14種類のベアリング’ 特徴・違い・用途

ベアリングは機械装置の重要な部品です。その主な機能は、機械の回転部分をサポートし、伝達中の機械的負荷の摩擦係数を低減することです。

軸受は荷重の方向や公称接触角によりラジアル軸受、スラスト軸受に分類されます。

また、転動体の種類によりボールベアリング、ローラーベアリングなどに分類されます。

自動調心できるかどうかにより、自動調心軸受と非自動調心（リジット）軸受に分けられます。

転動体の列数に応じて、単列軸受、複列軸受、多列軸受に分けられます。

部品が分離できるかどうかに応じて、分離可能なベアリングと分離不可能なベアリングに分類されます。

また、構造の形状や大きさによる分類もあります。

この記事では、主に 14 種類の一般的なベアリングの特性、違い、および対応する用途について説明します。

アンギュラ玉軸受

内輪とボールとの間には接触角があり、標準角度は15°、30°、40°です。接触角が大きいほど、アキシアル荷重容量は大きくなります。接触角が小さいほど高速回転に有利です。単列ベアリングはラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重に耐えることができます。構造的には、単列アンギュラ玉軸受を2個並べて内輪・外輪を共有し、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重を受けることができます。

アンギュラ玉軸受

主な用途:

単列: 工作機械主軸、高周波モーター、蒸気タービン、遠心分離機、小型自動車の前輪、差動小型歯車シャフト。

複列：オイルポンプ、ルーツブロワー、エアコンプレッサー、各種トランスミッション、燃料噴射ポンプ、印刷機械など。

自動調心ボールベアリング

外輪軌道面を球面形状に設計した複列鋼球で、軸やハウジングのたわみや偏心によって生じる軸のズレを自動調整できます。テーパボアベアリングは、締結具を使用してシャフトに簡単に取り付けることができ、主にラジアル荷重に耐えます。

自動調心ボールベアリング

主な用途: 木工機械や繊維機械の伝動軸、垂直シート付き自動調心軸受。

自動調心ころ軸受

球面軌道をもつ外輪と二重内輪の間に自動調心ころを設けたタイプの軸受です。内部構造により、R、RH、RHA、SRの4種類に分類されます。外輪軌道面の曲率中心が軸受中心に一致しているので、自動調心性があります。そのため、軸やハウジングのたわみやアキシアルずれによる偏心を自動的に調整し、ラジアル荷重および両方向のアキシアル荷重に耐えることができます。

自動調心ころ軸受

主な用途: 製紙機械、減速機、鉄道車両車軸、圧延機用増速機、圧延機ロールネック、破砕機、振動スクリーン、印刷機械、木工機械、工業用各種減速機、立型ピローブロック自動調心ころ軸受。

スラスト自動調心ころ軸受

このタイプの軸受では、自動調心ころが傾斜して配置されています。シートリング軌道面が球面であるため、自動調心性があり、多少の軸の傾きも許容できます。アキシアル荷重の負荷能力が非常に大きく、アキシアル荷重を負荷しながら数回のラジアル荷重にも耐えられます。通常、運転時には油潤滑が使用されます。

スラスト自動調心ころ軸受

主な用途: 水力発電機、垂直電気モーター、船舶のプロペラシャフト、圧延機、タワークレーン、石炭ミル、押出機、成形機で使用される圧延スクリュー用減速機。

円すいころ軸受

円すいころを備え、内輪の大端面で案内される軸受です。この設計により、内輪軌道、外輪軌道、転動体の転動面の各円錐面の頂点が軸受中心線上の点で交差するように設計されています。単列軸受はラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重に耐えることができ、複列軸受はラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重に耐えることができます。重量物や衝撃荷重に適しています。

円すいころ軸受

主な用途: 自動車 - 前後輪、トランスミッション、ディファレンシャル小型ギアシャフト。工作機械主軸、建設機械、大型農業機械、鉄道車両減速機、圧延機ロールネック及び減速機。

深溝玉軸受

深溝玉軸受の構造上、各軌道には玉赤道円周の約1/3の断面積を持つ連続した溝状の転動体が配置されています。深溝玉軸受は主にラジアル荷重に耐えるために使用されますが、特定のアキシアル荷重にも耐えることができます。

軸受のラジアルすきまが増加すると、アンギュラ玉軸受と同様の特性が得られ、2方向交互のアキシアル荷重に耐えることができます。同サイズの他の軸受と比較して、摩擦係数が低く、限界速度が高く、高精度です。ユーザーが選択する際に好まれるタイプのベアリングです。

深溝玉軸受

主な用途: 自動車、トラクター、工作機械、モーター、ウォーターポンプ、農業機械、繊維機械など。

スラスト玉軸受

転動体を組み込んだ座金状の軌道輪と保持器組立体から構成され、軸に適合する軌道輪を軸輪、ハウジングに適合する軌道輪をシートリングといいます。双方向ベアリングの中間リングは秘密軸と一致しますが、一方向ベアリングは一方向のアキシアル荷重に耐えることができ、両方向ベアリングは双方向のアキシアル荷重に耐えることができます（どちらもラジアル荷重には耐えられません）。

スラスト玉軸受

主な用途: 自動車のステアリングピン、工作機械のスピンドル。

スラスト円筒ころ軸受

スラスト円筒ころ軸受は、シャフトに主にアキシアル荷重と合成ラジアル荷重を負荷するために使用されますが、アキシアル荷重はアキシアル荷重の 55% を超えてはなりません。他のスラスト円筒ころ軸受と比較して、このタイプの軸受は摩擦係数が低く、高速であり、自動調心性があります。 29000 シリーズ ベアリングのころは非対称球面ころで、動作中のロッドと軌道面間の相対的な滑りを軽減します。ローラーは長く、直径が大きく、ローラーの数が多いため、高い負荷容量が得られます。通常はオイル潤滑が使用されますが、低速の場合にはグリース潤滑も使用できます。

スラストころ軸受

主な用途: 油圧発電機、クレーン、フック。

円筒ころ軸受

円筒ころ軸受のころは、通常、軸受スリーブ上の 2 つの保持エッジによってガイドされ、保持器ころとガイド スリーブ リングは、別の軸受スリーブから分離できるアセンブリを形成し、分離可能な軸受に属します。

このタイプのベアリングは、特に内輪と外輪がシャフトやハウジングに締りばめされる必要がある場合に、取り付けと分解が簡単です。このタイプのベアリングは通常、ラジアル荷重に耐えるためにのみ使用されます。内輪と外輪の両方に止め刃を備えた単列軸受のみが、小さな一定のアキシアル荷重または大きな断続的なアキシアル荷重に耐えることができます。

主な用途: 大型電動機、工作機械主軸、鉄道車両用軸箱、ディーゼルエンジン用クランクシャフト、自動車用、タワークレーン用増速機など。

4点接触ボールベアリング

ラジアル荷重および両方向のアキシアル荷重に耐えることができます。単一のベアリングで前方または後方の組み合わせのアンギュラ玉軸受を置き換えることができ、純粋なアキシアル荷重またはより大きなアキシアル荷重成分を伴う複合荷重に適しています。このタイプの軸受は、任意の方向のアキシアル荷重を受けると接触角を形成する可能性があるため、内輪と外輪は常に接触線の両側に 2 つの 3 点接触を持ちます。

4点接触ボールベアリング

主な用途: 航空機用ジェットエンジン、ガスタービン。

スラスト円筒ころ軸受

座金形軌道輪（軸輪、座輪）、円筒ころ、保持器Ass'yで構成されます。円筒ころに凸面加工が施されており、ころと軌道面との間の圧力分布が均一になります。一方向のアキシアル荷重に耐えることができ、アキシアル荷重容量が大きく、アキシアル剛性が大きい。

スラスト円筒ころ軸受

主な用途：石油掘削リグ、鉄鋼機械

スラスト針状ころ軸受

分離形軸受は軌道輪、針状ころ、保持器組立体から構成されており、プレス加工による薄肉軌道輪や切削加工による厚肉軌道輪と組み合わせることができます。非分離形軸受は、精密プレス加工された軌道輪、針状ころ、保持器組付体からなる一体形の軸受で、一方向のアキシアル荷重に耐えることができます。このタイプのベアリングは占有スペースが小さく、機械設計のコンパクト化に役立ちます。多くは針状ころと保持器の組立のみを使用し、軸やハウジングの取り付け面を軌道面として使用します。

スラスト針状ころ軸受

主な用途: 自動車、耕運機、工作機械などの変速装置

スラスト円すいころ軸受

円すいころ（大端部が球面）を備えており、軌道輪（軸輪、座輪）によって正確に案内される軸受です。軸輪、座輪、ころの軌道面と転動面の各円錐面の頂点が軸受の中心線上の点で交わるように設計されています。ワンウェイベアリングは一方向のアキシアル荷重に耐えることができ、ツーウェイベアリングは両方向のアキシアル荷重に耐えることができます。

スラスト円すいころ軸受

主な用途:

一方向：クレーンフック、石油掘削機用回転リング。

双方向: 圧延機のロールネック。

ハウジング付き球面軸受

ハウジング付き球面軸受は、2 つの密封された外側球面軸受と鋳造 (または鋼板打ち抜き) 軸受ハウジングで構成されます。外球面軸受の内部構造は深溝玉軸受と同じですが、内輪の幅が外輪よりも広く、外輪の外面がボール状の円錐台状になっているため、ベアリングハウジングの凹面ボール表面に一致するように自動的に調整されます。

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