深溝玉軸受には予圧が必要ですか?完全ガイド

深溝玉軸受は、ほとんどの標準的な用途では予圧を必要としません。これらは制御された内部クリアランスで動作するように設計されており、予圧は高速走行、非常に軽い負荷、厳格な騒音制限、または高剛性要件などの特定の状況に対する条件付きの手段です。この記事では、深溝玉軸受に実際に予圧が必要な場合、予圧が実際にどのようなものであるか、また軸受の寿命を縮めずに予圧を適用する方法について説明します。

ボールベアリングのプリロードとは何ですか?

予圧は、転動体が軌道と継続的に接触するように、設置中にベアリングに加えられる持続的な軸方向の力です。この力により、中立の無負荷状態のベアリング内部に存在する軸方向の自由遊びが取り除かれます。実際には、予圧はベアリングの内部クリアランスを制御された圧縮状態に変換します。

内部クリアランスとプリロードは別物です。内部すきまは、工場でベアリングに設計された組み込みの遊びで、C0、C2、C3、または同様のグレードに分類されます。プリロードは、組み立て時に作成される荷重状態です。加えられるアキシアル予圧が内部すきまを消費するほど大きい場合、運転状態は実質的に負のすきまになります。

予圧の主な目的は、転動体が横滑りしたり、軌道との接触が一時的に失われるのを防ぐことです。接触が継続すると、動きがよりスムーズになり、衝撃力がなくなり、ベアリング アセンブリが目に見えて硬くなります。

深溝玉軸受には通常予圧が必要ですか?

いいえ。 標準的なラジアル荷重と中程度の速度の下では、深溝玉軸受は予圧なしで動作するように設計および製造されています。標準ベアリングに組み込まれた内部クリアランスは、熱膨張と通常の荷重たわみに対応します。そのため、使用中の深溝玉軸受の大部分は、箱から出たときとまったく同じように動作します。

深溝玉軸受は、内輪と外輪の間の隙間に玉を挿入し、保持器で等間隔に配置するコンラッド組立方式を採用しています。この構造は、強制的に軸方向に接触するよりも、規定のクリアランスを保って走行するのに自然に適しています。予圧を適用すると、ベアリングは設計されたクリアランスベースの動作状態から押し出されますが、これはアプリケーションが要求する場合にのみ正当化されます。

6000、6200、6300、6800、6900などの標準シリーズは、モーター、ポンプ、家電製品、一般動力伝達装置などに予圧なしで搭載されています。多くのモーター製造業者は、予圧調整をまったく行わずに、標準ベアリングをシャフトとハウジングに直接取り付けています。これは業界全体のデフォルトの期待値であり、次の場合に当てはまります。 モーター用深溝玉軸受 汎用ベアリングと同様です。

特別な剛性や騒音性能を必要としない用途の場合は、通常、標準のシールドベアリングで十分です。あ 密閉型6000シリーズ深溝玉軸受 たとえば、ゴムシールを使用すると、設置および動作中に内部クリアランス状態が維持され、通常のモーターとポンプの使用時に予負荷なしで動作します。

卸売 6000RS 炭素鋼二重ゴム密封深溝玉軸受 Fac Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. は、中国の卸売 6000RS 炭素鋼二重ゴム密封深溝玉軸受工場です。 製品を見る→

深溝玉軸受に予圧が必要になるのはどのような場合ですか?

動作条件によって深溝玉軸受がその標準すきまの設計範囲を超えた場合、予圧が重要になります。以下の状況は、実際に最も頻繁に発生する状況です。

高速動作

dn 値（ミリメートル単位の内径に rpm 単位のシャフト速度を乗じた値）が高速域に近づくと、遠心力によって転動体が外側軌道面から持ち上げられ、横滑りが発生する可能性があります。軸方向の予圧により、ボールが両方の軌道に継続的に接触し、滑りとそれによって発生する熱が防止されます。高速モーターサービスの場合、 高速モーターグレードのベアリング は、より厳密な幾何学的制御で構築されていますが、設置方法は依然として速度に適合する必要があります。この範囲では、軽い軸方向予圧が一般的で受け入れられているエンジニアリング手法です。

高速でもラジアル荷重が軽い

ラジアル荷重が非常に小さい場合、通常はベアリングの動定格荷重の約 1 ～ 2% 未満である場合、転動体は確実に回転せず、代わりに軌道内で滑ります。この滑りにより摩耗が発生し、温度が上昇します。軽い予圧によりボールと軌道面との接触力が安定します。これが理由です ミニチュア深溝玉軸受 小型機器や軽量モーターに使用されるモーターは、高速で動作するときにスプリングで予荷重がかかることがよくあります。

卸売MR104ZZミニチュア深溝玉軸受工場、メーカー - Zh Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. は、中国の卸売 MR104ZZ ミニチュア深溝玉軸受の工場とメーカー、詳細... 製品を見る→

変動荷重または衝撃荷重

荷重の方向や大きさが頻繁に変化する場合、ベアリングのクリアランスにより短時間接触が失われ、その後荷重が戻るときに衝撃が発生します。予圧によってこのクリアランスが取り除かれるため、荷重が反転しても転動体が接触したままとなり、衝撃音や機械的疲労が軽減されます。

厳しい騒音または振動の制限

プリロードは内部すきまを吸収し、制御されないボールの動きを制限し、ベアリングから発せられる騒音を低減します。騒音や振動の制限が厳しい用途では、軽く予圧をかけたベアリングの方が、同じベアリングを緩めて動作させるよりも静かに動作します。常に静かな動作を実現するために、 低騒音深溝ベアリング アプリケーションに必要な予荷重に加えて、追加レベルの製造公差制御を追加します。

剛性や位置決め精度が高い

プリロードはベアリングの弾性たわみゾーンを圧縮するため、負荷が変化してもシャフトの位置があまり変化しません。工作機械のスピンドル、位置決めステージ、および測定機器は、この効果を利用して安定したシャフト位置を保持します。

それでも不明な場合は、次のチェックリストを実行してください。

• dn値的に動作速度は速いですか？ 「はい」の場合は、軸方向の予圧を計画します。
• ラジアル荷重は動定格荷重の約 1 ～ 2% 未満ですか? 「はい」の場合は、軽いプリロードをお勧めします。
• 荷重の方向が頻繁に変化したり、衝撃を与えたりしませんか? 「はい」の場合、プリロードによってベアリングが安定します。
• 騒音や振動の制限は厳しいですか? 「はい」の場合は、プリロードと低騒音ベアリング グレードを組み合わせてください。
• 荷重は安定していて中程度で、ほとんどが半径方向ですか? 「はい」の場合は、プリロードなしでインストールします。

深溝玉軸受にアキシアル予圧を与える方法

プリロードが必要であることが確認できたら、次はプリロードをどのように適用するかです。 3 つの方法が一般的に使用されます。

スプリングプリロード

最も寛容な方法はスプリングプリロードです。皿ワッシャーまたはコイルスプリングは、制御された軸力を外輪または内輪に加えます。熱膨張によりベアリング シート間の距離が変化しても、スプリングは比較的一定の力を維持するため、深溝玉軸受にとってはスプリング プリロードが最も安全な選択です。これは、単一ベアリング構成の標準ソリューションでもあり、1 つのベアリングが荷重を支え、スプリングが転動体を単に接触状態に保ちます。

ダブルベアリング配置

2 番目の方法では、向かい合わせまたは背面合わせに取り付けられた 2 つの深溝玉軸受を使用します。予圧は内輪間座と外輪間座の幅の差によって設定されます。機械加工されたスペーサーは、2 つのベアリングが相互に及ぼす軸方向の力の大きさを決定します。この構成では、より剛性の高いシステムが得られますが、正確なスペーサー加工と慎重な組み立てが必要です。

ロックナットまたはエンドカバーの調整

3 番目の方法は、ロック ナットまたはエンド カバーを使用して軸方向にしっかりと位置決めする方法です。軸受は内部すきまが吸収されるまで軸方向にクランプされます。この方法はシンプルですが、クランプ力の測定が難しく、熱膨張により正しい予圧がすぐに過剰な予圧に変化する可能性があるため、最も許容度が低くなります。

大まかな参考として、深溝玉軸受のアキシアル予圧は、通常、軸受のアキシアル動定格荷重の約 0.5 ～ 2% の範囲に収まります。正確な値はベアリングのサイズ、動作速度、アプリケーションに必要な剛性によって異なるため、この数値は最終仕様ではなく出発点として扱ってください。ベアリングのメーカーは、特定の用途に推奨される予圧を確認する必要があります。

過剰な予圧のリスクとその回避方法

予圧が多すぎることは、予圧が少なすぎることよりも一般的な現場の問題です。 予圧力が過剰になると、転動体と軌道の間の摩擦が急激に増加し、最初に目に見える兆候として動作温度の上昇が現れます。ハウジング温度が常に周囲温度より約 30°C 以上高い場合は、予圧、クリアランス クラス、または潤滑を見直す必要があるという警告です。

温度が上昇すると、2 番目の問題、つまり潤滑剤の劣化が促進されます。グリースやオイルの膜強度が失われると、金属同士の接触が起こり、摩耗が急速に加速します。同時に、予圧によって内部応力状態が増加するため、有効軸受荷重は外部荷重よりも大きくなり、計算上の疲労寿命が短くなります。

異常なノイズも有用な信号です。適切に予圧がかかった軸受は、緩んでいる軸受よりも静かに動作しますが、過度の予圧がかかると、転動体が軌道を変形させるときに甲高い鳴き声や荒い音が発生します。予圧を加えた後に異音が増加する場合は、他のパラメータを変更する前に、まず予圧力を下げてください。ベアリングの異音の背後にある要因の詳細については、次を参照してください。 深溝玉軸受の騒音と振動を抑制 .

設計レベルのリスクにも留意する必要があります。深溝玉軸受は、頻繁かつ正確な双方向の軸方向の位置決めが必要な用途には理想的な選択肢ではありません。アンギュラ玉軸受は、軸方向の予圧を担持し、より優れた軸方向剛性を実現するように特別に設計されています。位置決め精度が駆動要件である場合は、深溝玉軸受の予圧を増やすことを決定する前に、軸受のタイプを再検討してください。

ベアリングを注文する際に予圧要件を指定する方法

標準の深溝玉軸受は予圧なしで出荷されます。プリロードは組み立て時に作成されます。軸受の内部すきまクラスは使用中にどの程度の予圧を適用できるかに直接影響するため、注文プロセスでは予圧計画を反映する必要があります。

内部すきま等級は予圧目標と合わせて選定してください。 C3 クリアランスは、熱膨張の余地があり、有効クリアランスの減少に対してアキシアル予圧が作用するため、高温または高速動作で一般的です。最小限の内部遊びが許容される精密アプリケーションの場合は、C2 またはより厳しいクリアランス クラスを指定できます。要件をサプライヤーに伝える際には、クリアランス クラスと予圧力を明確に記載してください。

アプリケーションで一貫した予圧を備えた一致するペアのベアリングが必要な場合は、注文時にそのように指定してください。予圧ペア構成用のベアリングは、一致した寸法で選択または製造する必要があります。標準の既製ペアが同じプリロード動作を生成することは保証されていません。

カスタム構成には特に注意が必要です。延長された内輪、特殊なシール、変更された保持器材料などの非標準設計は、予圧方法と相互作用する可能性があります。設計段階で予圧力とクリアランスクラスをメーカーと話し合うことで、納入された部品が意図した予圧を達成できないという事態を防ぐことができます。カスタム要件については、 カスタムの非標準ベアリング ソリューション アプリケーションの予圧とクリアランスの仕様に合わせて調整できます。

カスタム非標準ボールベアリングのメーカー、サプライヤー Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. は、中国の非標準ボール ベアリング メーカーおよび OEM/ODM 非標準ベアリング サプライヤーとして、... 製品を見る→

結論: プリロードは条件付き要件であり、デフォルトではありません

深溝玉軸受に予圧が必要かどうかは、動作条件に完全に依存します。中程度の速度での標準ラジアル荷重は、予圧なしで正しく動作します。内部クリアランスはベアリングの設計の一部です。高速、非常に軽い荷重、可変荷重方向、厳格な騒音制限、および高剛性要件はすべて、軸方向予圧を追加することを正当化します。プリロードを適用する場合、スプリングベースのシステムが最も安全な方法であり、過剰なプリロードは熱、騒音、ベアリング寿命の短縮を引き起こすため、プリロード力は控えめに保つ必要があります。

表 1 にリストされている条件に照らしてアプリケーションを検討してください。それらのいずれかが当てはまる場合は、軸受を注文するときにすきま等級とともに予圧を計画してください。どれも当てはまらない場合は、予圧なしで、動作するように設計されたとおりにベアリングを取り付けてください。