ベアリングとは何ですか?

「ベアリング」という単語は、「支える」または「運ぶ」という意味の「クマ」から派生したものです。

2 つの部品の間に相対的な動きがあり、一方の部品がもう一方の部品を支える場合、支える部品はベアリングと呼ばれます。

したがって、ベアリングは、相対的に動く別の機械要素または部品をサポートする機械部品の機械要素です。

相対運動は直線運動または回転運動のいずれかになります。

エンジンのクロスヘッドとガイドの場合と同様に、ガイドはベアリングとして機能し、相対運動は直線的です。同様に、フライス盤や平面盤のウェイはベアリングとして扱うことができます。

旋盤のスピンドル、ボール盤、中ぐり盤、自動車の車軸、クランクシャフトなどの場合、これらとベアリング間の相対運動は回転運動です。

ベアリングの必要性。

ほぼすべての種類の機械では、動きまたは動力のいずれかが回転シャフトを介して伝達され、回転シャフトはベアリングによって保持されます。

これらのベアリングは、最小限の摩擦でシャフトの自由でスムーズな回転を可能にします。ベアリング表面を適切に潤滑することで、動力や動作の損失を最小限に抑えることができます。

ベアリングが必要なのは、次の 2 つの理由からです。

1. 回転シャフトをサポートします。

2. シャフトの自由かつスムーズな回転を可能にします。

3. スラスト荷重とラジアル荷重に耐えます。

ベアリングの種類。

一般的に、ベアリングは次の 2 つのタイプに分類されます。

1. 滑り接触軸受および;

2. 転がり接触軸受または減摩軸受。

1. 滑り接触軸受

滑り接触ベアリングとシャフトは、互いに対して滑り合うため、相対運動をします。一般的に、ローラーとボールを使用しないベアリングはすべて滑り接触ベアリングと呼ばれます。

滑り接触ベアリングはさらに以下のタイプに分類されます。

i. 右ラインまたはガイド方位。

相対運動の方向と表面の滑りが平行である場合、ベアリングは直線ベアリングまたはガイドベアリングと呼ばれます。たとえば、エンジンのクロスヘッドのガイド、フライス盤のウェイ、掘削機やボーリング盤のスピンドルなどです。

ii. ラジアルベアリングまたはジャーナルベアリング

シャフトとベアリング間の相対運動が回転であり、荷重がシャフトの軸に対して垂直に作用するか、シャフトの半径に沿って作用する場合、ベアリングはジャーナル ベアリングまたはラジアル ベアリングと呼ばれます。

ベアリングに囲まれたシャフトの部分はジャーナルと呼ばれます。

iii. スラストベアリング

ベアリングにかかる​​荷重がシャフトの軸に平行な場合、そのベアリングはスラスト ベアリングと呼ばれます。

iv. フットステップまたはピボットベアリング。

スラスト軸受では、シャフトの端が軸受面に垂直に接して終わる場合、ステップ軸受またはピボット軸受と呼ばれます。

v. カラーベアリング;

スラスト ベアリングでは、シャフトの端がベアリング面を超えて貫通している場合、カラー ベアリングと呼ばれます。シャフトの軸は水平のままです。

vi. ブッシュベアリング

シンプルなタイプのブッシュベアリングを以下の図 1.8 に示します。これは鋳鉄製の本体と真鍮または砲金製のブッシュで構成されています。

本体は長方形のベースを持ち、加工面積を最小にするためにベースは中空にされています。ベースにはベアリングをボルトで固定するための楕円形の穴が2つあります。

本体上部にブッシュを貫通するオイル穴が設けられており、オイル穴を通してシャフトとブッシュの潤滑が行えます。

ブッシュの内径はシャフト径と等しく、シャフトとともにブッシュが回転したり滑ったりしないように、止めねじで固定されています。

ブッシュが摩耗した場合は、新しいものと交換します。シャフトは端からしかベアリングに挿入できません。これがこのベアリングの欠点の 1 つです。

ブッシュベアリングは、軽負荷および低速で使用されます。

vii. 台座ベアリング

ペデスタル ベアリングは、一般的にプランマー ブロックとして知られています。また、スプリット ジャーナル ベアリングまたは分割ジャーナル ベアリングとも呼ばれます。

これは、台座と呼ばれる鋳鉄製のブロック、鋳鉄製のキャップ、2 つの半分に分かれた砲金製の真鍮、2 つの軟鋼製の四角い頭のブロット、および 2 セットの六角形のロック ナットで構成されています (下の図 1.9 を参照)。

ベアリングは分割型で、2つに分割されています。

上部はキャップと呼ばれ、四角頭ボルトと六角ナットで台座と呼ばれる本体に固定されています。

ベアリングを分割または分割することで、シャフトや分割ブッシュの半分の取り付けと取り外しが容易になります。

分割されたブッシュは、ブラスまたはステップとして知られています。

下部の分割ブッシュにはスナッグが設けられており、これが本体に設けられた穴にフィットします。

これにより、ブッシュはシャフトとともに回転することが防止され、端部のカラーフランジによって軸方向の動きが防止されます。

分割ブッシュの材質は真鍮、青銅、ホワイトメタルなどです。

シャフトは下部のスプリットブッシュの上に載っています。上部のスプリットブッシュをシャフトの上に置いて、最後にキャップを締めます。

キャップと本体の間には小さな隙間が残されており、新しいライニングでブッシュを救出したためにキャップを下げるときに役立ちます。

このベアリングは、高速およびさまざまな方向の負荷に使用されます。

viii. フットステップベアリングまたはピボットベアリング。

フットステップベアリングまたはピボットベアリングでは、圧力はシャフトの軸に平行に作用し、シャフトはベアリングの一端に載ります。

これは、下の図 1.10 に示すように、長方形のベースと砲金製のブッシュを備えた鋳鉄製の垂直円形ブロックまたは本体で構成されています。

ブロックにはシャフトが挿入される開口部があり、シャフトは凹面のある鋼板上に垂直に載っています。

ディスクと本体に半分挿入されたピンによって、ディスクがシャフトとともに回転するのを防止します。

ブッシュがシャフトとともに回転することは、カラーのすぐ下の首部に設けられたスナッグによって防止されます。

これらのベアリングは、軽荷重および低速で使用される繊維、製紙などの機械に使用されます。

フットステップベアリングでは、遠心力によりオイルが中心から外側に飛び出すため、潤滑が困難です。

2. 転がり接触ベアリングまたは減摩ベアリング。

転がり接触軸受では、軸受内で使用されるボールとローラーの転がりにより、シャフトと軸受間の相対運動が発生します。

そのため、これらは転がり接触軸受またはボールおよびローラー軸受と呼ばれます。

ベアリングの摩擦は滑り接触ベアリングに比べてはるかに少なく、負荷がかかった状態で頻繁に始動と停止を必要とする機械の摩耗が少なくなります。

そのため、これらのベアリングは減摩ベアリングと呼ばれます。

減摩ベアリングには次の 2 種類があります。

1. ボールベアリングと;

2. ローラーベアリング。

i. ボールベアリング

ボールベアリングには球状のボールが使われます。

ボールベアリングには 2 種類あります。

（私） ラジアルボールベアリングと （ii） スラストボールベアリング。

ラジアルボールベアリング ラジアル荷重またはシャフトの軸に垂直な荷重を支えるために使用され、スラストベアリングはスラスト荷重、つまりシャフトの軸に平行に作用する荷重を支えるために使用されます。

スラストボールベアリング シャフト上のスラスト荷重を支えるために使用されます。

2 つのレースの間にある硬化鋼球で構成されています。レースは溝付きの硬化鋼リングです。1 つのレースはシャフトとともに回転し、もう 1 つはベアリング ハウジングに固定されています。

ボールはケージによって所定の位置に保持されます。ケージはプレス加工された真鍮で作られたボールのセパレーターです。

シンプルスラストベアリングの配置を図1.11に示します。スラストボールベアリングは2000rpmまでの速度で使用されます。

より高速のスラスト荷重には、アンギュラコンタクトボールベアリングが使用されます。高速では、スラストベアリングで発生する遠心力により、ボールがレースから押し出されます。

ii. ローラーベアリング

ローラー ベアリングは、ラジアル ローラー ベアリングとスラスト ローラー ベアリングに分類できます。ラジアル ローラー ベアリングとスラスト ローラー ベアリングは、それぞれラジアル荷重とスラスト荷重を支えます。

これらのベアリングは両方とも、円筒ころ軸受、ニードルころ軸受、円すいころ軸受など、使用されるローラーの種類に基づいてさらに分類できます。

ボールベアリングと比較すると、ローラーベアリングは摩擦が大きくなりますが、負荷容量が大きくなります。軽負荷の用途では、同じサイズのローラーベアリングよりもメンテナンスが少なくて済むボールベアリングが使用されます。

ただし、荷重が比較的重く、ベアリングに衝撃荷重が加わる可能性がある場合は、ローラーベアリングのみが使用されます。

ボールベアリングとローラーベアリングの利点と欠点。

滑り接触軸受と比較した場合、転がり接触軸受には次の利点と欠点があります。

利点。

1. 始動・走行時の摩擦が低いです。

2. 交換は簡単です。

3. ラジアル荷重とアキシアル荷重の両方に使用できます。

4. 潤滑は簡単です。

5. メンテナンスコストが低い。

デメリット。

1. 初期コストが高い。

2. ベアリング故障の発生に気づきにくい。

3. ベアリングハウジングには高精度の加工が必要です。