ベアリングと軸のはめあい公差と焼の必要性について

2012/10/23 19:28

このQ&Aのポイント

ベアリングの軸公差や焼入れについて質問があります
ベアリング用の軸公差について一般的な認識と実際の使用について知りたいです
焼入れに関して、ベアリングとの使用方法によって焼入れる必要性があるか知りたいです

ベアリングと軸のはめあい公差と焼の必要性について

設計初心者でわからないことばかりです。色々教えてください。参考URL等あれば宜しくお願いします。下記、質問です。どうぞ宜しくお願いします。 ■ベアリングに対する軸の公差について ?一般的にベアリングメーカーの推奨軸公差は、軸受けに最もいい条件でのみの推奨となるため、k、ｍ、ｐ、ｒとなっているが、実際にはよほど高負荷使用でない限りはh7が一般的という認識は間違っていますでしょうか。 ?ベアリング用の軸としてｇ6を使用することは一般的ですか。プーリーや歯車を一緒につける際は相手側の穴がH7の為、g6を使うことがありますが問題ありますでしょうか。 ?ベアリング用の軸として、最も廉価に済むものですませたい場合、軸の公差はどれくらいまで落とせるのでしょうか。たとえばｈ9を使用することは一般的ですか。問題ないですか。また、もっと公差の粗いものを使うことはありますか。 ?うちではほぼ8割がｈ7で、メーカー推奨公差をつかうケースはほぼありません。搬送ラインではこんなものなのでしょうか。業界、用途によって違いますか。 ■焼入れに関して ?ベアリング等と一緒に使用する軸は従動の場合は焼を入れず、駆動部部分に焼を入れています。認識は一致してますでしょうか。その他、重量や回転速度によって、どんな時に焼を入れればよいのでしょうか。 ?弊社ではリニアブッシュ等と一緒に使うシュウドウする使用の際は焼を入れますが、回転用途の際は、焼はいれないという風に使い分けをしています。ただ、回転用途が少なく、まとめて購入したほうが安くなるため、ベアリング用の従動軸でも焼の入ったリニアブッシュ用の軸を使用しては？と思っているのですが、一般的には使い分けをするものなのでしょうか。それともベアリングやプーリーと一緒に使うときに焼が入っていると困ることはありますか？色々と素人すぎてびっくりされるかもしれません。これから勉強したいと思っていますので、アドバイスよろしくお願いします。

noname#230358

機械設計
回答数6
ありがとう数0

みんなの回答 （6）
専門家の回答

みんなの回答

noname#230359

2012/10/25 07:50 回答No.6

＞搬送ラインではこんなものなのでしょうか。業界、用途によって違いますかそんなモンでしょう。ケースバイケースで考えなければなりません。実際に、使用して問題ない方法であるなら敢えて嵌め合いをキツくする必要は無いかと以前、図面にキツメの嵌め合いを指示したが現場サイドでは図面ギリギリの緩めにしてしまうので余り意味が無い場合もある。実際、自分自身で組立をした経験のある設計者なら、その大変さや苦労を知っているから慎重になる戻って、高速回転の場合や高荷重の場合などは勿論メーカーの推奨値に従って設計した方が間違いが少ない。これらも焼き入れの有無にかんしてもハードCr メッキにしても適宜最善の方法を考えるしかない。アドリブは簡単にできない＞耐摩耗性は費用対効果バツグンなので置換えは簡単でない確かに、良いものは高いと言うべきか。ハードCrメッキ単独で考えてはならないし調質等の母材の強度も問題になるから、何度か実績が無ければ踏み込めないそういう意味で失敗経験の有無が「適宜最善の方法」の指針になるのでしょう

noname#230359

2012/10/24 23:28 回答No.5

考え方だと思います。１）ただ　回ればいい（安いラジアルとか＝＞軸スカスカＯＫ＝＞焼き無くても　安いほうがいい＝＞壊れても　即納モデルで交換する＝＞組後検査なんかしない２）主軸とか（高いアンギュラとか＝＞軸キツキツ（むしろ締まり）＝＞焼いてないと無理（円欲しい、ベアリング伸ばす、かじり困る）＝＞ハンマで叩いて固有振動数とか見たいなので、１）　と　２）で　軸はまったく別物だと思いますよ。１）の極論は、木の丸棒でも有りなので。要求する構成を軸受けの営業さんとお話合いが良いと思います。

noname#230359

2012/10/24 09:34 回答No.4

焼入れについて、市販の準標準品の例　　硬質クロムメッキ付各種シャフト　　http://www.meikans.net/stock8　　　　　　　　外径許容差　　f8 　　http://www.ogisokogyo.jp/product/prod04.html　　同上　又は　f7 　　http://www.e-mss.co.jp/product/shaft4.html　　同上＋段付部　h7 非調質 MICA75 は旧住金の S45C 調質相当の高強度材。更にこれに高周波焼入れしたり、軸受鋼SUJ2を使いやや深い目の高周波焼入。伝導軸でトルクを受けるものでも中心は応力が掛からないからこれで充分てしょう。焼入無しでも耐摩耗性が得られ、錆対策にもなる硬質クロムの利点は大きいです。リニアブッシュ用軸は上記SUJ2が多く、精度はg6､h5 になってるようです。精度について、ベアリングの空転を避けるなら、あとは使い方次第になるでしょう。空転防止のため嫌気性接着剤（ロックタイト）を使うのもダメとは言ってないはずです。過去質問 No.17609 でも多数の方が登場してますが・・独りで頭を痛めてしまうには及ばない・・＞ハードCrメッキにしても適宜最善の方法を考えるしかない。。。。メッキ屋でないので売込むには及ばないが・・・耐摩耗性は費用対効果バツグンなので置換えは簡単でない。しかしこれで強さは改善しないので、それには材料／熱処理を非調質、高周波焼入とグレードアップ。行き着く先がリニアブッシュ用とするならこれもハードCrメッキを施しており、その有用性は変わりません。

参考URL：: http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=128670&event=QE0004

noname#230359

2012/10/24 06:23 回答No.3

製品のキモとなる技術なので、安易にネットで質問することは感心いたしません（(2)さんの丁寧なご回答には脱帽）。 11/1(木)-6(火)に東京ビックサイトで2年に1度の大イベント JIMTOF2012（第26回日本国際工作機械見本市）が開催されます。国内外の主要ベアリングメーカも出展されるので、各社展示ブースを回って、小分けにして質問されてみては如何でしょう。その場（もしくは後日郵送）で、技術解説も掲載された製品カタログも貰えるハズですし、勉強になると思います。過去の経験的には日曜日の午後や最終日の午後が空いています。また、工業系の出版社が書籍を展示即売するので、こちらも便利と思います。 (なかなか、ご質問に合致した実践的な書籍を見つけるのは難しいかもしれませんが）

参考URL：: http://www.jimtof.org/jap/

noname#230359

2012/10/23 21:36 回答No.2

少し、頭が痛くなっています。アドバイス内容が、貴殿の質問内容に合致していないかもしれませんが、基本的な考察を以下に対話方式で記します。　<Ｑ；question、Ａ；answer> ■ベアリングに対する軸の公差についてＱ?；一般的にベアリングメーカーの推奨軸公差は、軸受けに最もいい条件でのみの推奨と　　　なるため、k、ｍ、ｐ、ｒとなっているが、実際にはよほど高負荷使用でない限りは　　　h7が一般的という認識は間違っていますでしょうか。Ａ?；URLのNTNカタログ、A-49～に書いているように、　　　7. 3. 1 『しまりばめ』『すきまばめ』の使い分け　　　（1）回転荷重が作用する軌道輪は『しまりばめ』にする必要がある（表7.1参照）。　　　“回転荷重が作用する軌道輪”とは、対象とする軌道輪に対してラジアル荷重の作用する　　　方向が相対的に回転していることを意味する。　　　逆に，静止荷重が作用する軌道輪は『すきまばめ』にすることができる。　　　＜例＞内輪回転荷重：内輪に対してラジアル荷重の作用する方向が相対的に回転している。　　　（2）深溝玉軸受に代表される非分離形軸受では，内輪または外輪のいずれか一方を　　　『すきまばめ』とするのが一般的である。　　　以上から、表7.1 ラジアル荷重の性質とはめあい　では、　　　〖図　　例〗　〖回転の区分〗　〖荷重の性質〗　〖はめあい〗　　　　静止荷重　　　　内輪回転　　　　　内輪回転荷重　　　内輪：しまりばめ　　　　　　　　　　　　外輪静止　　　　　外輪静止荷重　　　外輪：すきまばめ　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・　　　　不釣合荷重　　　内輪静止　　　　　　　　　　　　外輪回転　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　　　　静止荷重　　　　内輪静止　　　　　内輪静止荷重　　　内輪：すきまばめ　　　　　　　　　　　　外輪回転　　　　　外輪回転荷重　　　外輪：しまりばめ　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・　　　　不釣合荷重　　　内輪回転　　　　　　　　　　　　外輪静止　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　　　が基本的なルールです。　　　滑りや転がりは、（内輪＋ボール＋外輪）内で行なわれ、外輪とハウジングや　　　内輪と軸の間で滑りが発生しないようにとの配慮が公差にあります。Ｑ?；ベアリング用の軸としてｇ6を使用することは一般的ですか。　　　プーリーや歯車を一緒につける際は相手側の穴がH7の為、g6を使うことがありますが　　　問題ありますでしょうか。Ａ?；静止荷重で内輪回転の場合は、?の記載にもあるようにm6とかです。　　　プーリーや歯車を一緒につける際は、穴H7/軸h7が基本です。　　　その他は、組立容易化で－0.1～－0.2の軸公差にします。　　　そして、先太りでは組立ができないので、５mm飛びではない中間サイズの玉軸受を　　　使用したりします。　　　基本内容は、?です。Ｑ?；ベアリング用の軸として、最も廉価に済むものですませたい場合、軸の公差はどれ　　　くらいまで落とせるのでしょうか。　　　たとえばｈ9を使用することは一般的ですか。問題ないですか。　　　また、もっと公差の粗いものを使うことはありますか。Ａ?；軸の方の公差は、旋盤にて対応が可能なので、専用工具が不要により、価格差は　　　左程ないので、カタログ値で加工依頼をしましょう。Ｑ?；うちではほぼ8割がｈ7で、メーカー推奨公差をつかうケースはほぼありません。　　　搬送ラインではこんなものなのでしょうか。　　　業界、用途によって違いますか。Ａ?；寿命計算をして、軽荷重と判る場合はh7としますが、搬送ラインでは構成部品を軽く　　　し、敏速に動く等の設計思想があるので、そんな余裕をみての大きな軸径にしないので、　　　変です。　　　軸強度重視で、回転数が非常に低い仕様であれば、h7となるケースが増えますが…。 ■焼入れに関してＱ１；ベアリング等と一緒に使用する軸は従動の場合は焼を入れず、駆動部部分に焼を　　　入れています。　　　認識は一致してますでしょうか。その他、重量や回転速度によって、どんな時に　　　焼を入れればよいのでしょうか。Ａ１；軸⇔(内輪＋ボール又はニードル＋外輪)⇔ハウジング　の場合には、焼入れは不要。　　　軸が駆動の場合(内輪回転)は、焼を入れずに、?に示すような“しまりばめ”に　　　して対応した方がよい。　　　(推測では、同じベアリングを２個や３個使用して、その間にプーリーや歯車を　　　配置するだからなのでしょうか？　そこが滑って摩耗しても焼が入っているので、　　　摩耗量が減り、寿命が延びるためでしょうか？) Ｑ２；弊社ではリニアブッシュ等と一緒に使うシュウドウする使用の際は焼を入れますが、　　　回転用途の際は、焼はいれないという風に使い分けをしています。　　　ただ、回転用途が少なく、まとめて購入したほうが安くなるため、ベアリング用の　　　従動軸でも焼の入ったリニアブッシュ用の軸を使用しては？と思っているのですが、　　　一般的には使い分けをするものなのでしょうか。　　　それともベアリングやプーリーと一緒に使うときに焼が入っていると困ることは　　　ありますか？Ａ２；リニアブッシュ等は、軸⇔(内輪＋ボール又はニードル＋外輪)⇔ハウジングではなく、　　　軸⇔(ボール又はニードル＋外輪)⇔ハウジングのように内輪がない場合は軸に焼入れ　　　が必要です。　　　それに、プーリーは昔はキー加工で回転力を伝達するが主流だったので。焼入れは　　　厳禁でしたが、最近はキーレスのブッシュ(シュパンリング)を使用するので、焼入れは　　　共通でも良い場合の確率が高いが、やはり使い分けをした方が安価です。