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シャフトの軸受け部について

  • 質問No.9460548
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機械加工を施したシャフト(Φ25くらい)を両端6005のベアリングで受けて2200rpmくらいで回転させて加工機として使用しています。

シャフトの長さは600mmほどで軸受け間寸法は300ほどです。軸受けから片側は200mmほどシャフトがでておりそこに側圧がかかります。
もう片側はプーリをつけてベルト駆動させています。

そのシャフト先端で側圧(70kgfくらい)がかかっており、またシャフトの回転モーターに4P,5.5KWのものを使用していることもあってか、すぐにシャフトの軸受け部がヘタってきます(半年くらいでシャフト交換)。
長持ちさせるには軸受け部に焼きいれをしたらよろしいでしょうか?
もしくは現在シャフトの材質はS45Cですが、SCM材に変更したらいいでしょうか?
なんとか耐久性をあげたいので、最良の方法を教えていただけますと助かります。

回答 (全9件)

  • 回答No.9
すぐにシシャフトの軸受け部がヘタってきます、が気になります。

普通は、ベアリングの内輪とシャフトはシマリばめです。
<ベアリングのカタログを参照して下さい>
ですから、ベアリングの内輪とシャフトは、一体で回転します。
また、外輪と軸受けも一体となる公差です。
そして、摩擦係数が少ない、ベアリングが回転して。
* 磨耗はベアリングに発生
* 磨耗交換は、ベアリングにて行なう
が原則です。

シャフトのヘタりが、ベアリングとシャフトの面圧(側圧に対しての)
不足なら話が判りますが、70kgなら6005で充分です。

多分、割りに高速回転で、モーターの高馬力なので、
ベアリングの内輪とシャフトがすべり回転をしているのでは?

対策は、前述の如く、圧入公差になる様に見直しをするです。
  • 回答No.8
すぐにシシャフトの軸受け部がヘタってきます、が気になります。

普通は、ベアリングの内輪とシャフトはシマリばめです。
<ベアリングのカタログを参照して下さい>
ですから、ベアリングの内輪とシャフトは、一体で回転します。
また、外輪と軸受けも一体となる公差です。
そして、摩擦係数が少ない、ベアリングが回転して。
* 磨耗はベアリングに発生
* 磨耗交換は、ベアリングにて行なう
が原則です。

シャフトのヘタりが、ベアリングとシャフトの面圧(側圧に対しての)
不足なら話が判りますが、70kgなら6005で充分です。

多分、割りに高速回転で、モーターの高馬力なので、
ベアリングの内輪とシャフトがすべり回転をしているのでは?

対策は、前述の如く、圧入公差になる様に見直しをするです。
  • 回答No.7
S45Cの高周波焼入れでは、HRCで50~55位入ります。
焼入れで、長持ちすると思います。
回答6の方へ。
ベアリングが駄目になるとは、質問者は言ってませんが。

失礼しました。回答6の方の、おっしゃるとおりです。
  • 回答No.6
機械全体のイメージがつかめないのですが、ベアリングがあまりにも早くだめになるようなので気になった点があります。
・自動調心の軸受けは使えないのか
・軸受け間の芯は出ているか
・軸受けを大きくできないか
・駆動ベルトのテンションが高すぎて軸受けに無理がかかっていないか
・ベルト駆動ではなくカップリング接続に変更できないか
・ベアリングがだめになった後も機械を使用し続けるとシャフトがスリップしますが、その可能性は?
・ベアリングのメーカーは?(経験上メーカーによって寿命に大幅な違いがあります)
  • 回答No.5
アダプタスリーブ付きの軸受けに変えるというのも一つの手ですよ。
  • 回答No.4
既出ですがはめあいの問題だと思います。
同じような問題があり異なるメーカーに2社に相談しても
2社ともはめあいの問題だと言われました。
実際にしまりばめに変更したところ今のところ改善されています。

交換の作業性を考慮してh7にしておられるようですが
これは本末転倒で壊れなければ交換作業も不要では?

焼き入れはベアリングと軸の間ですべりが始まらなければ
基本的に不要と言われました。
私は迷いつつ
S45Cに無電解ニッケルメッキのみでやってみました。
  • 回答No.3
一番いいのは負荷のかかっている近くと入力部に軸受けを設けることです。
たわみ、振動がぐんと減りますのでシャフト交換の必要はなくなるかと思います。
  • 回答No.2
構造がよく分りませんが、加工機として使用との事で。

>側圧(70kgfくらい)がかかっており

 側圧とはラジアル方向ですか?スラスト方向ですか?
 6005のベアリングはラジアル方向の加重には強いですがスラスト方向の加重が大きい場合は使いません。
 スラスト加重が大きい場合はアンギュラタイプ 7000番台のベアリングか、テーパーローラータイプの組み合わせをするのが一般的です。

>回転モーターに4P,5.5KWのものを使用していることもあってか、すぐにシャフトの軸受け部がヘタってきます

 モーターの馬力は関係ありません。
 回転数と加重の問題です、軸受のシャフトを45Cで熱処理もせず使用することは非常に問題だと思います。
 材質の問題だけでなく形状やベアリングの固定(軸側・ハウジング側)の設計も重要です。
 
 軸やハウジングの加工精度、潤滑方式も性能や寿命に大きく関係してきます。
 5.5KWの加工機としては非常に危険な設計に思えます。

 ベアリングのカタログを入手し勉強されることを勧めます。
  • 回答No.1
高速回転している軸受部分は、どうしてもそうなってしまいやすいですね
軸受と軸のスキマによってもヘタリが生じやすくなります(中間バメの時)
下記にある方法が良いと思いますが、コストが掛ります。しかし半年に一回
も軸を交換するくらいならば十分やってみる価値があります。

現状で軸は変形していないようなので、材質はそのままで十分ではと思う
ただし熱処理は、S45C調質としHRC30と指示すればより良いでしょう
さてよく使う手段は軸受の入る部分だけハードクロムメッキHRC60位にし
公差をφ25n6のシマリバメにしメッキ後は公差に入るように研摩する

最後にシャフト全長600に対し200の片持ちとは距離が随分ありますね~
軸強度を上げてもたわみは変わらないので、根本的には軸径を更に太く
することが抜本的手段となる。専門家に一度強度計算して貰うのが良い

ハードクロムメッキ↓
http://www.sanwa-p.co.jp/mekki/hard_chrome/
保油性・低摩擦係数が優れていますっとありますので
S45Cに直に焼入れする方がもっとカジリ易くなると思う
交換し易いということは・・・ヘタリ易いともなる
ベヤリング寿命とはまた別個の問題で分けて考えよう

ベヤリングの寿命が短いですね。では真っ先にココに
改良の目が行かないとならない
S45Cの硬度を上げると脆くなる・・・
お礼コメント
noname#230358
ご回答ありがとうございます。
現行、S45Cの調質を利用してますのでHRC30の高周波焼入れを入れてみようかと思います。
ちなみにベアリング鋼は焼きが入ってると思いますが、そこに焼きのシャフトを入れて使用しても問題ないものですか?どこかで焼入れ同士の組み合わせはよくないと聞いたような気がしたものですから。

ちなみにクロームメッキ処理方法はそのまま焼入れする方法よりさらに良い方法として提示していただいたのですよね?
ちなみに現行はめあいはh7にしてます。
実はシャフト交換もさることながらベアリングがシャフトよりもはやく駄目になってしまいますので3ヶ月に一度くらい交換してます。その為、あまりシマリバメにすると交換がとてもしんどくなるんです。
h7でも交換が少々つらいのでg7くらいにしてみたいんですが
それではやはりクロームメッキしても意味がないでしょうか?

ちなみにS45CのHRC硬度はどれくらいなんでしょうか?
高周波焼入れでHRC30に達しますでしょうか?
投稿日時:2008/03/07 14:00
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