4 つの一般的なボール ベアリングの取り付け方法: 包括的なガイド

へようこそ FTMベアリング テクニカルリソースセンター。適切なボールベアリングを選択するだけでは、まだ半分しか終わりません。正しく設置されていることを確認することが、機械の実際の耐用年数を決定します。このガイドでは、現代のエンジニアリングで使用されている 4 つの最も一般的な取り付け技術について説明します。

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1. はじめに

ボールベアリング は産業界の静かな英雄であり、電気モーターから航空宇宙部品に至るまで、可動部品間の摩擦を軽減し、ラジアル荷重とアキシアル荷重をサポートします。ただし、最高品質のベアリングであっても、ハウジング内またはシャフトに適切に固定されていない場合は、早期に故障します。

適切な取り付けが重要な理由

適切な取り付けは機械的信頼性の基礎です。ベアリングが正しく取り付けられていない場合（締めすぎ、緩みすぎ、位置ずれなど）、内部問題によるドミノ効果が発生します。

• 過度の熱: 締めすぎによる内部摩擦が原因です。
• 振動と騒音: 通常、位置ずれや緩みが原因で発生します。
• 早期疲労: 不均一な荷重分布は鋼の疲労寿命を短縮します。

取付方法の概要

アプリケーションの負荷要件、速度、メンテナンス スケジュールに応じて、次の 4 つの主要な方法のいずれかを使用することになります。

1. 圧入
2. 止め輪付すきまばめ
3. クランピング
4. 接着剤による接合

以下は、各方法の主な焦点を示すクイックリファレンス表です。

取付方法	主なメカニズム	主な目的
圧入	干渉（摩擦）	高い安定性と永続性
止め輪	機械的障害物	組み立てと取り外しが簡単
クランピング	軸方向圧力	高精度・予圧制御
接着剤による接合	化学結合	応力分散と振動減衰

2. 取付方法1：圧入

の 圧入 (締まりばめとも呼ばれる) は、ベアリングを固定するために最も伝統的で広く使用されている方法の 1 つです。シャフトをベアリングの内径よりわずかに大きくするか、ハウジングをベアリングの外径よりわずかに小さくすることによって生じる摩擦に依存します。

説明

圧入では、2 つの部品が正確なマージン (通常はわずか数マイクロメートル) によって「干渉」します。この緊密な接続により、ベアリング リングと相手コンポーネント (シャフトまたはハウジング) が単一ユニットとして回転し、時間の経過とともに摩耗を引き起こす可能性のある「クリープ」や滑りが防止されます。

メリットとデメリット

利点	短所
シンプルさ: ボルトやリングなどの追加の金具は必要ありません。	損害リスク: 無理に行うとシャフトや軌道面に傷が付く危険性が高くなります。
低コスト: 最小限のコンポーネントにより組み立てコストが削減されます。	取り外しが難しい: メンテナンスには専用のプーラーが必要です。
静的安定性: 重い静荷重がかかる用途に最適です。	許容誤差に敏感: シャフト/ハウジングの非常に精密な機械加工が必要です。

ベストユースケース

• 電動モーター: 内輪がローターシャフトと完全に回転することを保証します。
• 自動車の車軸: ラジアル荷重が大きい場合は、永久的かつ強固な接続が必要です。
• 大量生産: 追加の留め具のコストが大幅に増加する場合。

インストールのヒント

「ブリネリング」（取り付け時に軌道が凹むこと）という一般的な落とし穴を回避するには、次のベスト プラクティスに従ってください。

1. アーバープレスを使用します。 ハンマーの使用は避けてください。プレスはスムーズで均一な力を与えます。
2. 力を正しく加える: 装着するリングには常に圧力を加えてください。シャフトに取り付ける場合は、 内輪 。ハウジングに取り付ける場合は、 外輪 .
3. のrmal Assistance: よりしっかりとフィットさせるには、 ベアリングヒーター 内輪を拡張するか、ドライアイスを使用してシャフトを収縮させると、ベアリングが力を加えずにスライドできるようになります。
4. 潤滑： プレス時のかじりを防ぐために、取り付けオイルまたは焼き付き防止剤を軽く塗布してください。

3. 取付方法2：止め輪（止め輪）によるすきまばめ

メンテナンスの容易さと組み立ての速度が優先される場合、エンジニアは多くの場合、 すきまばめ とペアになった 止め輪 （一般にスナップリングまたはサークリップと呼ばれます）。この方法は、圧入による大きな摩擦を発生させずにベアリングを所定の位置に維持するための機械的な停止を提供します。

説明

この構成では、シャフトまたはハウジングが「スリップフィット」または「ルーズフィット」公差に合わせて機械加工されており、手でまたは最小限の力でベアリングを所定の位置にスライドさせることができます。ベアリングが軸方向にふらつく（シャフトに沿って滑る）のを防ぐために、シャフトまたはハウジングに小さな溝が機械加工され、バネ仕掛けの金属リングがその溝にはめ込まれます。

メリットとデメリット

利点	短所
迅速な組み立て: 生産ラインや現場での迅速な修理に最適です。	推力限界: 止め輪は、極端な軸方向 (横方向) 荷重がかかると破損する可能性があります。
のrmal Expansion: 温度が上昇したときにベアリングに「呼吸する余地」を与えます。	ストレスライザー: の machined groove can weaken the shaft if not designed properly.
非破壊: 取り付け中にベアリングやシャフトを損傷するリスクを最小限に抑えます。	振動のリスク: はめ合いが緩すぎると、ベアリングが「クリープ」したり振動したりする可能性があります。

ベストユースケース

• 家庭用電化製品: 交換の容易さが重視される掃除機や扇風機。
• ギアボックス: アキシアル荷重が中程度のシャフト上のベアリングの位置決めに。
• プロトタイピング: コンポーネントを頻繁に分解して調整する必要がある場所。

インストールのヒント

1. 専用ペンチを使用してください。 リングが過度に伸びたり永久的に変形したりしないように、常に適切な内部または外部リテーニング リング プライヤーを使用してください。
2. 座席を確認してください: 取り付け後、溝内でリングを回転させるか、軽く叩いて所定の位置に完全に「カチッ」と収まったことを確認してください。
3. 「シャープ」面を確認します。 ほとんどの打ち抜きスナップリングには、「鋭い」面と「丸い」面があります。最大の耐荷重を得るには、鋭利な面を向くようにしてください。 離れて ベアリングから。
4. 再利用を避ける: 止め輪は取り外し可能ですが、バネの張力が失われる可能性があります。オーバーホールのたびに新しいリングを使用することがベストプラクティスです。

4. 取付方法3：クランプ式

高性能・高精度な環境では、 クランピング 多くの場合、この方法が好まれます。半径方向の締め代に依存する圧入とは異なり、クランプでは通常、ロックナットまたはボルト締めされたカバーによって生成される軸方向の力を使用して、ベアリングを所定の位置に締め付けて固定します。

説明

の clamping method involves placing the bearing against a shoulder on the shaft or in the housing and then applying pressure from the opposite side using a mechanical fastener. This “sandwiches” the bearing, ensuring it cannot move axially. It is particularly effective for managing プリロード 、遊びをなくし剛性を高めるためにベアリング要素に加えられる内圧です。

メリットとデメリット

利点	短所
調整可能なプリロード: ベアリングの内部すきまを微調整できます。	複雑さ: より多くの部品（ロックナット、ワッシャー、エンドキャップ）が必要です。
高い耐荷重: 高いラジアル荷重とアキシアルスラスト荷重の両方を扱うのに優れています。	加工精度： 嵌合するショルダーとねじ山は完全に直角である必要があります。
剛性: 高速回転に耐える最高の剛性を提供します。	インストール時間: オーバークランプを避けるために慎重なトルク管理が必要です。

ベストユースケース

• 工作機械スピンドル: 遊びゼロと高い回転精度が必須の場合。
• CNC マシニング センター: 切削やフライス加工のさまざまな力に対処します。
• 耐久性の高いギアボックス: ベアリングが巨大なトルクの下で完全に固定された状態を維持する必要がある場合。

インストールのヒント

1. デジタル トルク レンチを使用します。 クランピング force must be precise. Over-tightening can crush the internal components, while under-tightening leads to vibration.
2. 直角度を確認します: ベアリングの傾きを防ぐために、クランプナットまたはエンドキャップがシャフト軸に対して完全に垂直であることを確認してください。
3. 「座席」を確認します。 クランププロセス中、ベアリングを数回回転させて、転動体が軌道に正しく装着されていることを確認します。
4. ロック機構: 振動によるクランプ力の戻りを防ぐために、必ずロックワッシャーまたはセルフロックナットを使用してください。

5. 取り付け方法4：接着剤による接着

接着剤による接合 は、高強度の嫌気性樹脂またはエポキシを使用してベアリングを固定する最新の取り付け技術です。この方法は、従来の機械的な嵌合が不要な応力を引き起こす可能性があるハイテク産業でますます一般的になっています。

説明

この方法では、特殊な保持コンパウンド (多くの場合「液体シム」) が合わせ面に塗布されます。ベアリングが配置されると、空気が存在しない状態で接着剤が硬化し、金属表面間の微細な隙間を埋めます。これにより、100% の面間接触が実現され、機械的な嵌合によって実現される点接触よりもはるかに優れています。

メリットとデメリット

利点	短所
均等な負荷分散: 荷重を面全体に分散させることで「ホットスポット」を解消します。	永続的な性質: 高温または化学物質を使用しないと除去するのは非常に困難です。
寛容な許し: わずかに大きすぎたり、摩耗したハウジングを「修正」するために使用できます。	硬化時間: マシンが稼働するまでに待機時間が必要です。
振動減衰: の adhesive layer acts as a thin cushion, reducing noise and wear.	重要な選択: の wrong adhesive can fail under high temperatures or chemicals.

ベストユースケース

• 薄肉ハウジング: 圧入により繊細なハウジングに亀裂や歪みが生じる可能性がある場所。
• 異種金属: 異なる材料間の電気腐食を防止します (例: アルミニウムハウジング内のスチールベアリング)。
• 電動モーター: 高精度ローターの「フレッチングコロージョン」を防止し、騒音を低減します。

インストールのヒント

1. 清潔さが鍵です: 表面には油、グリース、粉塵が完全に存在しない必要があります。塗布前に専用の溶剤またはプライマーを使用してください。
2. 適切なグレードを選択してください: 用途が以下の場合は、高温接着剤を使用してください。 150℃ .
3. 正しく適用してください: 過度の「絞り出し」を防ぐために、両方ではなく、シャフトのリーディングエッジまたはハウジングボアの周囲に接着剤のビードを塗布します。
4. 適切な硬化を許可します: 接着剤が完全な強度に達するまで、ベアリングを回転させたり、荷重を加えたりしないでください (メーカーの TDS を参照)。

6. 取付方法の比較

特定のエンジニアリング プロジェクトに最適な決定を下すのに役立つように、次の表は、説明した 4 つの方法を並べて比較したものです。

特徴	圧入	止め輪	クランピング	接着剤による接合
複雑さ	低い	低い	高	中
インストール速度	速い	非常に速い	遅い	中 (Requires Cure)
取り外し可能性	難しい	簡単	中等度	とても難しい
精度	中	低い to Medium	非常に高い	高
必要な工具	プレス・ヒーター	スナップリングプライヤー	トルクレンチ	洗浄溶剤
コスト	低い	低い	高	中

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7. 取り付け方法を選択する際に考慮すべき要素

適切な方法を選択するのはコストだけではありません。それはベアリングが置かれる環境に関係します。次の 6 つの重要な要素を考慮してください。

• 荷重の種類と大きさ: 高スラスト (アキシャル) 荷重には通常、 クランピング 、一方、高ラジアル荷重は、 圧入s .
• 回転速度: 非常に高速な場合は、 クランピング 剛性を維持し、振動を最小限に抑えるために推奨されます。
• 動作温度: 機械が熱くなったら、 止め輪 熱膨張を考慮しますが、 圧入s 材料の膨張率によっては、きつすぎたり緩すぎたりする場合があります。
• ハウジング材質: 薄壁または柔らかいハウジング (プラスチックや薄いアルミニウムなど) には、次の利点があります。 接着剤による接合 材料のひび割れを防ぐためです。
• メンテナンスの頻度: ベアリングを数か月ごとに交換する予定がある場合は、避けてください。 接着剤による接合 そして 圧入s ;使う 止め輪 素早い交換に。
• 精度要件: スピンドルや高精度ロボットの場合、 クランピング は軸方向の遊びを制御するためのゴールドスタンダードです。

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8. 製品の推奨事項

プロフェッショナルな結果を得るには、メンテナンス ショップで次のツールキットを入手できるようにすることをお勧めします。

• ボールベアリング止め輪/スナップリング: 様々な軸径に対応したサイズを標準化。
• ボールベアリング用接着剤: 高強度の嫌気性保持化合物。
• ベアリングヒーターs: 誘導加熱により内輪を安全かつ均一に膨張させます。
• ベアリングプーラーキット: 圧入ベアリングを非破壊で取り外す場合に不可欠です。
• デジタルトルクレンチ： 正確なクランプ力を実現します。
• アーバープレス/油圧プレス: 取り付け時に真っ直ぐで均一な圧力を確保するため。
• 焼き付き防止潤滑剤: 合わせ面のかじりや腐食を防ぎます。
• 隙間ゲージセット: 取付後の内部クリアランスの確認に。

結論

適切な取り付け方法を選択することは、回転機器のライフサイクルにおいて重要なステップです。これまで検討してきたように、次のいずれかの選択が可能です。 圧入 、 止め輪 、 クランピング 、 and 接着剤による接合 負荷、速度、精度、メンテナンスのニーズの特定のバランスに完全に依存します。

• 圧入 は、恒久的な設置向けに堅牢でコスト効率の高いソリューションを提供します。
• 止め輪 メンテナンス頻度の高いアプリケーションに究極の利便性を提供します。
• クランピング 高精度・高速機械のベンチマークとなります。
• 接着剤による接合 振動やデリケートな素材を伴う現代の課題を解決します。

取り付け技術を動作環境に合わせ、適切な専門ツールを使用することで、ベアリングの寿命を大幅に延ばし、アプリケーションの最高のパフォーマンスを確保できます。

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よくある質問 (FAQ)

1. 止め輪に圧入を使用するかすきまばめを使用するべきかをどのように判断すればよいですか?
の choice depends on the load and stability required. If your application involves high speeds or continuous rotation where the bearing must not slip on the shaft, a 圧入 通常は必要です。メンテナンス性を重視し、アキシアル荷重が軽い場合は、 止め輪付きすきまばめ より便利で迅速なサービスが提供されます。

2. アーバープレスがない場合、ハンマーを使用して圧入ベアリングを取り付けることはできますか?
ハンマーの使用は、「ブリネリング」（軌道面に永久的な凹み）を引き起こし、異音や早期故障の原因となる可能性があるため、あまりお勧めできません。緊急時にハンマーを使用する必要がある場合は、必ずハンマーを使用してください。 取り付けスリーブ または、力が転動体を通過しないようにするために、取り付けられているリング（シャフトの取り付けの場合は内輪）のみに接触するソフトドリフトを使用します。

3. 接着剤で接着すると、後でベアリングを交換できなくなりますか?
その間 接着 非常に強力で永続的な接続が作成されますが、削除することは「不可能」ではありません。ほとんどの工業用保持化合物は、局所的な熱（通常は周囲）を加えることで分解できます。 250℃ ）。加熱すると接着剤が柔らかくなり、標準のプーラーでベアリングを取り外せるようになります。

4. クランプ方法において「予圧」が重要なのはなぜですか?
プリロード ベアリングに永久的なアキシアル荷重を加えて内部の遊びを取り除くプロセスです。クランプ方法では、これはアセンブリの剛性を高め、振動を低減し、ボールが滑らずに正確に回転することを保証するため、CNC スピンドルなどの高精度アプリケーションにとって不可欠です。

5. 焼きばめのためにベアリングを加熱するときは、どのくらいの熱を必要としますか?
通常、上記のベアリングを加熱しないでください。 110℃～120℃ 。これらの温度を超えると、軸受鋼の冶金構造が変化し、硬度が低下し、全体的な寿命が低下する可能性があります。専門家を利用する 誘導ベアリングヒーター この温度を正確に制御する最も安全な方法です。