アンギュラ玉軸受：設計、負荷角度、選定ガイド

アンギュラ玉軸受 (より正確にはアンギュラ玉軸受と呼ばれます) は、回転シャフトがラジアル力とアキシアル力の両方に同時に耐える必要がある場合の最初の選択肢です。それらの特徴は、ボールと軌道の間の設計された接触角で、通常は 15°、25°、30°、または 40°であり、これによりベアリングはシャフト軸を横切るだけでなく、シャフト軸に沿って荷重を伝達できるようになります。高速スピンドル、ギアボックス シャフト、ポンプ、および複合荷重を運ぶローターに対して、このベアリング タイプは、標準の深溝玉軸受では到底太刀打ちできない軸方向容量と剛性を提供します。

アンギュラ玉軸受とは何ですか?

アンギュラ玉軸受は、玉と軌道の間の定義された接触角を通じてラジアル荷重とアキシアル荷重の組み合わせを伝えるように設計された精密転がり軸受です。

メーカーは、内輪と外輪の軌道を一方の肩が他方よりも高く研削するため、ボールはラジアル面ではなく傾斜線に沿ってリングに接触します。この傾斜 (通常 15°、25°、30°、または 40°) が、ベアリングのラジアル容量の一部をアキシャル容量に変換します。

• 15°の接触角: 最高速度能力、中程度の軸方向能力、典型的な工作機械スピンドル。
• 接触角25°: 速度と推力のバランスが取れた、一般的な汎用品です。
• 接触角30°: 軸方向の容量が大きく、ポンプやコンプレッサーでよく使用されます。
• 接触角40°: 最大のアキシアル荷重容量を備え、中程度の速度での頑丈なシャフトに適しています。

Kangtian Bearing の 7 シリーズ アンギュラ コンタクト ベアリング これらのアンギュラコンタクトベアリングは、傾斜した軌道を使用して一方向のアキシアル荷重を処理するため、ペアまたは複列のセットアップが必要です。サプライヤーは大量生産と ISO 認証を提供しているため、アキシアル荷重ソリューションの比較に適しています。 製品を見る→

単一列は一方向のアキシアル荷重にしか耐えられないため、交互推力には整合ペアまたは複列設計が必要です。これは、1 つのコンパクトなユニット内で両方向の軽い推力を受け入れる深溝ベアリングとの取り付けの根本的な違いです。

アンギュラ玉軸受と深溝玉軸受

深溝玉軸受とアンギュラ玉軸受は、アキシアル荷重の管理方法が根本的に異なり、その違いにより、用途に必要なタイプが決まります。

深溝ベアリングはシンプルで静かで経済的です。軌道溝が深いため、中程度のアキシアル荷重（未使用ラジアル容量のおよそ半分まで）を吸収できます。しかし、軸力が増加すると、ボールが溝の肩部を横方向に押し付け、接触楕円に過負荷がかかり、熱、摩耗、騒音が発生します。アンギュラコンタクトベアリングは、設計された傾斜した経路に沿って荷重を誘導することでこれを回避します。以下の表は、同じボアサイズおよびシリーズのベアリングの両タイプを比較したものです。

実際的なルールは単純です。荷重の大部分がラジアル荷重であり、アキシアル荷重が時折または断続的に小さい場合は、深溝玉軸受を使用し続けます。アキシアル荷重が連続的で高い場合、または高速性と組み合わせて剛性が必要な場合には、アンギュラコンタクトベアリングが適切なアップグレードです。

深溝玉軸受s for Light Axial Loads このメーカーの深溝玉軸受は、比較で説明したように、アキシアル荷重が小さいか断続的な用途に適しています。製造には複数のシールのタイプと材料が含まれているため、複合負荷シナリオに対する信頼性の高い代替手段となります。 製品を見る→

深溝ベアリングが弱点になる前に、どこまで押し込めるかを理解するには、当社のエンジニアリングノートをご覧ください。 ラジアル荷重とアキシアル荷重を組み合わせた深溝玉軸受 負荷制限について詳しく説明します。

単列、複列および取り付け配置

単列アンギュラコンタクトベアリングは一方向のアキシアル荷重にのみ耐えるため、取り付け配置は詳細ではなく、設計そのものです。

背中合わせ配置(DB)

2 つのベアリングは、荷重線が互いに反対方向を向くように取り付けられています。これにより、最も広い有効荷重中心と最高のモーメント剛性が得られ、DB は工作機械のスピンドルや精密回転テーブルに最適な配置となっています。

対面配置（DF）

荷重線は互いに向かい合っています。このコンパクトな配置は、わずかな位置ずれを許容し、スペースが狭い場合によく使用されますが、モーメント剛性は DB よりも低くなります。

タンデム配置（DT）

両方のベアリングは同じ方向のアキシアル荷重に耐えます。タンデム取り付けは、大型ヘリカルギヤユニットや高圧ポンプなど、一方向の推力が非常に大きく、2 つのベアリングで負荷を分担する必要がある場合に使用されます。

プリロード

プリロード is the deliberate insertion of internal load to remove clearance and raise stiffness. Light preload suits high-speed running; heavy preload increases rigidity but also raises friction and temperature. The correct preload class should always be chosen with the manufacturer's data, not by trial.

アンギュラベアリングの代表的な用途

アンギュラコンタクトベアリングは、精密スピンドルから車両のホイールハブに至るまで、速度、推力、剛性を同時に必要とするあらゆる機械に動力を供給します。

• 10,000 ～ 40,000 rpm での剛性と精度が重要となる工作機械のスピンドル。
• 高速電気モーターとEVトラクションモーターシャフト。
• 大きなインペラ推力を受ける遠心ポンプとコンプレッサーローター。
• ギアボックス シャフトと遊星歯車列は、多くの場合タンデム ペアで配置されます。
• ゼロバックラッシと高剛性が求められる産業用ロボットの関節や回転テーブル。
• 自動車のホイール ハブ。通常は 2 つのアンギュラ コンタクト ベアリングが向かい合って配置されています。
• 連続稼働時間が長い遠心分離機、繊維スピンドル、印刷機。

このリストはすべてを網羅したものではありません。高速回転中に定義された軸方向荷重を負荷する必要がある回転アセンブリは、アンギュラ コンタクト設計の恩恵を受けます。

アンギュラ玉軸受の選び方

ベアリングの選択は、実際の荷重スペクトルから始まる 6 段階のプロセスです。これは、後続のすべての決定がラジアル力とアキシアル力の比に依存するためです。

1. 等価動的荷重を計算します。 ベアリングの X 係数と Y 係数を使用してラジアル力とアキシアル力を組み合わせ、その結果を動作時間における必要な L10 寿命と比較します。
2. 接触角を修正します。 速度を優先する場合は 15° または 25° を選択します。推力が支配的な場合は 30° または 40° を選択してください。
3. 1 列、2 列、または一致するペアを決定します。 双方向推力とスピンドル剛性は通常、一致するペアを指します。
4. 精度等級を選択します。 一般的な機械では通常の公差 (ABEC-1/P0) を使用できますが、スピンドルやロボットでは振れを制御するには P5 以上が必要です。
5. ケージの材質をお選びください。 機械加工された真鍮またはフェノール製のケージはより速く動作します。スチールおよびポリアミドのケージは、標準的な産業用途に経済的です。
6. 潤滑とシールを定義します。 グリースはほとんどの用途に適しています。グリース可能な速度制限を超える場合は、オイル循環またはオイルエア潤滑が必要です。

荷重の計算により、軸力が小さく、発生頻度が低いことが判明した場合、多くの場合、6200 シリーズ深溝軸受がより低コストでその義務を満たします。その場合、シンプルな深溝設計が依然として実用的な選択肢となります。

柔軟なオプションを備えた 62 シリーズ深溝玉軸受 62 シリーズは、前述のとおり、軸力が小さい場合にコスト効率の高い選択肢を提供します。さまざまなシール、クリアランス、精密グレードを備えたこれらのベアリングは、さまざまな業界にサービスを提供し、負荷要件に合わせて調整できます。 製品を見る→

寸法表、はめあい公差、および検査ガイダンスについては、当社の製品を参照してください。 テクニカルデータライブラリ 図面を完成させる前に。

よくある質問

アンギュラ玉軸受はラジアル荷重に耐えられますか?

はい。すべてのアンギュラ玉軸受はラジアル荷重をサポートし、そのラジアル容量は接触角と玉の補数によって決まります。 7000 シリーズ単列ベアリングは、高いラジアル成分を処理しながら、同時に荷重の一部を軸方向に担持します。これが、高剛性スピンドルの深溝ベアリングに代わる理由です。

アンギュラコンタクトと深溝玉軸受の違いは何ですか?

軌道の形状。深溝ベアリングには対称の溝と公称 0°の接触角があり、両方向に適度な推力容量を与えます。アンギュラコンタクトベアリングは、斜めの接触角を持ち、一方向の軸方向容量を増加させ、剛性を向上させますが、その代償として、双方向の推力のために一対の取り付けが必要になります。

アンギュラコンタクトベアリングをペアで使用する必要があるのはなぜですか?

1 つの列は 1 つの軸方向にしか押し戻せないためです。反対側のベアリングがなければ、シャフトは逆推力下で自由に動きます。 2 つのベアリングを背中合わせ、向かい合わせ、またはタンデムに取り付けることで、その方向をカバーし、プリロードを生成し、シャフト システムの剛性を大幅に高めます。

高速動作にはどの接触角を選択すればよいですか?

15°または20°の角度。角度が小さいほど、発生する軸方向の予荷重力が小さくなり、高速回転時の回転摩擦が減少し、温度と動力損失が低く抑えられます。高速と大きな推力の両方が必要な場合は、ハイブリッド ペアまたはオイルエア潤滑システムを検討してください。

深溝玉軸受はアンギュラコンタクト軸受の代わりに使用できますか?

そうでないこともよくあります。軸力が低く、速度が中程度で、負荷が軽いシャフトの場合は、深溝ベアリングが適切に機能します。しかし、より高い推力、より優れたスピンドル精度、より低いたわみ、そして安定した高速走行を実現するには、アンギュラコンタクトベアリングが設計された答えです。荷重と速度を再計算せずに改造すると、一般にベアリングの寿命が短くなります。

アンギュラ玉軸受は、他の転がり軸受が単列形式でこれほど効率的に処理できるラジアル荷重、アキシアル荷重、速度、剛性の組み合わせを解決します。機械の実際の負荷スペクトルから開始し、接触角と配置を慎重に選択し、精度が重要な場合は正しい予圧を指定します。これらのパラメータを処理することで、アンギュラコンタクトベアリングは、要求の厳しい用途でも予測可能な長い耐用年数を実現します。