ベアリングの種類：機能、部品、用途を徹底解説

この記事では、ベアリングの働き、ベアリングの分類、さまざまなベアリングの種類、ベアリングの用途などについて学びます。

ベアリングとその種類

一般的に、あらゆる種類の機械には回転軸の支持装置が設けられており、この支持装置をベアリングと呼びます。つまり、ベアリングは機械要素であり、相対運動を制約し、可動部品間の摩擦を減らすために使用されます。

ベアリングは、可動要素を支持、案内、拘束するために使用されます。これは静止部材であり、荷重を負担します。

ベアリングによって支持される軸の部分をジャーナルと呼び、これは可動部材です。ベアリングは、その動作の種類によって分類されます。

• 許容される運動、または
• 部品に加わる荷重または力の方向。

ベアリングの一般的な用途は：

1. 工作所での軸受け
2. 旋盤、ドリル、フライス盤などの工作機械の主軸
3. エンジンのクランクシャフト、自動車のアクスルなど

ベアリングの分類

負荷方向に応じて、ベアリングには3つの主要な分類があります：

1. ジャーナル（ラジアル）ベアリング
2. フットステップベアリング
3. スラスト（カラー）ベアリング

• ジャーナルまたはラジアルベアリングは、軸軸に直角で軸を支持します。

• フットステップまたはピボットベアリングは、軸軸に平行に軸を支持し、軸の端がベアリング面に載ります。

• スラストまたはカラーベアリングは、端部または軸方向スラストを受ける軸を支持します。

ベアリングの表面は一般的に平面または円筒形です。そして、ブッシュとして知られる非鉄金属表面、または鋼球やローラーによって支持される硬化鋼レースで構成される場合があります。前者の場合、ベアリングはブッシュベアリングとして知られ、後者はボールベアリングまたはローラーベアリングとして知られます。

ベアリングの種類

以下はさまざまなベアリングの種類です：

1. ブッシュベアリング
2. スラストベアリング
3. フットステップベアリング
4. 転がり接触（抗摩擦）ベアリング
5. ボールベアリング
6. ローラーベアリング
7. プレーンベアリング
8. リニアベアリング
9. 流体ベアリング
10. 磁気ベアリング
11. 宝石ベアリング
12. フレキチャーベアリング

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#1 ブッシュベアリング

最もシンプルなブッシュベアリングのタイプが図に示されています。鋳鉄ベアリングブロックと真鍮またはガンメタルブッシュで構成されます。これらのベアリングの種類では、ベアリングブロックのベースプレートに位置決め用のボルト穴が設けられています。

ベアリングの上部には、ブロックとブッシュを貫通する座ぐり油穴があり、軸とブッシュの潤滑を容易にします。軽荷重を負担し、低速で回転する軸に使用されます。このタイプの固体ベアリングでは、軸を賢く導入および取り外しできます。

ブッシュベアリングでは、軸の外面とベアリングの内面の間に摩擦作用があります。潤滑油の膜の存在によって生じる摩擦を最小限に抑えます。ラインシャフティングでは、通常の使用条件下ではリング給油が最も安全で効率的なタイプと見なされます。

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#2 スラストベアリング

スラストベアリングでは、ベアリング圧力は軸方向です。軸の軸線は垂直または水平の場合があります。軸の軸線が垂直な場合、スラストベアリングはフットステップベアリングとして知られます。軸の軸線が水平な場合、スラストベアリングはローラーベアリングとして知られます。

#3 フットステップベアリング

図はシンプルなタイプのフットステップベアリングを示しています。垂直軸の支持に適しています。鋳鉄ブロックとガンメタルブッシュで構成されます。軸の下端は、凹んだ座面を持つ鋼製ディスク上に載ります。

このタイプのベアリングでは、ディスクがブロックに部分的に、ディスクに部分的に挿入されたピンによって、軸と一緒に回転するのを防止されます。ブッシュは、カラー下の首部に設けられたスナッグによって、軸と一緒に回転するのを防止されます。

このタイプのベアリングの主な欠点は、効果的な潤滑を達成するのが難しいことです。このタイプのベアリングは一般的に、軽荷重を負担する低速軸に使用されます。一般的に、垂直軸は通常の動力伝達では珍しいですが、工作機械のターンテーブル、繊維機械などでよく見られます。

#4 転がり接触または抗摩擦ベアリング

滑らかな丸い表面が、滑るよりも同様の表面上を転がることはよく知られた事実です。この現象を利用し、硬質クロム鋼球またはローラーを特別に設計されたケージ内で走らせ、低摩擦損失のベアリングを提供します。

このタイプのベアリングでは、軸とベアリング面の間の運動は純粋な転がり運動です。転がり摩擦は滑り摩擦よりもはるかに小さいため、このタイプのベアリングは抗摩擦ベアリングとして知られています。

抗摩擦ベアリングの顕著な特徴は、その低い起動摩擦であり、運転中も実質的に同じです。これにより、頻繁に起動、停止、再起動する機械への適用に特に適しています。

#5 ボールベアリング

これらは最も一般的なベアリングのタイプと見なされています。ボールベアリングは、レースと呼ばれる2つの環状金属部品の間に配置された一組のボールで構成されます。これらのベアリングには2つのレースがあります。

内輪は自由に動けますが、外輪は固定されています。ベアリングが動作するとき、非常に小さな摩擦を提供しますが、ボールとレースの間の接触面積が小さいため、負荷容量は限られています。

#6 ローラーベアリング

ローラーベアリングは、長期間にわたってすべての部品の正確なアライメントを維持し、大きな瞬間荷重を負担することを目的としています。これにより、頻繁な起動と停止を必要とする機械に適しています。

ベアリングの転がり動作により、レースと線接触するのに対し、ボールは点接触します。より高い負荷容量を持ちます。このベアリングは、負荷を負担するためにボールの代わりに円筒転動体を含みます。

#7 プレーンベアリング

プレーンベアリングは最もシンプルなタイプのベアリングで、通常はベアリング面で構成されます。転動体がないため、プレーンベアリングは回転、摺動、往復、振動運動に使用されます。

ベアリングは静止したまま、ジャーナルがベアリングの内面で滑ります。これらのベアリングは基本的に軸に取り付けられたスリーブで、ボアに嵌合します。プレーンベアリングは、他のタイプと比較して安価、コンパクト、軽量です。さらに、高い負荷容量を提供できます。

#8 リニアベアリング

リニアベアリングは、直線経路上で運動する可動システム間の摩擦を減らす転動部品のようなものです。リニアベアリングは直線経路でスライドするため、大きな重量を直線運動で非常に容易に移動できるベアリングです。

リニアベアリングは、より高い荷重と剛性で他のベアリングよりもより正確な速度制御を提供できます。さらに、これらのベアリングは潤滑やメンテナンスを必要としません。包装機械や食品加工装置など、幅広い用途に適しています。

#9 流体ベアリング

これは特殊なタイプのベアリングで、加圧ガスまたは液体に依存して荷重を負担し、摩擦を排除します。流体ベアリングは、寿命が短くなる金属ベアリングを置き換えるために使用されます。

高い騒音と振動レベルに加えて、これらのベアリングは高速と高荷重で動作する機械で使用されます。初期コストは高いですが、厳しい条件下でのより長い寿命がそれを補って長期間稼働できます。

#10 磁気ベアリング

磁気ベアリングは、磁気浮上の原理を利用して、物理的接触がないため軸の中心に空気を保持します。これらのベアリングはゼロ摩耗であり、処理できる相対運動の最大量も制限しています。

さらに、磁気ベアリングは軸の位置が質量中心に従って自動的に設定されるため、軸設計にいくつかの変更をもたらします。磁気ベアリングは、コンプレッサー、遠心分離機、高速タービンなど、さまざまな用途に多くの利点を提供します。

#11 宝石ベアリング

宝石ベアリングはプレーンベアリングと類似しており、金属主軸が宝石でライニングされた主軸穴に回転します。穴は通常トーラス形状で、軸の直径よりわずかに大きくなっています。これらの宝石は、鉱物コランダム、合成サファイア、または合成ルビーによって形成されます。

宝石ベアリングは、低摩擦、長寿命、寸法精度が不可欠なさまざまな産業用途と精密機器で使用されます。宝石ベアリングは機械式時計で最も一般的に使用されます。

#12 フレキチャーベアリング

フレキチャーベアリングは、1つ以上の角度自由度に従うために使用されます。これらのベアリングはしばしばコンプライアンス機構の一部と呼ばれます。従来のベアリングやヒンジと同様の役割を果たし、角度コンプライアンスを必要とする用途で使用されます。

しかし、フレキチャーは潤滑を必要とせず、非常に少ない摩擦を提供します。フレキチャーベアリングはシンプルで安価であることがわかります。しばしば小型、軽量、専門工具で容易に修理可能です。

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結論

これで、ベアリングについての疑問がすべて解消されたことを願っています。まだ「ベアリングの種類」について疑問がある場合は、お問い合わせいただくかコメントで質問してください。

以上です。読んでいただきありがとうございます。記事が気に入ったら友達と共有してください。どんなトピックについても質問があればコメント欄でお聞きください。

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