銅合金自己潤滑滑り軸受：種類、選択、設計

ほとんどの滑り軸受は、負荷が高すぎるために故障することはありません。潤滑剤が到着しなくなったため、失敗します。グリスアップ間隔の欠如、ラインの詰まり、機械が 6 か月間アイドル状態にあり、その後全負荷で始動した場合、通常はそこからスコアが始まります。銅合金の自己潤滑滑り軸受は、潤滑剤を軸受自体の内部に保持することで単一故障点を取り除き、誰もそれを覚えておく必要がありません。

当社は銅合金の鋳造および機械加工工場であるため、どの合金、どの固体潤滑剤、どの形状、どのような作業条件に対応するかという問題が毎日私たちの目の前にあります。この記事では、これらのベアリングとは何か、インレーがどのように動作するか、素材を役割に合わせる方法、およびベアリングがどこで稼いでいるのかについて説明します。

銅合金自己潤滑滑り軸受とは何ですか

A 銅合金自己潤滑滑り軸受 は、1 つの部品に 2 つの機能が組み込まれたすべり軸受です。銅合金は、錫青銅、アルミニウム青銅、真鍮のいずれであっても、荷重を支え、衝撃を吸収し、滑り面から熱を奪います。固体潤滑剤は、ポケットに保持されるか、マトリックス中に分散されて、ベアリングとシャフトの間に低摩擦の膜を維持します。何も汲み上げたり、補充したり、思い出したりする必要はありません。

最初のターンが最も重要な理由

オイル潤滑ベアリングは、シャフトがウェッジ内にオイルを引き込むのに十分な速度で回転した場合にのみ形成される流体力学膜に依存しています。それ以下の速度では表面が接触します。実際の装置では、教科書で示唆されているよりもはるかに頻繁にこのようなことが起こります。つまり、起動時、停止時、遅いインデックスストローク、反転動作、および突然の全負荷に続く長いアイドル期間です。銅合金自己潤滑滑り軸受は、そうした瞬間を真正面から狙いました。グラファイトまたは PTFE は最初の数回転以内に対向面に移動し、通常の走行条件が引き継がれるまで摩擦と温度を範囲内に保ちます。

実際の図面に現れる形状

• 小型ポンプサイズから非常に大型のミルサイズまで、平面または溝付きの円筒形ブッシングおよびスリーブ
• ラジアルサポートと同じくらい軸方向の位置が重要なフランジ付きブッシュおよびスラストワッシャー
• 直線運動用のウェアプレート、スライドプレート、L字型または曲線スライダー
• 軸の芯ずれを許容する球面軸受とボールシートブッシュ
• 八角形ブッシュ、リング、ナット、その他の非標準プロファイルを図面に合わせて機械加工

グラファイトが埋め込まれた真鍮のブッシュはこのファミリーの主力製品です。これらは一般的な機械製造に適しており、はめ合いが少しきつい場合、シャフトが完璧ではない場合、または潤滑履歴が不明な場合でも許容されます。

グラファイト埋め込み自己潤滑真鍮ブッシュ シングルフランジ自己潤滑ベアリング (グラファイト埋め込み) は、高性能固体自己潤滑真鍮スリーブです。高強度の銅亜鉛合金で作られています。 製品を見る→

固体潤滑剤とそれぞれのできること、できないこと

インレーは単一の素材ではありません。グラファイト、PTFE、グラフェン、二硫化モリブデンは動作が大きく異なるため、高温、湿潤、または埃っぽい環境で間違ったものを選択することは、適切なベアリングの決定が失敗する最も一般的な方法の 1 つです。

有用な経験則: 熱と負荷にはグラファイト、低摩擦と化学薬品への曝露には PTFE、表面仕上げと熱負荷が要求される場合はグラフェン、周囲の空気が乾燥しているか雰囲気が制御されている場合は二硫化モリブデン。

多くのプロジェクトでは、最終的にオプションを 1 つ選択するのではなく、組み合わせることになります。たとえば、単一フランジを備えた PTFE 埋め込み真鍮ブッシュは、ラジアル荷重と軸方向のショルダーを 1 つの部品でカバーできるため、組み立て時間が短縮され、ハウジングの設計が簡素化されます。

シングルフランジ付き PTFE 埋め込み自己潤滑真鍮ブッシュ 高い引張強度: この製品の引張強度は 750N/mm2 に達し、高荷重条件下でも優れた機械的強度と安定性を確保します。 製品を見る→

負荷が周期的で重い場合は、ベルトとブレースの対策として、潤滑剤ポケットと軽いグリース充填を組み合わせることもできます。固体潤滑剤は、始動時、停止時、およびグリースが脇に押しやられた期間をカバーし、グリースは定常状態での役割を果たします。

潤滑剤の背後にある銅合金の選択

マトリックスはインレーの単なるキャリアではありません。負荷容量、熱伝導率、腐食挙動、および図面に必要な形状に部品をどの程度容易に機械加工できるかを設定します。

大きな直径または薄い放射状壁の場合、多くの場合、バイメタル構造が実用的な解決策となります。スチール製の裏当てがフープ応力を支え、ブロンズ層が走行面を提供するため、薄肉部品でも重大な負荷に耐えることができます。

バイメタル自己潤滑球面軸受 このバイメタル自己潤滑球面ベアリングは、材料の独自の組み合わせと高度な製造技術を特徴とし、高性能と耐久性を実現するように設計されています。 製品を見る→

バイメタル自己潤滑球面軸受は、球面座を追加することでその考えをさらに一歩進めました。ベアリングは、硬い円筒形ブッシュでは単純にエッジ荷重に変換されるシャフトの位置ずれとたわみの程度を吸収します。これは、長いシャフトや溶接されたフレームの早期摩耗の一般的な原因です。

実用的な選択チェックリスト

顧客が図面を送ってくると、通常、以下の質問によって数分間の会話で材料と象嵌が決まります。

1. 荷重: 総力と投影圧力。荷重をボア直径とベアリング長さで割ったものを意味します。
2. 速度: 振動またはインデックス動作を含む、定常およびピークのスライド速度 (メートル/秒)。
3. 圧力と速度の組み合わせ: どちらかの値だけではなく、組み合わせた数値がほとんどの空運転材料を制限します。
4. 温度: プロセス自体がハウジングに加える熱を含む、連続的およびピーク。
5. 環境: 粉塵、水、蒸気、海水、化学物質、洗浄、または管理された雰囲気。
6. カウンターフェース: シャフトの材質、硬度、表面仕上げ。研磨して硬化させたシャフトは、粗くて柔らかいシャフトよりも柔らかいインレーにはるかに優しいためです。
7. フィットと保持: ボアのフィット、シャフトのフィット、およびベアリングが圧入された後の軸方向の保持方法。
8. デューティサイクル: 頻繁な停止、逆転動作、または長いアイドル期間はすべて、固体潤滑剤の使用を決定します。

時間がかかり、熱く、ほこりが多く、届きにくいという答えが返ってきた場合は、通常、グラファイトが埋め込まれた青銅製ブッシュが出発点となります。速く、きれいで、負荷が軽い状態で戻るのであれば、薄い PTFE で裏打ちされた真鍮のブッシングがより安価で薄く、完全に十分です。非常に大きく、重量が重く、スペースが不足している状態で戻ってきた場合は、バイメタル構造がその場所を獲得します。

これらのベアリングが維持される場所

当社が供給する業界には共通の特徴が 1 つあります。それは、ベアリングが構造物の内部に設置されており、手が届きにくく、プラントを停止するには費用がかかるということです。

• 冶金機械。熱、スケール、および重い回転負荷により、従来の潤滑ジョイントが損傷を受けます。
• 海洋機械。海水があり、アクセスが制限されているため、耐食性とメンテナンスフリーの稼働が貴重です。
• 粉塵や衝撃荷重が通常の動作条件となる採掘および鉱物処理
• 金型からの放熱とトグル・突き出し動作の精度が重要なダイカストマシン
• 遠隔地や予測不可能な天候でジョイントが動作する石油および掘削機器
• 建設機械、包装機械、農業機械など、機械が稼働し続けることが求められます。

重機 良いイラストです。クレーン、掘削機、プレスフレーム、搬送装置では、構造物の内部に埋め込まれた大きなブッシュやスライドプレートが使用されており、それらを毎週検査する人はいません。自己潤滑性の銅合金部品は、計画停止までの間、これらの接合部の機能を維持します。ここでは、材料の選択と同じくらい製造能力が重要です。1.5 メートルの磨耗したブッシュは、誰も 3 か月待ちたい部品ではないからです。

医療機器や包装機器はスケールの対極です。そこではベアリングが小さく、動作が静かで、通常は負荷よりも清浄さが要求されます。汚染が許容できない場合には、油膜を必要としない PTFE インレーが決定的な要因となることがよくあります。

溶解からボア完成まで

当社はビレットを購入するのではなく、独自の銅合金を溶解および鋳造しているため、マトリックスは販売業者がたまたま在庫しているものに限定されません。この柔軟性は、図面で共通のカタログの範囲外にあるグレードが必要な場合に役立ちます。

• 銅合金の溶解および遠心鋳造または静的鋳造。バッチに対して材料分析を行います。
• CNC 装置でのボア、フランジ、溝、および非標準プロファイルの機械加工
• 固体潤滑剤ポケット、インレー挿入、走行面の仕上げ
• 発送前に温度管理された工場で寸法検査

サイズの範囲は、誰が実際に仕事を見積もることができるかを決定するため、明確に述べる価値があります。銅製スリーブは直径約 1.5 ～ 2 メートル、銅製スライド プレートは長さ 4 メートル、幅 400 ミリメートル、厚さ 100 ミリメートルまで製造でき、銅材料の年間生産量は 2,300 トン程度です。スライダー、ナット、ウォームホイール、リングなどの非標準形状も、同じ日常作業の一部です。

ベアリングを節約する取り付けとメンテナンスの習慣

適切に選択されたベアリングであっても、取り付けの最初の 10 分で台無しになる可能性があるため、いくつかの習慣を繰り返す価値があります。

• 全面に接触するドライバーを使用してベアリングの四角を押し込みます。決してインレー側を直接ハンマーで叩かないでください。
• 固体潤滑剤を清潔に保ちます。グラファイトプラグに押し込まれた砂は研磨ラップになります。
• 薄肉ブッシュではハウジングの嵌合によりボアが測定可能な量だけ閉じられる可能性があるため、嵌合後にボアを確認してください。
• 組み立て前にシャフトの仕上げと硬さを確認し、シャフトにバリ、塗装、錆がないようにしてください。
• 高温で動作する機器の最初の熱サイクル後にクリアランスを再確認し、異音を待つのではなく調整します。

選択する前にさらに詳しく知りたい場合は、 銅合金自己潤滑滑り軸受の種類、選択、用途に関するガイド 材料ファミリー、インレイ オプション、アプリケーション ノートについて詳しく説明します。

銅合金の自己潤滑滑り軸受は普遍的な答えではないため、私たちはそれらを 1 つの答えとして提示するつもりはありません。接合部が遅い、重い、熱い、汚れている、または単にグリース ガンで到達するのが難しすぎる場合、および計画外の停止のコストが部品のコストよりもはるかに高い場合、これらは正しい答えです。完全に流体動圧オイル潤滑のベアリングを適切かつ安価に保守できる場合、それは依然として健全な選択です。

実際の次のステップは簡単です。荷重、スライド速度、使用温度、環境の説明とともに図面をお送りください。これらの少数の数値から、通常は耐えられる合金、潤滑剤、形状を提案し、同じ会話の中でその部分を引用することができます。