アキシャルベアリングとスラストベアリングの違い

アキシャル ベアリングとスラスト ベアリングは機械システムに不可欠なコンポーネントであり、荷重を支え、スムーズな回転を可能にする上で重要な役割を果たします。この記事では、これら 2 種類のベアリングを包括的に比較し、その違いと用途について説明します。

アキシャルベアリングとは

アキシャル ベアリングはスラスト ベアリングとも呼ばれ、シャフト軸に平行に作用する力であるアキシャル荷重を支えるように設計された回転ベアリングの一種です。

これらのベアリングは、電気モーター、自動車のトランスミッション、産業機械など、主な荷重が軸方向である用途で一般的に使用されます。

アキシャルベアリングには、ボールスラストベアリング、円筒ローラースラストベアリング、テーパーローラースラストベアリングなど、さまざまな設計があります。

スラストベアリングとは

スラスト ベアリングは、シャフトの軸方向に作用する力であるスラスト荷重を処理するように設計された特殊なタイプのスラスト ベアリングです。

これらは、船舶推進システム、風力タービン、水力発電機など、主な負荷が推力である用途で使用されます。

スラスト ベアリングには、球面ローラー スラスト ベアリング、円筒ローラー スラスト ベアリング、テーパー ローラー スラスト ベアリングなど、さまざまな設計があります。

ラジアルベアリングとスラストベアリングの主な違い

荷重方向

ラジアルベアリングラジアルベアリングは、シャフト軸に対して垂直に作用する力であるラジアル荷重を処理するように設計されています。

スラストベアリングスラスト ベアリングは、シャフト軸に平行に作用する力である軸方向荷重を支えるように設計されています。

スピード能力

ラジアルベアリング: ラジアル ベアリングは、一般にスラスト ベアリングに比べて高速で動作することができます。これは、ラジアル ベアリングの設計により、放熱性が向上し、摩擦が少なくなるためです。

スラストベアリング: スラスト ベアリングは、接触面積が大きく摩擦が大きいため、通常は低速の用途に使用されます。

耐荷重

ラジアルベアリングラジアルベアリングは大きな荷重を支えることができますが、接触面積が小さいため、荷重容量は低くなります。

スラストベアリング: スラスト ベアリングは、通常、同サイズのラジアル ベアリングに比べて負荷容量が高くなります。これは、スラスト ベアリングでは転動体とレース間の接触面積が大きいため、負荷をより効果的に分散できるためです。

デザインと内部形状

ラジアルベアリングラジアル ベアリングは通常、シャフトの周りに円形パターンで配置された転動体を備えており、荷重は転動体と外輪および内輪によって支えられます。

スラストベアリングスラスト ベアリングには、平面構成で配置された転動体があり、荷重は転動体とスラスト プレートまたはワッシャーによって支えられます。

ずれ許容範囲

ラジアルベアリング: ラジアル ベアリングは、一般にスラスト ベアリングに比べてミスアライメントの許容範囲が広くなっています。これは、ラジアル ベアリングでは転動体が円形に配置されているため、シャフトとハウジング間の角度のミスアライメントがある程度許容されるためです。

スラストベアリング: スラスト ベアリングは平面であるため、位置ずれに対する許容範囲が低く、設置および操作時に正確な位置合わせが必要です。

ラジアルベアリングとスラストベアリングの選択

アプリケーション負荷に合わせたベアリングタイプの選択

主な荷重がラジアル方向の場合は、ラジアル ベアリングを使用する必要があります。主な荷重が軸方向またはスラスト方向の場合は、スラスト ベアリングが適切な選択です。

複合荷重がかかる用途では、アンギュラコンタクトボールベアリングやテーパーローラーベアリングなど、ラジアル荷重と軸方向荷重の両方に対応できるベアリングタイプが適している場合があります。

速度、荷重の大きさと方向、スペースの制約を考慮する

ラジアル ベアリングは一般に高速アプリケーションに適していますが、スラスト ベアリングは低速、高負荷のシナリオに適しています。ベアリング設計によっては、他のベアリング設計よりもコンパクトなものもあるため、システム内の使用可能なスペースによってベアリングの種類が決まる場合もあります。

いくつかの用途ではラジアルベアリングとスラストベアリングを組み合わせる

場合によっては、ラジアル ベアリングとスラスト ベアリングの両方を 1 つのアプリケーションで使用する必要があります。これは、自動車のトランスミッションや産業用ギアボックスなど、シャフトが同時に大きなラジアル荷重と軸方向荷重を受けるシステムでよく見られます。ラジアル ベアリングとスラスト ベアリングを別々に使用することで、各ベアリングを特定の荷重タイプに合わせて最適化し、最適なパフォーマンスと寿命を確保できます。

結論

アキシャル ベアリングとスラスト ベアリングの違いを理解することは、特定の用途に適したベアリング タイプを選択するために不可欠です。エンジニアや設計者は、荷重方向、速度、荷重の大きさ、スペースの制約などの要素を考慮することで、機械システム用のベアリングを指定する際に十分な情報に基づいた決定を下すことができます。