負荷での高速速度に適しています。 120°C を超えるポリアミドや攻撃的な合成油との併用は避けてください。

ショックケースの材質グレードを選択してください

材料グレードは、ベアリングが衝撃に耐えられるかどうかを決定するものであり、安定したラジアル荷重に耐えられるかどうかを決定するものではありません。ほとんどの円筒ころ軸受は、58 ～ 62 HRC で完全硬化された SAE 52100 クロム鋼であり、継続的な重荷重に適しています。建設機械や鉱山のシャベルなど、衝撃が日常的に発生する場合は、ケース浸炭鋼を使用してください。これは、瞬間的な過負荷に亀裂を生じることなく耐える、ハードケースを備えた丈夫なコアです。私たちの 建設業界のページ これらのアプリケーションについて詳しく説明します。

• SAE 52100 (GCr15): 限定された衝撃を伴う連続的な重ラジアル荷重に対する規格。
• 浸炭低炭素合金鋼: 連続衝撃荷重がかかる粉砕機、振動スクリーン、ミルドライブ用。
• 寸法安定化グレード (S1 ～ S3): サイズ安定性が重要となる 150°C を超える動作温度用。
• 高精度クラス (P6): シャフトまたはハウジングのアライメントが完璧でない場合の荷重分散を改善します。

潤滑前の内部すきまとはめあいの設定

内部すきまは、しまりばめと、内輪が外輪よりも高温になることによって消費されます。動作すきまがゼロに達すると、ローラーがくさびを起こし、滑り、軌道を汚します。そのため、C3 は重負荷のデフォルトであり、C4 は激しい衝撃や高温差のために予約されています。

潤滑は負荷を支える最後のコンポーネントです。ラジアル荷重が大きいオイル潤滑ギアボックスの場合、EP 添加剤を含む ISO VG 320 から始めるのが一般的です。低速で衝撃の大きい位置では ISO VG 460 または 680 を使用します。ISO 281 は粘度比 kappa で寿命を調整します。 2 ～ 4 のカッパをターゲットにし、計算された膜厚が複合表面粗さを超えていることを確認します。

NUP200シリーズ両つば形円筒ころ軸受 両側止め輪による分離構造でラジアル荷重と小さなアキシアル荷重を負荷できるため、剛性が高く、取り付けが容易です。これは、ギアドライブの位置決めとベアリング選択の最終仕様決定の状況に適合します。 製品を見る→

5 段階の重負荷選択チェックリスト

信頼できる仕様とは、5 つの連続した決定を順番に決定することであり、定量化されていない荷重ケースに一般的な適合を強制することはありません。

1. 荷重スペクトルを定量化します。最大ラジアル荷重、各荷重レベルでの時間、速度プロファイル、アキシアル荷重、および衝撃事象を記録します。
2. 熱膨張に基づいて、フローティング位置の場合は NU、位置決め位置の場合は NUP または NJ の設計コードを選択します。
3. 定格を確認します。計算された等価荷重に対して C と C0 を確認し、最悪の衝撃ケースについては s0 を確認します。
4. 保持器、材質、およびクリアランスを選択します。振動用には真鍮の機械加工、衝撃用にはケース浸炭鋼、連続重荷重用には C3 を使用します。
5. はめあいと潤滑を定義します。動作条件表からシャフトとハウジングのはめあいを選択し、カッパを 2 ～ 4 の間に保つオイル粘度を選択します。

よくある質問

円筒ころ軸受の仕様におけるCとC0は何を意味しますか?

C は基本動定格荷重であり、同一の軸受グループの 90% が 100 万回転に耐えられる荷重です。 C0 は基本静定格荷重で、最も重い接触時にローラー直径の 0.0001 倍の永久変形を引き起こす荷重です。疲労寿命の計算には C を使用し、衝撃条件下での静的安全係数 s0 = C0/P0 には C0 を使用します。

NUP ベアリングの代わりに NJ ベアリングを使用する必要があるのはどのような場合ですか?

NUP は、シャフトを両方向に軸方向に配置する必要がある場合に使用します。これは、ギア ドライブの標準的な固定位置配置です。 NJ アセンブリはより単純で、リブ リングの緩みがないため、一方向のみの位置決めが必要で、反対側の推力は別のコンポーネントによって伝達される場合に NJ を使用します。

重荷重用円筒ころ軸受はなぜ通常 C3 すきまを使用するのですか?

シャフトの締まりばめとより暖かい内輪により、動作中の公称すきまの大部分が除去されます。動作クリアランスがゼロに近づくと、ローラーがくさびや滑りを起こし、汚れや急速な故障の原因となります。 C3 は、取り付けられた温間運転構成に安全マージンを提供し、C4 は衝撃荷重と高温差動のために確保されています。

自動調心ころ軸受を円筒ころ軸受に置き換えることはできますか?

アライメントが制御されている場合のみ。標準的な円筒ころ軸受はおよそ 1 ～ 2 分角の位置ずれを許容しますが、自動調心ころ軸受は約 1 度以上の位置ずれを許容します。負荷によりシャフトがたわむと、ラジアル定格が高くても円筒ころ軸受にエッジ荷重がかかり、すぐに故障します。変更を行う前に、ハウジングとシャフトのアライメントを確認してください。