Unground Ball Bearings：タイプ、アプリケーション、および選択の包括的なガイド

1.非グラウンドボールベアリングとは何ですか？

1.1定義と基本関数

非グラウンドボールベアリング 、しばしばと呼ばれます スタンプ付きボールベアリング または 商業ベアリング 、可動部品間の摩擦を減らすように設計されたローリングエレメントベアリングの一種です。精密なカウンターパートとは異なり、Ungroundベアリングは、レースウェイやボールに最終的な研削プロセスなしで製造されています。この省略は、よりゆるい許容範囲を備えたより経済的な製品をもたらします。

より正確ではない性質にもかかわらず、Ungroundボールベアリングは依然としてあらゆるベアリングの基本的な機能を実行します。2つの部分、通常は回転、最小限の摩擦で相対的な動きを可能にすることです。彼らは、内側と外側のリングと外側のリング（またはレース）の間を転がる一連の球状ボールを利用して、これを達成し、ラジアルをサポートしながら、場合によっては軸荷重をサポートしながら滑らかな動きを可能にします。彼らの設計により、極端な精度と高速が重要ではありませんが、費用対効果と信頼性の高い基本パフォーマンスが最重要であるアプリケーションに理想的です。

1.2非地と精密ボールベアリングの重要な違い

Ungroundと精度のボールベアリングの主な区別は、製造プロセスにあり、パフォーマンスの特性、コスト、および典型的なアプリケーションに顕著な違いをもたらします。これらの違いを理解することは、特定の要件に適したベアリングを選択するために重要です。

2。非グラウンドボールベアリングの種類

Ungroundボールベアリングには、特定の種類の負荷を処理し、さまざまなアプリケーションに合わせて設計されたいくつかの構成があります。それらはすべて、Unground Racewaysの特徴を共有していますが、構造的なバリエーションは最適な使用を決定します。

2.1スタンプ付きボールベアリング

スタンプ付きボールベアリング 一般的で非常に経済的なタイプの非地上ベアリングです。彼らの名前が示すように、彼らのコンポーネント、特にレースは、多くの場合、スタンピングプロセスを通じて製造されます。これには、平らな板金を望ましい形状に押し込むことが含まれます。この方法により、非常に低コストで大量生産が可能になります。

• 機能と利点

  • 費用対効果： スタンプ付きボールベアリングの主な利点は、製造コストが低いことです。これにより、予算が重大な懸念事項であるアプリケーションに最適です。

  • 軽量： 比較的薄いスタンプ金属で作られたこれらのベアリングは、他のベアリングタイプよりも軽量であることが多く、特定のデザインで有益です。

  • 腐食抵抗オプション： それらは、ステンレス鋼を含むさまざまな材料から生産して、湿った環境や挑戦的な環境で良好な腐食抵抗を提供することができます。

  • シンプルさ： 彼らの簡単なデザインにより、アセンブリに簡単に統合できます。

  • 不整合に対応します： 許容度が緩くなっているため、多くの場合、精密ベアリングよりも軽度の不整合を耐えることができます。

• 一般的なアプリケーション スタンプ付きボールベアリングは、高精度または重い負荷が必要ない消費財と軽産業用具で遍在しています。

3。非グラウンドボールベアリングで使用される材料

非グラウンドボールベアリングの材料の選択は、さまざまな環境のパフォーマンス、耐久性、および適合性に影響を与える重要な要因です。多くの場合、高品質の合金鋼に依存する精密ベアリングとは異なり、非地上ベアリングは一般に、費用対効果と適切な機械的特性のバランスをとる材料を利用します。

3.1炭素鋼

炭素鋼 は、コスト、筋力、および機密性のバランスが優れているため、非グラウンドボールベアリングに使用される最も一般的な材料です。特定のタイプの炭素鋼は異なる場合がありますが、一般に、炭素が主要な合金要素である鋼を指します。

• 機能と利点

  • 費用対効果： 炭素鋼は最も手頃な価格の金属の1つであり、コスト制御が最重要である大量生産の非地上ベアリングに最適です。

  • 良い硬度と強さ： 適切に熱処理されると、炭素鋼は多くの中程度の荷重用途で十分な硬度と強度を達成できます。

  • 耐摩耗性： 通常の動作条件下では、耐摩耗性が良好です。

  • 汎用性： 必要なベアリング成分に簡単に形成、スタンプ、および機械加工できます。

• 考慮事項

  • 腐食感受性： 標準的な炭素鋼の重要な欠点は、水分または過酷な化学物質にさらされた場合の錆と腐食に対する感受性です。これにより、腐食が懸念されるアプリケーションでは、保護コーティングまたはプラチング（亜鉛メッキなど）が必要です。

• 一般的なアプリケーション 地上の炭素鋼ベアリングは、膨大な日常のアイテムと軽い工業機械にあります。

3.2ステンレス鋼

ステンレス鋼 腐食抵抗が主要な要件である場合、非グラウンドボールベアリングに選択されます。さまざまなグレードのステンレス鋼がありますが、ベアリングに使用されるものは通常、クロムを含み、錆や染色から保護する受動層を形成します。

• 機能と利点

  • 腐食抵抗： これがステンレス鋼の主な利点であり、水分、化学物質、または湿度の高い環境にさらされている用途に適しています。

  • 衛生的： 特定のグレードは、洗浄の容易さと細菌の成長に対する耐性のため、食品加工や医療機器の用途に最適です。

  • 温度抵抗： 通常、ステンレス鋼は、炭素鋼と比較して、より広い範囲の温度でよく機能します。

• 考慮事項

  • より高いコスト： ステンレス鋼は炭素鋼よりもかなり高価であり、ベアリングの全体的なコストに影響を与えます。

  • 硬度が低い（一部のグレードの場合）： 一部のグレードは硬化させることができますが、非地上ベアリングで使用される特定のステンレス鋼は、硬化した炭素鋼と比較して荷重容量がわずかに低い場合があります。

• 一般的なアプリケーション 標準的な炭素鋼がすぐに腐食する環境では、不可欠なステンレス鋼ベアリングが不可欠です。

4。非グラウンドボールベアリングのアプリケーション

非グラウンドボールベアリングは、多くの非クリティカルなタスクに費用対効果と十分なパフォーマンスにより、多くの業界で広範囲にわたる使用を見出しています。それらの汎用性は、高精度が最優先の懸念ではないさまざまな環境で滑らかで低摩擦の回転を提供する能力に由来しています。

4.1自動車産業

自動車セクターでは、コンポーネントが滑らかな動きを必要とするが、エンジンまたはパワートレインの重い荷重、高速、または極端な精度の需要にさらされていない地域では、一般的に非グラウンドボールベアリングが採用されています。彼らは乗客の快適さと利便性システムに貢献しています。

5.非グラウンドボールベアリングを使用することの利点と短所

アプリケーションのためにUngroundのボールベアリングを検討するとき、彼らの制限に対して彼らの利益を比較検討することが重要です。独自の製造プロセスは、パフォーマンスの特性に直接影響し、特定のシナリオに適していますが、他のシナリオには適していません。

5.1費用対効果

Ungroundボールベアリングの最も重要な利点は彼らの 費用対効果 。これは、単純化された製造プロセスから直接発生し、精密ベアリングに必要な複雑で時間のかかる研削および磨き操作をバイパスします。

• 製造効率： 生産には、スタンピング、ローリング、および基本的な機械加工などの方法が含まれます。これらは、労働集約型ではなく、レースウェイやボールの精密粉砕と比較して専門的な機器が少ない必要があります。これにより、単位コストが低いため、生産量が増加します。

• 材料の選択： 彼らはしばしば、より経済的なグレードの炭素鋼を利用し、材料費をさらに削減します。

• プロジェクト全体のコストの削減： 多くのアプリケーションでは、非地上ベアリングのコストが低いため、製品またはシステムの全体的な予算を大幅に削減できるため、大量生産された消費財と軽産業用具にとって魅力的なオプションになります。

このコストの優位性により、予算の制約が厳しく、アプリケーションが極端なパフォーマンスを必要としない場合、彼らは選択肢になります。

5.2負荷容量と速度制限

費用対効果の高いものの、非グラウンドボールベアリングには固有のものが付いています 負荷容量と速度の制限 。これらの制限は、地面の表面とゆるい許容範囲の直接的な結果です。

• 負荷容量の低下：

  • 表面仕上げ： Unground RacewaysとBallsには​​、粗い表面があります。これにより、精密ベアリングの滑らかで正確に適合する表面と比較して、接触応力が高くなり、効率の低い負荷分布が発生します。

  • 物質的な硬度： 炭素鋼を硬化させることはできますが、全体的な設計とより正確な形状により、非常に重いまたは衝撃負荷に耐えるように設計されていないことを意味します。それらは一般的に適しています 中程度から軽い荷重 .

• 低速制限：

  • 摩擦と熱の増加： 粗い表面とよりゆるい内部クリアランスにより、摩擦が高くなります。高速では、この摩擦はより多くの熱を発生させ、早期の摩耗、潤滑剤の劣化、さらには耐能力の故障につながる可能性があります。

  • 振動と騒音： また、緩やかな許容範囲は、高速でのランアウトと不均衡の可能性の高い可能性を意味し、振動と騒音の増加につながります。これにより、静かなまたは滑らかな高速操作が必要なアプリケーションでの使用が制限されます。

6.適切な非グラウンドボールベアリングの選択

特定のアプリケーションの正しい非グラウンドボールベアリングを選択することは、最適なパフォーマンス、寿命、および費用対効果のために重要です。これらのベアリングは一般的に緩やかな許容度のためにより寛容ですが、アプリケーションの特定の要件を慎重に評価することが依然として不可欠です。考慮すべき重要な要素には、負荷の種類、動作速度、環境条件、利用可能なスペースが含まれます。

6.1ロード要件

負荷の性質と大きさを理解することは、選択の選択において最も重要です。 Ungroundボールベアリングは最適です 軽量から中程度の負荷 .

• ラジアル負荷： これは、ベアリングの回転軸に垂直に作用する力です。ほとんどの非接地ボールベアリングは、一次放射状荷重を処理するように設計されています。

• 軸（スラスト）負荷： これは、ベアリングの回転軸に平行作用する力です。一部の非地上ベアリング、特に地上のスラストボールベアリングは、軸方向の負荷を処理するように設計されていますが、他のものは放射状荷重と併せて光軸荷重のみに対応できます。

• 組み合わせた負荷： 放射状と軸の両方の力の組み合わせ。重要な組み合わせ荷重が存在する場合、慎重に検討するか、おそらく別のベアリングタイプが必要になる場合があります。

• ショック負荷： 突然の衝撃力。一般に、非地上ベアリングは、建設と材料の特性により、大幅な衝撃負荷を備えたアプリケーションには推奨されません。

7。インストールとメンテナンス

適切な設置と一貫したメンテナンスは、一般的に正確なカウンターパートよりも寛容であるにもかかわらず、非グラウンドボールベアリングの寿命と性能を最大化するために重要です。これらの側面を無視すると、早期障害、騒音の増加、効率の低下につながる可能性があります。

7.1適切なインストール手法

非地上ベアリングは、精密ベアリングと同じレベルの滅菌環境や油圧プレスを必要としませんが、損傷を防ぎ、適切な機能を確保するためには、正しい設置慣行が依然として不可欠です。

• 清潔さが重要です： 地上のベアリング、ほこり、汚れ、破片が敵です。シャフト、ハウジング、およびベアリング自体が設置前にきれいであることを確認してください。汚染物質は研磨摩耗を引き起こす可能性があり、早期の失敗につながります。

• 適切なツールを使用します：

  • 直接のハンマーを避ける： ベアリングリングをハンマーで直接叩かないでください。これにより、レースウェイのブリネリング（へこみ）やリングの変形を引き起こし、騒音と寿命の減少につながる可能性があります。

  • プレスまたはスリーブを使用してください： プレスフィットアプリケーションには、ベアリングインストールツールまたは柔らかい金属スリーブ（アルミニウムや真鍮など）を使用して、プレスされているリングに均等に力をかけます。シャフトを押すと、内側のリングに力をかけます。住宅に押し込む場合は、外側のリングに力をかけます。

• 適切なアライメントを確認してください。 非地上ベアリングはある程度の不整合を容認しますが、過度の不整合は依然として不均一な負荷分布、摩擦の増加、および早期摩耗につながる可能性があります。シャフトとハウジングの穴が合理的に同心と整列していることを確認してください。

• シャフトとハウジングフィット： 通常、Unground Bearingsは、精密ベアリングよりもゆるいフィットを使用します。ただし、内側のリングがシャフトの上で回転するのを防ぐのに十分なぴったりと、ハウジング内で外側のリングが回転するのを防ぐことができます。

8。一般的な問題とトラブルシューティング

適切な選択と設置があっても、Unground Ball Bearingsは問題を経験する可能性があります。一般的な問題、それらの原因、および基本的なトラブルシューティングステップを理解することは、早期の故障を防ぎ、ダウンタイムを減らし、耐久性の寿命を延ばすのに役立ちます。

8.1ノイズと振動

ノイズと振動 多くの場合、非グラウンドボールベアリングの問題の最も早く最も一般的な指標です。非地上ベアリングは精度のベアリングよりも本質的に大きいですが、過度または珍しい音は調査を保証します。

• 騒音と振動の原因：

  • 汚染： ベアリング内の汚れ、ほこり、または異物の粒子は、粉砕やガラガラの音を引き起こす可能性があります。

  • 潤滑が不十分： 適切な潤滑剤の欠如は、摩擦の増加につながり、熱、騒音、加速摩耗を生成します。きしむような音やきしむ音は、しばしばこの問題を示しています。

  • 潤滑過剰： 潤滑症よりも一般的ではありませんが、グリースが多すぎると過度の抗力を引き起こし、熱を発生させ、騒音につながります。

  • 不整合： シャフトまたはハウジングが適切に整列していない場合、ベアリングに不均一なストレスをかける可能性があり、その結果、ハミングまたは振動する音が発生します。

  • 過負荷： ベアリングの定格荷重容量を超えると、レースウェイやボールが変形し、ゴロゴロ音が発生する可能性があります。

  • 着る： ベアリングコンポーネントが摩耗すると、クリアランスが増加し、表面が粗くなり、時間の経過とともに騒音と振動が増加します。

  • 不適切なフィット： シャフトやハウジングの上に緩すぎたり、きつすぎたりするベアリングは、動きを引き起こし、騒音や摩耗を引き起こす可能性があります。

  • 破損したコンポーネント： ブリネリング（へこみ）、スパリング（フレーク）、またはひび割れたリング/ボールは、明確なクリック、クランキング、または粉砕音を生成します。

• 手順のトラブルシューティング：

9。業界の基準と仕様

非グラウンドボールベアリングは、それほど厳しくない精度要件で知られていますが、完全に規制されていないわけではありません。さまざまな業界標準と仕様が存在し、品質、交換性、パフォーマンスのベースラインレベルを確保しています。これらの基準を理解することは、メーカーとユーザーにとって製品の信頼性と互換性を確保するために重要です。

9.1関連標準の概要

ABEC（環状ベアリングエンジニアリング委員会）やISO（国際標準化機関）などの高精度評価のような組織に厳密に付着する精度ベアリングとは異なり、非地上ベアリングは通常、より広範な業界のガイドラインまたは社内仕様の下で動作します。

• 内部またはメーカー固有の標準： 多くの非地上ベアリングメーカーは、次元、材料の構成、パフォーマンスの期待を支配する独自の内部品質管理基準を開発しています。これらは、多くの場合、彼らの経験と顧客ベースの特定の要件に基づいています。

• 商業グレードの指定： 正確な評価（ABEC 1、3、5など）の代わりに、非地上ベアリングは、単に「商業グレード」、「刻印されたベアリング」、または「Unground」と呼ばれる可能性があります。

• 次元標準（一般）： 精密ベアリングほど厳密に規制されていませんが、一般的な寸法標準（穴や外径など）は、一般的なサイズのある程度の互換性を確保するために依然として適用されます。これらは、特定のベアリングのみの基準ではなく、より広範な産業コンポーネント標準を指す場合があります。

• 重要な基準： 使用される材料（例：炭素鋼、ステンレス鋼）は、化学組成と機械的特性に関して、一般的な冶金基準（例：ASTM、AISI、ヨーロッパの標準）に適合します。これにより、原材料自体が特定の品質レベルを満たすことが保証されます。

• 表面仕上げの考慮事項： 地上ではありませんが、最大許容表面粗さ（RA値）が機能的ではありますが、地面にもはあるが、レースウェイを確保するための内部標準がある可能性があります。

10。非グラウンドボールベアリングテクノロジーの将来の傾向

非グラウンドボールベアリング市場は、費用対効果とシンプルさに根ざしていますが、停滞していません。新しい材料科学、製造の進歩、および進化するアプリケーションの需要によって推進される継続的なイノベーションは、その将来を形作っています。これらの傾向は、パフォーマンスを向上させ、アプリケーションの範囲を拡大し、生産をさらに最適化することを目的としています。

10.1物質的な革新

その間 炭素鋼 そして ステンレス鋼 コア材料のままであり、冶金の進歩、新しい化合物の探索が設定されています。

• 高度な鋼合金： 研究は、コストを大幅に増加させることなく、改善された特性を提供する鋼の合金に関する継続的です。これには、耐摩耗性が向上するための硬化性が向上した鋼、またはいくつかのステンレス鋼に匹敵するが、価格が低いものに匹敵する固有の耐食性がある鋼が含まれます。目標は、ベース素材からより多くのパフォーマンスを得ることです。

• ポリマーと複合材料： の使用 高性能プラスチック そして 複合材料 ベアリングコンポーネントの場合（特に、非常に軽い負荷のケージまたはベアリング構造全体）成長しています。これらの材料は次のような利点を提供します：

  • 体重の減少： 重量が要因であるアプリケーションにとって重要です。

  • 自己潤滑： 一部のポリマーには固有の潤滑特性があり、外部グリースの必要性を減らしたり排除したりします。

  • 腐食抵抗： 多くの化学物質と水分に対する優れた耐性。

  • ノイズリダクション： ポリマーは、金属よりも効果的にノイズと振動を湿らせる傾向があります。

  • 非磁性特性： 特定の電子アプリケーションまたは医療アプリケーションにとって重要です。

• 表面処理とコーティング： 従来のめっきを超えて、高度な表面処理（例：特殊なニトリング、炭素ベースのコーティング）が調査されています。これらは、表面の硬度を大幅に向上させ、耐摩耗性を高め、乾燥潤滑を提供し、より高価な基本材料に頼らずに挑戦的な環境で炭素鋼ベアリングの寿命を延ばすことができます。

結論

非接地ボールベアリングは、ベアリング業界の重要なセグメントを表しています。 費用対効果の高い信頼できるソリューション 極端な精度、高速、または重い負荷が主要な要件ではない膨大なアプリケーションの場合。このガイド全体を通して、それらの基本的な性質、多様なタイプ、物質的な考慮事項、広範なアプリケーション、および本質的な選択とメンテナンスの実践を調査しました。

キーポイントの要約

私たちは、最終的な研削プロセスなしで製造されたものとして、Ungroundボールベアリングを定義することから始めました。 緩やかな許容範囲と低コスト 。次に、特定のタイプを掘り下げました。 スタンプ付きボールベアリング 、究極の経済で知られています。 ラジアルボールベアリング 、主に垂直力向けに設計されています。そして スラストボールベアリング 、軸荷重を処理するように設計されています。

私たちの議論 材料 強調表示されました 炭素鋼 最も一般的で費用対効果の高い選択として ステンレス鋼 要求の厳しい環境に重要な腐食抵抗を提供します。また、プラスチックやさまざまなコーティングなど、他の特殊な素材にも触れました。

広範囲 アプリケーション Unground Bearingsのような産業に及ぶ 自動車（非批判的なコンポーネント用）、材料の取り扱い、家具、備品 、そして無数の その他の産業用および消費者製品 、彼らの汎用性を示します。

その後、徹底的に調べました 利点と短所 、彼らの比類のないことを強調します 費用対効果 彼らとのバランス 負荷容量、速度、および精度の制限 。ちゃんとした 選択 負荷要件、動作速度、環境条件、サイズの制約を慎重に評価することにかかっています。最後に、の重要性を強調しました 適切な設置とメンテナンス 潤滑と汚染制御を含む、寿命と最適なパフォーマンスを確保します。騒音、振動、早期摩耗などの一般的な問題のトラブルシューティングも重要です。

非グラウンドボールベアリングに関する最終的な考え

非グラウンドボールベアリングは、単なる妥協案ではありません。彼らはです 最適化されたエンジニアリングソリューション 機械システムのかなりの部分。彼らの継続的な関連性は、魅力的な価格で十分なパフォーマンスを提供する能力の証です。産業が進化し、新しいテクノロジーが出現するにつれて、私たちはさらに予想することができます 材料とデザインの革新 これにより、特にコストと効率が最重要である自動化されたスマートデバイスで、アプリケーションをさらに多様な領域に拡大します。

メーカーとエンジニアにとって、ユニークな特性と非グラウンドボールベアリングの適切な使用を理解することは、効率的で信頼性が高く、経済的に実行可能な製品を設計するための鍵です。情報に基づいた選択を行うことにより、これらの一見シンプルなコンポーネントは、世界中の無数の機械システムの成功と機能に大きく貢献できます。