ベアリング システムの信頼性は、電動モーター製品において常にホットな話題です。ベアリングの音の問題、シャフト電流の問題、ベアリングの加熱の問題など、これまでの記事で多くのことをお話してきました。この記事の焦点は、モーターの軸受のすきま、つまり、どのようなすきまの状態で軸受がより合理的に機能するかということです。
ベアリングが適切に機能するには、ラジアルすきまが非常に重要です。制御と習熟の一般原則: ボールベアリングの作動クリアランスはゼロであるか、わずかな予圧が必要です。ただし、円筒ころや自動調心ころなどの軸受では、たとえわずかなすきまであっても、使用時にある程度の残留すきまを残す必要があります。
用途に応じて、ベアリングの配置には正または負の動作クリアランスが必要です。ほとんどの場合、作動クリアランスは正の値である必要があります。つまり、ベアリングの動作時には、一定の残留クリアランスが存在します。一方で、負の動作クリアランス、つまり予圧を必要とするアプリケーションも数多くあります。
予圧は通常、周囲温度での設置中に調整されます (つまり、モーターの設計および製造段階で完了します)。運転中に軸の温度上昇が軸受座の温度上昇よりも大きい場合、予圧が増加します。
シャフトを加熱して膨張させると、シャフトの直径が増加し、シャフトも伸びます。ラジアル膨張の影響により、軸受のラジアルすきまは減少し、予圧が増加します。軸方向の膨張の影響により、予圧はさらに増加しますが、背中合わせの軸受配列の予圧は減少します。背中合わせの軸受配置では、軸受と軸受および関連部品の間に一定の距離がある場合、熱膨張係数が同じであれば、予圧に対するラジアル膨張とアキシアル膨張の影響は互いに打ち消し合います。プリロードは発生しません。
ベアリングの予圧の最も重要な機能には、剛性の向上、騒音の低減、シャフトガイドの精度の向上、動作中の摩耗の補償、耐用年数の延長、および剛性の向上が含まれます。ベアリングの剛性は、ベアリングに作用する力とその弾性変形の比です。予圧を与えた軸受は、一定範囲内の荷重による弾性変形が予圧のない軸受に比べて小さくなります。
ベアリングの作動クリアランスが小さいほど、無負荷ゾーンでの転動体の案内が良くなり、作動中のベアリングの騒音が低くなります。予圧の影響下では、力によるシャフトのたわみが発生します。が低減され、シャフトガイドの精度が向上する。たとえば、ピニオン ギア ベアリングとディファレンシャル ギア ベアリングに予荷重を加えることで、シャフト ガイダンスの剛性と精度を向上させ、ギアの噛み合いをより正確かつ安定させ、追加の動的力を最小限に抑えることができます。そのため、動作中の騒音が少なくなり、ギアの寿命が長くなります。ベアリングは動作中の摩耗によりクリアランスを増加させますが、これは予圧を与えることで補うことができます。一部の用途では、ベアリング配列の予圧により動作の信頼性が向上し、耐用年数が長くなります。適切な予圧によりベアリング内の荷重分布がより均一になり、耐用年数が長くなります。
軸受装置の予圧を決定するときは、予圧が特定の確立された最適値を超えると、剛性は限られた範囲までしか増加できないことに注意する必要があります。摩擦が増大し、それに伴う発熱が大きくなるため、負荷が加わり長時間作用すると軸受の寿命が大幅に短くなります。
また、軸受配列における予圧量を調整する場合、計算や経験によって決定された予圧量であっても、その偏差を一定の範囲内に収める必要があります。例えば、円すいころ軸受の調整工程では、ころが歪まないように軸受を数回回転させ、ころの端面と内輪のつばとの接触を良好にする必要があります。そうしないと、検査または測定で得られた結果が正しくなくなり、実際の予圧が必要な値よりも大幅に小さくなる可能性があります。
投稿日時: 2023 年 5 月 10 日