自動調心軸受の選定とメンテナンスガイド

機械設計の広大な世界には、機器のスムーズな動作を確保しながら、莫大な圧力に静かに耐える、地味ながらも重要なコンポーネント、つまり球面すべり軸受が存在します。人間の関節が柔軟な動きを可能にするのと同じように、このベアリングは機械の「関節」として機能し、複雑な作業条件下でも自由に動くことができます。

球面滑り軸受は、球面の内輪と相対的に可動な外輪で構成される、すぐに取り付けられる軸受要素です。独自の設計により、次のようなシャフトとハウジング間の空間調整動作が可能になります。

• 回転運動:コンポーネントを特定の角度範囲内で回転できるようにします。
• 傾ける動き：コンポーネントを特定の角度内で傾けることができます。
• 振動運動:往復スイング動作を可能にします。
• 自動調整機能:製造誤差や取り付け誤差によるシャフトのズレを補正します。

転がり軸受（玉軸受など）とは異なり、球面滑り軸受は静荷重および動荷重（交流荷重を含む）を滑り面を通じて直接伝達するため、滑り軸受に分類されます。ベアリングハウジングと組み合わせると、一般にロッドエンドとして知られる完全なすぐに取り付けられるユニットが形成されます。

摩擦対の材質に基づいて、球面滑り軸受はいくつかの主なタイプに分類されます。

• 鋼/銅合金:注油とメンテナンスが必要です。交互荷重、中～大の回転運動、中程度の滑り速度に適しています。
• スチール/スチール:鋼/銅合金と同様に、同等の作業条件では潤滑が必要です。
• スチール/PTFE複合材:PTFEの自己潤滑性によりメンテナンスフリーです。一方向荷重や小～中程度の衝撃荷重に最適です。最大傾斜角を超えてはなりません。

メーカーは、外輪を広げたバージョン (S タイプ) やさまざまなサイズ シリーズ (K、E、G、W) を含む特殊な球面滑り軸受を提供しています。オプションには、メンテナンス不要 (PTFE ライニング) またはメンテナンスが必要な (再潤滑可能) タイプがあり、ステンレス鋼、軸受鋼、快削鋼、または高強度焼戻し材料で利用でき、シールの有無にかかわらず使用できます。

ユニークなバリエーションには転がり要素が組み込まれており、自動調心ボール ベアリングまたはローラー ベアリングと同様に機能します。これらは、寸法については球面軸受の規格に従い、定格荷重については転がり軸受の規格を採用しているため、交互荷重、中高速での大きな回転運動、および全回転に適しています。

球面滑り軸受は、サイズシリーズ、寸法、公差、ラジアル内部すきまを標準化する DIN ISO 12240-1 に準拠しています。この規格では、摩擦ペア、材料、表面処理の広範なバリエーションが許可されていますが、マーキング規則、定格荷重、および寿命の計算は依然としてメーカー固有です。初期の互換性の問題にもかかわらず、通常は適切な代替品が各メーカーから入手可能です。

これらのベアリングは、工場建設、製パン機械、コンベアシステム、農業機器、食品加工、繊維機械、ロボット工学、道路建設、車両製造、鉄道車両、医療技術、飼料加工などのさまざまな業界で使用されています。テクニカル パートナーとの協力を通じて、特殊なアプリケーション向けのカスタム ソリューションを利用できます。

すぐに取り付けられる滑り軸受要素として、球面滑り軸受は球面の内輪と外輪を備えており、エッジに圧力をかけずに回転、傾斜、枢動を可能にします。構造的に必要な位置ずれに対応し、製造関連の偏差を補償します。

選択基準には、耐荷重、動作荷重、耐用年数と動作の安全性の要件が含まれます。負荷容量は寸法表の定格荷重で示されていますが、標準化された定義がないため、これらの値はメーカーによって異なります。

標準の球面滑り軸受は、-10°C ～ +80°C の範囲で効果的に動作します。密閉バージョン (RS) および転動体の設計の温度範囲は、技術文書に指定されています。

• 静定格荷重(C0):通常の室温で周囲のコンポーネントが適切にサポートされていると仮定すると、ラジアル静荷重は静止時に永久変形を引き起こしません。
• 動定格荷重(C):動的荷重下での耐用年数を推定するために使用されますが、実際の容量は荷重の種類、回転/傾斜角、速度プロファイル、ベアリングのクリアランス、摩擦、潤滑、温度などの要因によって異なります。

• 基本静定格荷重（C0）：転動体直径の0.0001倍の永久変形を生じる荷重に相当します。
• 基本動定格荷重(C):同一軸受の 90% が転動面疲労破壊前に 100 万回転に達する荷重を表します。

ベアリングのサイズを選択するには、指定された荷重、方向 (ラジアル、アキシャル、または組み合わせ)、およびタイプを考慮する必要があります。ロッドエンドハウジングと比較して、独立型球面滑り軸受はより高い静荷重容量を示します。動的荷重には寿命計算による検証が必要です。

• メンテナンスが必要な滑り軸受
• メンテナンスフリーの滑り軸受
• 転動体軸受

外輪寸法（直径、幅）と内輪寸法には標準公差が適用されますが、分割外輪は精密ハウジングの穴に取り付けるまで一時的に真円度が失われる可能性があることに注意してください。

内輪の半径方向および軸方向の動きの自由度として定義され、通常、軸方向すきまが半径方向すきまを超えます。特定のクリアランス範囲は、滑り要素と転がり要素の設計によって異なります。

ベアリングの損傷やシール/ワッシャーの故障を防ぐため、設置中または操作中に最大傾斜角を決して超えてはなりません。設計では、ハウジングに過剰な力を加えることなく、特に適切なシールクリアランスを確保することなく、指定された角度内で動きを制限する必要があります (特に 2RS モデルの場合)。

すぐに取り付けられる高精度コンポーネントである球面ベアリングは、慎重な取り扱いが必要です。

1. 潤滑を維持するために、取り付けまで元のパッケージを保管してください。
2. ベアリングレースを介してハウジングに取り付け/取り外しの力を決して伝えないでください。
3. 適切なしまりばめを使用して、滑りがベアリングとシャフト/ハウジングの間ではなく、内輪/外輪表面間でのみ発生するようにします。

レースの拡張/収縮による過度のクリアランス変化を回避しながら、バランス干渉のニーズに適合することが推奨されています。標準の取り付けでは特定の用途に合わせて調整が必要な場合があるため、接続の堅さを確認してください。

ベアリングを適切に固定するには、設置時に最大力の制限を遵守する必要があります。

金属摩擦ペアベアリングは、最適な耐用年数を得るために定期的に潤滑する必要があります。非常に軽い荷重には初期グリースで十分です。潤滑効果は負荷の大きさ・種類（定常、脈動、交流）、回転角度、滑り速度によって異なります。テストの結果、小さな回転角度と極端な滑り速度は、一方向荷重と交互荷重の場合と同様に、潤滑膜の形成を妨げることを示しています。

最適な配分を実現するには、無負荷状態でベアリングに潤滑油を塗布してください。メーカーは通常、防食コーティングのみを施したベアリングのみを供給しており、試運転前または設置直後に初期潤滑が必要であることに注意してください。

• スチール/ブロンズペア:耐食性のあるリチウム系高圧グリース（-20℃～+110℃）を使用してください。固体潤滑剤は、温度の上限での性能を向上させます。
• スチール/スチールペア:リチウム石けんをベースに高粘度基油と二硫化モリブデンを添加した耐食性高圧グリースです。
• スチール/PTFE ペア:当然低摩擦でメンテナンスフリーです。
• 転動体ベアリング:リチウム石けんグリースを塗布済みです。

集中潤滑システムの場合、特に密閉バージョンの場合は、過剰圧力によるシールの変位を防ぐために、投与量を慎重に制御してください。