青銅製フランジベアリング: 合金の選択、公差、および取り付けガイド

採石場の保守チームが、内径 60 mm の青銅製フランジ ベアリングをコンベア ヘッドのプーリーに押し込み、ハウジングのボルトを締めたところ、1 か月以内にフランジに亀裂が入っていることに気づきました。ブロンズは弱点ではなかった。フランジの後ろのハウジング面は、ボアに対して平坦でも直角でもなかったので、シャフトからの軸方向の抗力が、フランジ面全体ではなく、薄い鋳造エッジに負荷をかけました。

この故障の順序は、青銅製フランジ ベアリングをどのように選択すべきかを説明しています。この合金は、負荷、速度、耐食性の上限を設定します。フランジの形状、圧入、ランニングクリアランスによって、その天井に到達できるかどうかが決まります。正しくはめ込まれた錫青銅のフランジ付きベアリングは、コックドショルダーを備えたアルミニウム青銅のベアリングよりも常に長持ちします。

フランジの実際の役割

ブロンズ製フランジ ベアリングは、一端に一体型ラジアル フランジを備えた円筒形のスリーブです。スリーブはラジアル荷重を負荷します。フランジは 3 つの別々のジョブを実行しますが、仕様作成中にこれらのジョブが一緒にぼやけてしまうことがよくあります。

• 軸方向の位置。フランジはベアリングが貫通穴から出たり、ブラインドハウジングに沈んだりするのを防ぎます。これにより、プレーンスリーブに必要な止め輪、肩の加工、エンドキャップが不要になります。
• 推力反応。シートが硬く、フランジが曲がらないほど十分な厚さであれば、フランジの背面は断続的または中程度の連続的なアキシアル荷重を受け入れることができます。
• 組立管理。フランジは 1 回の動作で挿入深さを設定します。これは、すべてのハウジングが最終的に同一でなければならない生産ラインでは重要です。

フランジではないものはスラストベアリングです。ラジアル定格の約 10 ～ 15% を超える連続アキシアル荷重には、通常、別個のスラストワッシャーまたは転動体の配置が必要です。

合金の選択: 錫青銅、アルミニウム青銅、または真鍮

青銅製のフランジ ベアリングの故障のほとんどは、軟質青銅が原因であり、鋳造品の不良によるものではなく、環境に適さない合金系列に遡ります。産業用フランジ ベアリングの注文の大部分は 4 つのファミリーでカバーされており、それぞれが異なる方法で故障します。

実践的なポイントが 2 つ続きます。鉛入り錫青銅は、きれいに加工でき、砥粒が埋め込まれ、限界潤滑に耐えられるため、依然として一般機械のデフォルトとなっています。アルミニウム青銅はコストが高く、機械の速度も遅くなりますが、塩水噴霧や衝撃が加わる偏心位置では、潤滑剤がきれいでシャフトの位置が調整されていれば、錫青銅を 3 回交換するよりも長持ちします。

合金の決定は通常、マシンごとではなくサブシステムごとに行われます。同じ容器または破砕機では、重負荷の舵または偏心位置にアルミニウム青銅を使用し、低負荷のピボットに錫青銅を使用する場合があります。サプライヤーが部品表を整理すると、混合部品表の調達が容易になります。 銅ブッシュの範囲 最初に合金ファミリによって、次に用途によって、というのが実際に選択される順序であるためです。

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耐用年数を決める公差とはめあい

これらは、図面や発注書に記載する価値のある数字です。これらは、硬化スチールシャフト上で稼働する鋳造ブロンズの経験則であり、温度、潤滑、衝撃に合わせて調整する必要があります。

• ハウジングのボア: ほとんどの圧入に対応する H7。楕円形とテーパーは意図したしめしろの半分の内側に保持されます。
• プレス干渉: ハウジング内径 25 mm あたり 0.025 ～ 0.05 mm、1 インチあたりおよそ 0.001 ～ 0.002 インチ。
• ランニングクリアランス: 中程度の速度では、錫青銅の場合はシャフト直径の 0.1 ～ 0.15 パーセント、熱膨張がより高いアルミニウム青銅の場合は 0.15 ～ 0.2 パーセント。
• はめ込み後の穴加工：締め代程度で穴が閉まりますので、それを見込むか、圧入後に穴加工を完了してください。
• 壁の厚さ: 少なくともボア直径の 0.08 ～ 0.10 であるため、60 mm のボアには 5 ～ 6 mm の壁が必要です。
• フランジの厚さ: 壁の厚さの 0.25 ～ 0.4、アキシアル荷重が連続的にかかる場合はそれ以上です。
• ボアに対するフランジの直角度: 合計 0.02 ～ 0.05 mm、フランジ裏面で測定。
• シャフト仕上げ：0.4～0.8ミクロンRa。通常、研削シャフトを使用すると、回転直後のベアリングと比べてベアリングの寿命が 2 倍になります。

ほとんどの購入者が陥る罠は、取り付け後のボアの閉鎖です。 60 mm ボアのベアリングを 0.05 mm の締め代で H7 ハウジングに押し込むと、ボアは同等の量、およそ 0.04 ～ 0.06 mm だけ閉じます。図面で 0.08 mm のランニング クリアランスが指定されており、プレス前にボアが仕上げられている場合、アセンブリにはクリアランスがほとんどなくなり、負荷がかかった最初のウォームアップで焼き付きが発生する可能性があります。

潤滑、溝、および自己潤滑オプション

青銅製フランジベアリングは、転動体よりも限界潤滑に耐えますが、それでも荷重と速度の制限に従います。 3 つの構成でほとんどの産業用途をカバーします。

• グリス潤滑済み。円周溝に油を供給する穴により、グリースをボア周囲に行き渡らせます。荷重線の下の溝により、応力が最も高くなる正確な耐荷重領域が除去されるため、ベアリングの荷重がかかっていない半分に溝を配置します。
• オイル潤滑済み。オイルを連続的に供給すると、許容 PV 値がグリースの数倍になります。そのため、ミルテーブルのローラーやギアボックスのシャフトでは、継手の代わりにバスまたは圧送が使用されます。
• 自己潤滑性。グラファイトプラグ、固体潤滑剤インサート、または油含浸焼結青銅はグリースラインを完全に除去し、遠隔地、高温、または手の届きにくい場所に適しています。

鋳造青銅の一般的なカタログ限界は、グリース潤滑時で約 3 ～ 5 MPa x m/s、グラファイト プラグでの乾燥時で 0.8 ～ 1.5 MPa x m/s です。実際の数値は、合金、シャフトの仕上げ、およびハウジングがどの程度の熱を持ち去ることができるかによって異なります。これらの制限を超えると、ベアリングが突然故障することはありません。クリアランスが開き、摩耗が加速し、フランジが耐えられるように設計されていない側面荷重を受け始めます。

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取り付けの練習: プレス、着座、およびクリアランスのチェック

1. ハウジングの内径をノギスではなくボアゲージで測定し、楕円度とテーパーを記録します。どちらかが意図したしめしろの半分を超えている場合は、穴を開けてスリーブを付けます。
2. ハウジングのボアエッジを 1 ～ 2 mm の面取りで壊し、リードを研磨して、ベアリングが挿入時に青銅を削らないようにします。
3. フランジ面をマイナスドライバーでフランジ全体を覆うように押し込みます。決してフランジの端をハンマーで叩いたり、穴を押し込んだりしないでください。
4. フランジを平らで硬い面に置きます。直定規と隙間ゲージでチェックします。 0.05 mm が妥当な目標であり、0.1 mm を超えるとベアリングがコックされてしまいます。
5. しめしろが大きい場合は、温度フィットを使用します。ハウジングを 80 ～ 100 C に加熱します。不均一な加熱によりボアが変形し、鉛合金に影響を与える可能性があるため、青銅を火炎加熱しないでください。
6. 取り付け後にボアを再測定し、シャフトに対するランニングクリアランスを確認してから、潤滑穴とハウジングフィッティングの位置を合わせます。
7. 短時間の慣らし運転の間、アセンブリをアンロードして実行します。負荷がかかった状態で 30 分後にハウジングが著しく熱くなる場合は、通常、クリアランスが狭すぎることを意味します。

フランジ付きブロンズベアリングの活躍の場

フランジベアリングは、重荷重、低速から中程度の速度、およびメンテナンスのしにくい状況に適しています。いくつかのセクターが需要を独占しています。

• 採掘および採石業: クラッシャー偏心スリーブ、コンベアヘッドプーリー、スクリーンデッキピボットおよびバケットピン。ダストは正常であり、フランジは偏心シャフトの繰り返しの軸方向のキックに耐えます。
• 海洋および海洋: ラダーストックベアリング、アンカーウインチシャフト、甲板機械およびステアリングギア。アルミニウム青銅は錫青銅よりも海水やキャビテーションにはるかに優れています。
• 鉄鋼および冶金工場: ミルテーブルのローラー、剪断機、コンベアドライブでは、熱と水のスプレーによりアルミニウム青銅の選択が迫られます。
• 建設、吊り上げ、エネルギー: リンケージピボット、アウトリガーレッグ、ウォームギアドライブ、風力タービンギアボックスコンポーネント。フランジによりハウジングが簡素化され、組み立て時間が短縮されます。

フランジ付きブロンズベアリングを間違って購入した場合があります。連続的な重い軸方向スラストは、スラストワッシャまたはテーパーローラー配置に属します。高い連続速度は、低温で動作する転動体ベアリングに属します。約 2 mm 以下の非常に薄い壁で、鋳造青銅のフランジの付け根に亀裂が生じます。

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注文書に記載する内容

青銅製フランジベアリングはカタログ品よりもオーダーメイドの部品であることが多いため、注文書には結果の品質が記載されます。

• 合金および標準（SAE 660 または C93200、C95400 アルミニウム青銅、または C36000 真鍮など）に加えて、強度が重要な鋳造法も含まれます。
• 寸法は測定順に内径、外径、全長、フランジ外径、フランジ厚さになります。
• 公差等級とはめあい: ハウジングのはめあい、シャフトの走行すきま、フランジの直角度。
• 加工状態: 鋳放し、荒加工、仕上げボーリング、およびプレス前またはプレス後の穴のサイズ設定。
• 潤滑機能：油穴の位置と径、溝パターン、グラファイトプラグ。
• 文書化: 化学的および機械的証明書、熱価トレーサビリティ、および新しいパターンの最初の製品検査。
• 数量と梱包: 鋳物は数十個以上から経済的であり、機械加工されたフランジは輸送中にエッジを保護する必要があります。

フランジに亀裂が入り続ける場合は、合金の変更を中止し、シートの確認を開始してください。平坦度、直角度、締め代は、定格荷重よりも青銅製フランジ ベアリングの破損の原因の多くを占めており、部品を圧入する前に 3 つすべてを測定できます。

揚州宜豊銅製品は、2005 年以来、年間生産能力 5,000 トンの 30,000 平方メートルの工場で銅合金部品の鋳造と機械加工を行っており、専門家 20 名を含む技術チームと西南交通大学との共同研究拠点を備えています。同社の顧客ベースにはフォーチュン 500 および世界的な産業グループが含まれており、その製品範囲は錫青銅、アルミニウム青銅、黄銅のブッシング、自己潤滑ベアリング、船舶用銅合金シール リング、銅合金ウォーム ギアをカバーしています。を確認できます。 会社の背景と能力 複数のブロンズ部品番号を 1 つのサプライヤーに統合する場合。