計算パラメータ

ISO 281およびベアリングメーカーの規格に基づく









回転数


時間




計算結果

等価動的荷重 P:
—
必要な動的荷重定格C:
—
温度係数 fT:
—
速度係数fn:
—
ライフファクター fL:
—

ベアリング選択の推奨事項:

軽作業: 計算値を超えるC定格20-30%のベアリングを選択
通常任務: 計算値を超えるC定格30-50%のベアリングを選択
ヘビーデューティー: 計算値を超えるC定格50-100%のベアリングを選択
過酷な任務: 特殊なベアリングや複数のベアリング配置を検討する

計算機の仕組み

参照標準

国際規格:

  • ISO 281:2007 – 転がり軸受 – 動定格荷重および定格寿命
  • ISO/TS 16281 – 修正基準定格寿命の計算方法
  • ANSI/ABMA Std 9 – ボールベアリングの荷重定格と疲労寿命
  • ANSI/ABMA規格11 – ころ軸受の定格荷重と疲労寿命

基本動荷重定格

基本動定格荷重 C は次のように計算されます。

C = P × fL / (fT × a1)

どこだ？

  • C — 基本動定格荷重（N）
  • P — 等価動軸受荷重（N）
  • fL — ライフファクター
  • fT — 温度係数
  • a1 — 信頼性係数

等価動的荷重

ラジアル荷重とアキシアル荷重の組み合わせの場合:

P = X × Fr + Y × Fa

ここで、X と Y は Fa/Fr 比とベアリング タイプに依存する係数です。

寿命係数の計算

寿命係数は必要な寿命から計算されます。

fL = (L10h × n × 60 / 10⁶)^(1/p)

ここで、ボールベアリングの場合は p = 3、ローラーベアリングの場合は p = 10/3 です。

温度の影響

動作温度は支持力に影響します。

  • 最高150°C（302°F）まで： fT = 1.0
  • 200℃（392°F）: fT = 0.90
  • 250℃（482°F）: fT = 0.75
  • 300℃（572°F）: fT = 0.60

ベアリングタイプ選択ガイド

  • ボールベアリング: 高速、中程度の負荷、低摩擦
  • 円筒ローラー: 高いラジアル荷重、中程度の速度
  • 球状ローラー: 重い荷物、ずれに対する耐性
  • テーパーローラー: 複合荷重、高剛性
  • ニードルローラー: 高いラジアル荷重、コンパクトな設計

重要な考慮事項

  • 重要なアプリケーションでは常に安全要因を考慮する
  • 衝撃荷重と振動を考慮する
  • 適切な潤滑は、計算された寿命を達成するために不可欠です。
  • 汚染はベアリング寿命を大幅に短縮する可能性がある
  • 熱膨張を考慮したベアリング配置（固定/浮動）を考慮する

使用例と値の選択ガイド

例1：電動モーターベアリング

シナリオ： ベルト駆動式30kWモーター

  • ベアリングタイプ: ボールベアリング（深溝）
  • ラジアル荷重: 2500 N（ベルト張力）
  • 軸方向荷重: 200 N（マイナースラスト）
  • スピードだ： 1480回転
  • 必要寿命: 40000時間
  • 温度： 70℃
  • 信頼性： 90%
  • 結果： C ≈ 35 kN → 6309を選択（C = 52.7 kN）
例2：ポンプシャフトベアリング

シナリオ： オーバーハングインペラ付き遠心ポンプ

  • ベアリングタイプ: 球面ころ軸受
  • ラジアル荷重: 8000 N（インペラ重量+油圧）
  • 軸方向荷重: 3000 N（スラスト荷重）
  • スピードだ： 2950回転
  • 必要寿命: 50000時間
  • 温度： 85℃
  • 信頼性： 95%
  • 結果： C ≈ 125 kN → 22218を選択（C = 170 kN）
例3：ギアボックス出力軸

シナリオ： 大きなラジアル荷重がかかる産業用ギアボックス

  • ベアリングタイプ: 円すいころ軸受
  • ラジアル荷重: 15000 N
  • 軸方向荷重: 5000 N（ヘリカルギア推力）
  • スピードだ： 150回転
  • 必要寿命: 100000時間
  • 温度： 90℃
  • 信頼性： 98%
  • 結果： C ≈ 220 kN → 32220 を選択 (C = 298 kN)

価値観の選択方法

ベアリングタイプの選択
  • ボールベアリング:
    • 最大20,000 RPMの速度
    • 軽度から中程度の負荷
    • 低摩擦要件
    • ファ/フラン 典型的には0.5未満
  • 円筒ローラー:
    • 高いラジアル荷重のみ
    • 軸方向荷重容量なし（NJ、NUPを除く）
    • 自由な軸方向の動きを可能にする
    • 高速性能
  • 球状ローラー:
    • 非常に重い荷物
    • 最大2°のずれ
    • 複合負荷OK
    • 速度制限の引き下げ
  • テーパーローラー:
    • 高い複合負荷
    • 高い剛性が必要
    • 通常はペア
    • Fa/Fr 最大 1.5
負荷計算のヒント
  • ベルトドライブ: ラジアル荷重 = 1.5～2.5 × ベルト張力
  • ギアドライブ: 分離力と動的要因を含める
  • オーバーハング荷重: ベアリングのモーメント荷重を計算する
  • 動的要因:
    • 軽いショック：×1.2～1.5
    • 中等度のショック：×1.5～2.0
    • 強い衝撃：×2.0～3.0
アプリケーション別の寿命要件
  • 8,000～12,000時間: 家電製品、手工具
  • 20,000～30,000時間: 1日8時間稼働の機械
  • 40,000～50,000時間: 1日16時間稼働
  • 60,000～100,000時間: 24時間連続運転
  • 100,000～200,000時間: 重要な機器、故障なし
温度に関する考慮事項
  • 標準ベアリング： -30℃～+120℃
  • 高温ベアリング： 特殊グリース使用で最大200℃
  • 安定化ベアリング： 最大250°C（S1サフィックス）
  • 特殊ベアリング： 最大350°C（S2、S3サフィックス）
  • 注： 高温になると特別な潤滑剤が必要になります
信頼性係数の選択
  • 90% (a1=1.0): 標準的な産業用アプリケーション
  • 95%（a1=0.62）: 重要な装備
  • 96%（a1=0.53）: 重要なプロセス
  • 97% (a1=0.44): 安全性が重要
  • 98%（a1=0.33）: 航空宇宙、医療
  • 99% (a1=0.21): 超クリティカル、失敗は許されない