ベアリングの世界では長らくスチールが最高の地位を占めてきましたが、材料科学の進歩により、プラスチック製ベアリングは昔の標準的な射出成形ナイロン製ベアリングをはるかに超えて進化しました。ポリテトラフルオロエチレン (PTFE)、ポリ二フッ化ビニリデン (PVDF)、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK) と高性能ポリマーは、これまで以上に幅広い可能性をもたらします。しかし、高負荷のアプリケーションには適しているのでしょうか? こちらは、マネージングディレクターのクリス・ジョンソン氏です。プラスチックベアリングサプライヤー SMB Bearings が、ベアリングの定格荷重を評価する方法を説明しています。

ベアリングの寿命を計算するときは、定格荷重を考慮することが重要です。これらは、ベアリングの回転要素がどれだけ早く疲労を経験するか、およびベアリングが故障するまでに耐えることができる総回転数の尺度です。これらの定格は、静定格荷重と動定格荷重に分類できます。

一般的なラジアルボールベアリングは、主にラジアル荷重用に設計されており、最大の静的および動的な荷重容量を備えています。静荷重容量は、荷重によってベアリングボールまたは軌道がボールの直径の 1 万分の 1 に相当する全体的な永久変形を引き起こす前に、ベアリングが耐えることができる最大ラジアル荷重です。

3D プリントされたカーボンファイバーや PEEK などの高性能熱可塑性プラスチックは、金属に代わる有望な代替品となりますが、プラスチックは金属よりも弱いため、設計エンジニアによって実行可能な選択肢とはみなされないことがよくあります。では、プラスチックベアリングは高荷重に耐えられるのでしょうか?

この質問を深く掘り下げる前に、重い負荷とは何を意味するのかを確立することが重要です。高負荷の定義や理解は、実際にはアプリケーションによって異なる場合があります。自転車のホイールハブベアリングの高荷重が、MRI スキャナーで使用されるベアリングの高荷重に匹敵しないことは当然です。そのため、この要件を超えて、コンポーネントのデータシートを参照することが重要です。

定格荷重は、アプリケーションでベアリングが耐えられる最大荷重の目安であり、寿命の計算に使用されます。ベアリングにかかるひずみは、加えられる圧力または表面荷重によって決まります。材料の能力と比較した場合、高荷重を定義するのはこの表面荷重です。

長寿命が必要な場合は、荷重をベアリングの動定格荷重の 6 ～ 12% に制限することが望ましいです。より重い負荷に耐えることができますが、寿命は短くなります。

たとえば、アセタール樹脂 (POM) リング、AISI-316 ステンレス鋼ボール、および PA66 ナイロンケージを備えた 50 mm 口径のベアリングは、45- キログラム力 (Kgf) の静定格荷重をサポートできます。動定格荷重は 52 Kgf、速度制限は 800 rpm です。この情報により、単に負荷が低いか高いかを説明するよりもはるかに多くのデータが得られます。

さらに、ベアリングの負荷容量は潤滑剤によって制限される場合があります。特定の潤滑剤は軽荷重から中荷重にのみ適していますが、EP (極圧) 潤滑剤は高荷重用途向けに設計されています。耐食性プラスチックベアリングは無潤滑で使用できます。これは、ベアリングが高濃度の酸やアルカリ、または塩水にさらされる用途に推奨されます。ただし、潤滑を考慮しなくても、最初から材料の耐荷重制限に取り組むことはできません。

一般的な推奨事項として、「私のベアリングは高荷重に耐えられるか?」などの一般的な質問に囚われるのではなく、高荷重用のプラスチックベアリングを選択することはお勧めしません。アプリケーションに焦点を当てることが重要です。必ずベアリングのデータシートを参照して、コンポーネントの定格荷重と予測寿命がプロジェクトに適しているかどうかを確認してください。疑問がある場合は、常にベアリングの専門家に相談してください。専門家が適切なアドバイスを提供してくれるでしょう。設計エンジニアが利用可能な各材料の機能を完全に理解した場合にのみ、用途、速度、負荷、および動作条件を考慮して最適なベアリングを選択できます。

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マージナルベアリングは、自己潤滑式および事前潤滑式滑り軸受に関する技術の総合的なソリューションを提供する専門企業です。マージナルベアリングは浙江省嘉山にあり、中国における自己潤滑式滑り軸受および事前潤滑式滑り軸受の製造拠点です。

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