ボールネジ軸受け

質問

ボールネジの軸受けについてご教授ください。
弊社設備の鋸刃切断機のテーブル移動にボールネジが使われており、ボールネジの磨耗により交換しました。
機械メーカーは倒産してもう有りませんので、弊社で独自に手配したのですが、この機械のボールネジ軸受けが両端をピローブロック（UCP204）で受けており、ボールネジの両端加工の段がどちらも軸受けに突き当たりになってピローのセットスクリューで固定されていました。今まで特にトラブルは無かったのですが軸の伸縮などが少し気になり、ピローで受ける構造は同じで片方の段を2mmほどピローから離しピローのセットスクリューをフリーに組んでみました。試運転しても特に問題はなさそうなのですが、この組み方に問題有るでしょうか？やはりメーカーが組んでいた状態が正しいのでしょうか？

回答No.5

noname#230359

使用前、使用後（熱安定後）のボールねじの回転振れを測定すればわかるかと。熱膨張で突っ張るなら曲がります。

お礼

有り難うございます。
回転振れを測定するのが一番ですね。
ただ、今まで（導入後約4年）問題が無かったと言う事は、大した熱膨張は無かったと推測する事はできますね？

回答No.4

noname#230359

寿命についてですが、ガタが大きい方が悪くなる可能性があります。
ピロー２個ではさんで、予圧をかけた状態であれば過大な軸方向の動きは規制されます。
片側だけを効かせた場合、一般的な深溝の玉軸受けではがたつきが生じます。
不可が変動するたびに震動が生じ、たとえばベアリングの玉が内外輪に打撃的に衝突します。
ベアリングにとっては、結構痛手でしょう。

市販のサポートユニットがアンギュラ軸受けを使って予圧をかけている理由を理解してください。
深溝玉軸受け２個で代用する場合もありますので、ピローで挟み込むのもあながち間違いとは言い切れません（ちゃんスペーサーを入れて、予圧量を管理します）。

軸の伸び縮みを心配されているようですが、線膨張係数で実際どのくらい伸びるか確かめてください。
既存の他人が設計した機械なので現状を大きく変えられないが、かといってその設計思想が気に入らないというのはよくありますが、この場合は自己責任となります。
数字で把握して、対処するのが賢明です。

私なら他のかたと同じようにアンギュラ予圧＋片側フリー（高速でなければ）で設計するでしょうが、既存の設備であれば元の通りに組み上げます。
軸の伸び縮みについては、ちゃんと設計時に考慮されているかもしれませんよ。

お礼

有り難うございます。
予圧云々は私が勉強不足でまだ良く理解できていないのです。
ただこのボールネジはテーブルの前後移動に使用されており、仮に2～3mm停止位置がずれたところで、切断精度に影響が出るものではありませんので予圧をかける必要すら無いとは思うのですが。切断長のストッパーに使用されているものでは有りません。

設計時に軸の伸縮を考慮しているかは、メーカーが無いので確認しようも有りませんが、とりあえず元通りに復元しておきます。

回答No.3

noname#230359

最初にメーカーが組んでいたのと同じ組み方の方（ネジの段の両側にピローを突き当てる）が良いと思います。
理由としましては、なぜボールネジを使ったのかを考えると、
　?そこそこの切断長精度が欲しい。
　　ボールネジなら安いものでもそこそこの精度があります
　?ネジのガタを無くしたい。
　　ボールネジなら軸方向に与圧もかけられるのでガタは少なくできます
　　台形ネジ等だとガタ取に複雑な機構が必要でなおかつ、与圧をかけるとなるとさらに複雑になります
　?台形ネジに比べれば速度を上げられる。

ということだと思います。
またピローブロックで支持しているのは、切断機ということで０．０５mm程度の精度があればＯＫとの考えからコストの安いピローブロックにしたと思います。

切断機ということですので、テーブルの移動速度、頻度ともＭＣ等に比べてはるかに少ないと思われます。
したがって発熱によるネジの膨張はあまり考慮しなくてもＯＫかと思われます
それよりも、ネジの段とピローの端面を突き当てていないと軸方向に動く事が心配されます。（セットスクリュー止め程度では軸方向に動きます）

切断機の機械メーカーさんは精度とコストを天秤にかけこのようにしたのだと思います。これで使用者が満足できる精度の加工ができ、満足できるコストであるならば、ベアリングの使い方が問題がある・間違っているということではないと思います。

お礼

有り難うございます。
ボールネジ選定の思想が判り良かったです。
ネジの膨張をあまり考慮しなくても良いようなので、元通りに復元します。

回答No.2

noname#230359

問題があると思います。
ボールねじ片端を固定にし、片端をフリーにするのはいいと思いますが、ピローブロックを利用するのが間違っていると思います。

ボールネジを購入したメーカーでボールネジのサポートユニット（軸受け）も一緒に販売されていると思います。販売されていなかったら、他のボールネジのメーカーのを利用するか、ミスミなどで購入すればいいと思います。

参考URL：

http://www.jp.nsk.com/tech-support/seiki/products/3230.html

お礼

有り難うございます。
ピローブロックを利用するのが間違っているとのご指摘ですが、サポートユニットに変更するには取付高さやボルト取付ピッチがが合わず大改造になってしまいます。
機械メーカーが施していた構造で今まで大きな問題点が感じられる事が無く、ピローを使用するのはピローでこの機械における十分な精度が確保できコストダウンができる事からメーカーが採用しているのでは無いのでしょうか？精度が確保できるならピローを使用するのは間違いだとは言い切れないのでは無いですか？もちろん今回ボールネジ発注に当たり調べたところサポートユニットを使用するのが通例だとは分かりました。ただ通例の通りにしていないから間違いというのはどうなのでしょうか？

私は保守という観点から、逃がしが有ればもっと寿命が延びるのでは無いかという疑問から質問させて頂いたのですが。

ちょっとお礼の文面とは遠くなってしまった感じですいません。
いろいろ勉強させてもらいたく宜しくご教授ください。

回答No.1

noname#230359

お答えします、まず間違っていることは、ピローブロックを使う事です。
ピローの精度は振れ0.03ｍｍくらいは常識です、
ボールネジの精度は1級、2級、並級、と有りますが；
切断機の切断精度　直角等、十分に考慮して決めて下さい、
振れ、振動はノコバの寿命を早めます、又切断寸法精度は加工工程のセッゲンに関係して来ます、
ボールネジのカタログを参照して、まねて、製作する事をお勧めいたします。

お礼

有り難うございます。
ピローブロックを使う事が間違いとの事ですが、こればっかりは機械メーカーがしている事なので。
それならば質問するなと思われるかもしれませんが、私としても色々勉強したい気持ちが有りますので申し訳ありません。
切断精度自体は今まで出ておりました。ただ逃がしが無い事でボールネジの寿命に影響が無いのかが疑問でしたので質問させて頂いた次第です。
逃がしが有れば、あと何年か寿命が延びていたのではと言う単純な疑問です。