ブッシュベアリングの理解：種類、機能、用途

ブッシュベアリングとは？

ブッシュベアリングは、ブッシングまたはブッシュとも呼ばれ、古典的な独立プレーンベアリングの一種です。回転シャフトと固定支持要素間の摩擦を低減し、回転用途の軸受面を提供するために設計された機械部品です。

一般的に、ブッシュベアリングはプラスチック、バビットなどの軟質金属、または油膜に依存して、硬化シャフトジャーナル上のシャフトを支持・保護します。用途と荷重要件に応じて、ブッシュベアリングは様々な材料で製造できます。ほとんどのブッシュベアリングが回転用途のハウジングに挿入されるのに対し、リニアブッシュベアリングはラジアル機能で固定されます。例えば、ブッシュベアリングの外径にリテイニングリングを一体成形し、ハウジングの溝にはめ込む、またはダブルリテイニングリングを使用します。これらの配置により、ブッシングにかかる力がベアリングを押し出すリスクを低減し、ブッシュベアリングをより確実に保持・固定できます。

プレーンベアリング

ブッシュベアリングはプレーンベアリングの最も一般的なタイプです。プレーンベアリングは、回転または摺動シャフトを持つ装置で広く利用されています。転動要素を持たないため、プレーンベアリングはジャーナルベアリング、スライドベアリング、スリーブベアリングとも呼ばれます。プレーンベアリングは最もコスト効率に優れたベアリングタイプです。さらに、プレーンベアリングはコンパクトで軽量、理想的な荷重容量を備えています。これらの利点により、産業用途で人気があります。例えば、プレーンベアリングは様々なエンジン、蒸気タービン、コンプレッサーなどのターボマシンで使用されます。また、船舶のプロペラシャフトのように比較的低速で動作する用途でも好まれます。コストを削減でき、システムへの組み込みが簡単なため、幅広いリニア、間欠運動用途にも適しています。

材料と潤滑

転動要素を持つ他のベアリングとは異なり、ブッシュベアリングは流体潤滑に依存します。通常、ブッシュベアリングの故障が深刻な問題を引き起こす比較的重要な用途で使用されます。前述の理由から、ブッシュベアリングの材料は適切なベアリング選定において重要な役割を果たします。プレーンベアリングの材料は、油と併用する必要のある焼結青銅から、乾燥用途に適した埋め込み潤滑剤を持つ熱可塑性スタイルまで多岐にわたります。プラスチックスタイルは、金属ベアリングの強度やその他の特性を必要としない食品加工ラインでよく見られます。ブッシュベアリングは通常、摩擦低減と潤滑のために油を含浸させています。通常、粉末金属に圧入されるか、青銅鋳造が適用されます。

プレーンベアリングの種類

● 流体動圧ジャーナルベアリング：

流体動圧ジャーナルベアリングの古典的な用途の一つは、エンジンクランクシャフトの支持です。コアベアリング自体はクランクケースに取り付けられ、滑らかな面はコアベアリングのジャーナルとコンロッドベアリングです。エンジンベアリングとして機能するジャーナルベアリングは、一般的に流体動圧領域で動作し、ジャーナルとベアリングはシャフト回転時に形成される油楔によって分離されます。流体静圧式であるため、エンジンシャフトが動作していないときでも油膜によって支持されます。このタイプのベアリングはタービンとコンプレッサーで広く使用されています。通常、ジャーナルベアリングの表面はバビットでライニングされており、これは膜潤滑剤の支持に適した柔らかい白色金属材料です。硬化シャフトと接触する際、バビットジャーナルベアリングは寛容な表面を提供します。

● ブッシュベアリング：

ブッシュベアリングは流体動圧ジャーナルベアリングと類似していますが、回転用途に加えてリニア運動用途でも人気があります。一般的にブッシング、スリーブベアリング、または単にベアリングと呼ばれます。ブッシュベアリングはジャーナルタイプよりシンプルで、ガイドポストからキャスターベアリングまでホスト用途に挿入できます。材料に関しては、ブッシュベアリングは通常、焼結または鋳造青銅から製造されます。材料にはグラファイトなどの様々な潤滑剤が充填されることが多々あります。様々な熱可塑性樹脂も一般的なスリーブベアリング材料です。

ブッシュベアリングの代表的なスタイルには、スリーブブッシュベアリング、フランジブッシュベアリング、スプリットブッシュベアリング、クレンチドブッシュベアリングがあります。これらはすべてスリーブ類似のコンポーネントですが、内径、長さ、外径が異なります。スリーブブッシュベアリングは完全なソリッド、スプリットブッシュベアリングは長さ方向に切り欠きがあり、クレンチドベアリングは長さ方向の切り欠きにクレンチまたはクリンチがあり、フランジブッシュベアリングはスリーブベアリングに似ていますが、外径から放射状に外側へ広がるフランジを端部に持ちます。フランジタイプブッシングのフランジは、スラストベアリング面を提供しながらブッシュベアリングを理想的に位置決めできます。ブッシュベアリングのインチサイズは、SAE番号システムを使用して、IIOO-LL形式で寸法を保証します。IIは16分の1インチ単位の内径、OOは16分の1インチ単位の外径、LLは8分の1インチ単位の長さです。

● 球面ベアリング：

このタイプのプレーンベアリングは、制御アームやリンク間の角度回転を提供します。転動要素を持たず、球面ベアリングの内輪が限界内で角度的に回転し、潤滑剤が面間の潤滑層を提供します。航空宇宙産業のような重要な用途では、小さなベアリングボールがレース間を転動し、制御リンクの動きで非常に小さな摩擦を生成します。このスタイルのもう一つの一般的な用途はロッドエンドです。

● ドリルジグブッシング：

ドリルジグブッシングは、高精度穴あけ用途でドリルをガイドします。金属穴あけ作業では、ベアリングはプレスまたは交換可能なライナーであるリニューアブルフォームに特に適した単一コンポーネントとして広く使用されます。この種のベアリングは、支持用途のガイドとして機能します。より硬い鋼から製造され、穴あけ機作業の精度を維持するためにより厳しい公差を持っています。