交差円筒ころは他の種類のベアリングと比較して耐荷重能力をどのように向上させますか?

旋回ベアリングは重機や精密機器において重要な役割を果たしており、スムーズな回転または振動運動を可能にしながら大きな荷重を支える役割を担っています。さまざまなベアリング設計の中で、 単列クロスローラー旋回ベアリング 円筒状のローラーを直角に配置した独特の配置が特徴です。この構造設計は、従来のボール ベアリングや標準のローラー ベアリングでは容易に達成できない性能上の利点を提供します。

1. ボール設計とクロスローラー設計の構造の違い

• ボールベアリング ボールと軌道面を点接触で使用します。ラジアル荷重とアキシアル荷重の両方に耐えることができますが、接触面積は比較的小さくなります。大きな荷重がかかると、その部分に応力が集中し、変形が生じる可能性があります。
• 標準円筒ころ軸受 線接触を使用するため、ボールベアリングよりも大きな負荷容量が得られます。ただし、これらは通常、主に一方向 (ラジアル) の荷重に対処するように設計されており、複合荷重または複雑な荷重条件では効果が低くなります。
• クロス円筒ころ軸受 ローラーを互いに 90 度で交互に配置します。各ころは軌道面と線接触しますが、交差配置のため軸受は アキシャル、ラジアル、傾斜モーメント荷重を同時に負荷 .

このクロスローラーの形状により、この設計に優れた耐荷重能力が与えられます。

2.接触面の拡大と応力の低減

円筒形のローラーを使用すると、ボールに比べて本質的に接触面が増加します。小さな接触点に依存するのではなく、各ローラーは線に沿って軌道と噛み合います。これにより、荷重がより広い表面積に分散され、応力集中が軽減され、材料の疲労や変形のリスクが軽減されます。

これらのローラーを十字に配置すると、荷重の分散がさらにバランスよくなります。これは、重い荷重や不均一な荷重がより効率的に吸収され、ベアリングのサイズに比べてはるかに高い荷重容量が得られることを意味します。

3. 多方向の荷重に耐える能力

交差円筒ローラーの最も重要な利点の 1 つは、サポート能力です。 多方向の力 同時に。

• アキシアル荷重 : 回転軸に沿って加わる垂直荷重。
• ラジアル荷重 ：軸に対して垂直に作用する水平荷重。
• 傾斜モーメント荷重 : ベアリングの周囲にトルクまたは曲げ応力を生み出す力。

標準的なベアリング タイプは、これらの荷重方向のうち 1 つまたは 2 つに対して最適化されることがよくありますが、単列クロスローラー旋回ベアリングは、性能を損なうことなく 3 つすべてを同時に処理できます。このため、次のようなアプリケーションで特に価値があります。 クレーン、掘削機、風力タービン、ロボット、精密工作機械 、複雑で予測不可能な負荷条件が一般的です。

4. より高い剛性と安定性

ローラーが直角に交互に密に配置されているため、ベアリングは より高い剛性 ボールベースのデザインよりも。この剛性により、高荷重時のたわみが最小限に抑えられ、強度と精度の両方が必要な機器には不可欠です。たとえば:

• 建設機械では、旋回プラットフォームでの不要な動きを防ぎます。
• 産業用ロボットでは、高負荷サイクルが繰り返される際の位置決め精度が向上します。

5. スペースと重量の効率

もう 1 つの利点は、クロスローラー旋回ベアリングが次のことを達成できることです。 コンパクトな構造で高い耐荷重 。異なる荷重方向に対応するために、より大きなベアリングや複数のベアリングを使用する代わりに、1 つのクロスローラー ベアリングでその役割を果たします。これにより、必要な重量とスペースの両方が削減され、コンパクトな設計が不可欠な機器では特に有益です。

6. 比較の概要

• ボールベアリング → 耐荷重が低く、主に点接触のため、軽い用途に適しています。
• 標準ころ軸受 → ラジアル荷重容量は高くなりますが、アキシアル荷重またはモーメント荷重を同時に処理できる能力は限られています。
• クロス円筒ころ軸受 → 交差方向の線接触で、1 つのコンパクトな軸受でアキシアル、ラジアル、傾斜モーメント荷重の処理に優れています。

結論

クロス円筒ころは、ボールベアリングや標準ころベアリングと比べて耐荷重能力が大幅に向上します。 線接触、十字配置、多方向の荷重を同時に支える能力 。この強度、剛性、効率性の組み合わせにより、単列クロスローラー旋回ベアリングは、重機から高精度ロボット工学に至るまでの産業に不可欠なものとなっています。

応力集中を軽減し、安定性を高めることで、機械の耐用年数を延ばすだけでなく、他の種類のベアリングでは不十分な要求の厳しい用途での性能も向上します。