モーターの性能を保証するために、ベアリングのクリアランスをどのように選択すればよいでしょうか?

モーターの性能を保証するために、ベアリングのクリアランスをどのように選択すればよいでしょうか?

 

ベアリングのクリアランスと構成の選択はモーター設計の非常に重要な部分であり、ベアリングの性能を知らずにスキームを選択すると、設計が失敗する可能性があります。 動作条件が異なれば、ベアリングに対する要件も異なります。M さんは、ベアリングに関する知識を勉強し、議論する必要があると考えています。

深溝玉軸受の各種すきまの関係

 

式(1)による軸受の作動すきまの計算、軸受の作動すきまの選択、理論的には、軸受の円滑な作動において、わずかに負の作動すきまがあるとき、軸受の耐用寿命は最も長くなります。

 

△=△O-Δfi-dfO-dt プラス dw ................... 式 (1) では、次のようになります。

△0 -のオリジナルクリアランス

Δfi - 内輪と軸のはめあいによるすきま減少量

df0 - 外輪とハウジングの嵌合によって生じるすきまの減少量

dt - 内輪と外輪の温度差によって生じるすきまの減少量

dw - 荷重によるクリアランスの増加量

 

ベアリンググリスについて

 

軸受潤滑の目的は、転動体と転動面を薄い油膜で隔て、運転中に転動面に均一な潤滑油膜を形成し、軸受の内部摩擦や各部品の摩耗を軽減することです。そして焼結を防止します。 良好な潤滑はベアリングの作業に必要な条件であり、ベアリングの損傷の原因を分析すると、ベアリングの損傷の約 40% が潤滑不良に関連していることがわかります。 潤滑方式はグリース潤滑とオイル潤滑に分けられます。

グリース潤滑は、一度グリースを充填すれば長期間グリースを補充する必要がなく、シール構造も簡単であるという利点があり、広く使用されています。 潤滑グリースは、潤滑油をベースに親油性の強い固体増ちょう剤を混合した半固体潤滑剤で、特性を向上させるために各種添加剤を加えたものです。

 

オイル潤滑、循環オイル潤滑が多い、ジェット潤滑、オイルミスト潤滑。 軸受の潤滑油は、酸化安定性や防錆性に優れ、油膜強度の高い精製鉱油が一般的ですが、各種合成油も使用されることが多いです。

ベアリンググリースの高温破壊特性の写真

 

モーター軸受配置

 

モーターの回転部分 (スピンドルなど) のベアリング配置は、通常 2 セットのベアリングで支持する必要があり、回転部分は機械の固定部分 (ベアリング ハウジングなど) に対して半径方向および軸方向に配置されます。 ）。 負荷、必要な回転精度、コスト要件などの使用条件に応じて、次のような軸受の配置が可能です。

 

1 固定端と遊動端の軸受配置

2 つの事前調整済みベアリング配置 (両端で固定)

3「フローティング」微荷重構成（両端がフローティング）

 

固定端と遊動端のベアリング配置

 

固定端ベアリングはシャフトの一端で半径方向に支持され、同時に軸方向の両方向に位置決めされます。 したがって、固定端ベアリングはシャフトとハウジングの両方に固定する必要があります。 固定端での使用に適した軸受は、深溝玉荷重、複列または一対の単列アンギュラ玉軸受、自動調心玉軸受、自動調心ころ軸受、または適合する円すいころ軸受などの複合荷重に耐えることができるラジアル軸受です。

1 つのリングにフランジのないソリッドコラムローラーベアリングなど、純粋なラジアル荷重にのみ耐えることができるラジアルベアリングは、別の種類のベアリング (深溝玉軸受、4 点ベアリングなど) と組み合わせて使用​​することで固定端にも使用できます。接触玉軸受または双方向スラスト軸受）。 この配置では、もう一方のベアリングは両方向の軸方向の位置決めにのみ使用され、ハウジング内にある程度の半径方向の自由度を残しておく必要があります（つまり、ハウジングとのクリアランスを確保する必要があります）。

 

フローティングエンドベアリングはシャフトの他端でのみラジアル方向に支持されており、たとえばベアリングが熱により膨張した場合など、ベアリング間に相互力が発生しないように、シャフトは一定の軸方向の変位を許容する必要があります。軸方向の変位は、一部のタイプのベアリングの内部で実現できます。 軸方向の変位は、リングの 1 つとそれが接続されている部品の間、好ましくは外輪とハウジングの穴の間で発生する可能性があります。

固定端と浮動端のベアリング配置にはさまざまな組み合わせがありますが、より一般的に使用される組み合わせをいくつか紹介します。 剛性ベアリング配置の場合、ベアリング内の軸方向の変位を組み合わせて使用​​する必要があります。

 

(1) 深溝ボール軸・円筒ころ軸受

(2) 複列アンギュラ玉軸受・円筒ころ軸受

(3) 対単列円すいころ軸・円筒ころ軸受

(4) NUP形円筒ころ軸受/NU形円筒ころ軸受

(5) NU形円筒ころ軸受＋四点接触玉軸受／NU形円筒ころ軸受

 

上記の組み合わせでは、シャフトとハウジングの間の角度誤差を最小限に抑える必要があります。 アプリケーションが許可しない場合は、次のような、より大きな角度誤差に耐えられる自動調心ベアリングを組み合わせて使用​​することをお勧めします。

(1) 自動調心玉軸受 / CARB トロイダルころ軸受

(2)自動調心ころ軸/CARBトロイダルころ軸受

これらの構成は、特定の角度誤差や軸方向の変位に耐えることができ、ベアリングの内部軸方向力を回避できます。