ベアリングの防塵対策の究極ガイド

1.転がり軸受シーリングの概要

この質問は、別の言い方をすればベアリング固有の汚染防止はどのように達成されるのか？この質問では、どのタイプのベアリングか特定されていないので、私の回答はほとんどのシナリオをカバーすることになる。

すべての転がり軸受が、汚染に対する固有の保護機能を持っているわけではありません。ほとんどの軸受は、軸受箱の中で使用されるため、軸受箱の環境が軸受の使用環境を決定します。汚染からの保護は、軸受箱の密封によって達成されます。

ベアリングハウジングを密閉する主な方法は、ベアリングカバーと回転シャフトの間にシールを導入することである。ラビリンスシール、ゴム製スケルトンシール、フェルトシールなど、さまざまなタイプのシールが使用できます。詳細については、シール設計の専門書を参照されたい。

軸受そのものについては、汚染防止機能を組み込んだ軸受設計もある。保護機能が組み込まれたベアリングは、主に小～中型の深溝玉軸受と、いくつかのタイプの自動調心ころ軸受です。

転がり軸受のシール設計では、軸受の外輪と内輪の間にシール（またはダストカバー）を配置します。一般的な設計は、シールをベアリングの外輪に貼り付け、シールリップとベアリングの内輪の間にシール構造を設計することです。

2.密封転がり軸受設計

転がり軸受のシールデザインをリップと内輪の間に配置する理由は、シールリップとシール面の間の相対線速度を下げるためである。

同じ回転速度の軸受では、内輪の外周面の線速は外輪の内周面の線速より小さい（回転半径が異なるため）ので、内輪の外周面を選ぶ方がシールリップの摩耗を抑えるのに有利である。

標準的なベアリングシール構造には、ダストカバーやシーリングキャップが含まれることが多い。

ダストカバーの設計では、ベアリングの外輪の内側に金属製の保護カバーを取り付けるのが一般的です。ダストカバーの内周側と内輪の外周面との間には、大きな汚染粒子が入り込まないように、最小限の隙間が残されています。下図のように：

ダストカバー付きのベアリング構造から明らかなように、このようなベアリングシールは、ある大きさの固体汚染物質からしか保護できない。液体汚染物質や非常に小さな固体粒子に対しては、十分なシール保護ができません。これらの軸受は、一般的に比較的クリーンな使用環境に適しています。シール付き軸受は、多くの場合スケルトンシールを使用しています。

スケルトン・シールは、他のシール材でコーティングされた内部金属フレームで構成されている。一般的に使用されるシール材はニトリルゴムである。ニトリルゴムは耐摩耗性に優れ、使用温度範囲も一般的な条件に適している。下図に示す：

シール部品を使用したベアリングシール構造の設計は、ブランドによって異なります。具体的な設計の詳細や長所と短所は、特定の構造によって異なります。

しかし、一般的にシール部品付き転がり軸受は、シールリップと被シール面との接触（軽い場合も重い場合もある）により良好な保護能力を持ち、一定レベルの液体汚染防止を提供します。

しかし同時に、リップとシール面の摩擦によって、さらに熱が発生することもある。シール摩擦熱とシール効果のバランスを考慮して、タイプを選ぶ必要がある。

シール材として使用されるニトリルゴムにも、特定の範囲の耐摩耗性がある。リップ表面が許容できる最大直線速度は、通常15 m/sである。それ以上の相対回転数では、より耐摩耗性の高いシール材が必要になります。

ニトリルゴムの一般的な使用温度範囲は-30℃～120℃であり、ほとんどの工業用途をカバーしています。正確な温度範囲は、配合によって若干異なる場合があります。ベアリングユーザーは、サプライヤーに特定の値を提供することができます。

この温度範囲より低いと、材料は硬く脆くなり、容易に損傷する。この範囲を超えると、材料は軟化して炭化し、最終的に早期故障や損傷を引き起こす。