スラストベアリングの理解
定義: スラスト ベアリングとは何ですか?
A スラストベアリング （アキシャルベアリングとも呼ばれる）は、シャフト軸に平行な荷重（アキシャル荷重またはスラスト荷重）を支持し、軸の位置を制御するために設計された特殊なベアリングです。 ローター. シャフトに垂直な荷重を支えるラジアルベアリングとは異なり、スラストベアリングはシャフトの軸に垂直な接触面を備えているため、シャフトをどちらの軸方向にも押し込もうとする力に抵抗できます。.
スラストベアリングは、ポンプ、コンプレッサー、タービン、プロペラシャフト、垂直方向の機器など、軸方向の力がかかる機械に不可欠です。スラストベアリングの故障や容量不足は、過度の負荷につながります。 軸方向振動, シャフト端の遊び、およびローターと固定部品の接触による潜在的な壊滅的な損傷。.
スラストベアリングの種類
転がり要素スラスト軸受
1. ボールスラストベアリング
- デザイン： 平面または溝付きスラストワッシャーの間を走るボール要素
- 耐荷重: 適度
- スピードだ： 中速から高速
- 精度： 良好な軸方向位置決め精度
- アプリケーション 工作機械、自動車トランスミッション、中程度のスラスト荷重
2. 円筒ころスラスト軸受
- デザイン： スラストワッシャー間の円筒ローラー
- 耐荷重: 非常に高い（線接触と点接触）
- スピードだ： 低速から中速のみ
- 精度： 適度
- アプリケーション 重機、垂直ポンプ、クレーンフック
3. 円すいころ軸受
- デザイン： 単一のベアリングがラジアル荷重とアキシアル荷重の両方をサポートします
- 耐荷重: 複合負荷の場合は高
- 調整可能： 間隔を通してプリロード調整可能
- アプリケーション 自動車のホイール、ギアボックス、複合荷重状況
4. アンギュラーコンタクトボールベアリング
- デザイン： ボールが斜めに接触し、ラジアル荷重とアキシャル荷重の両方をサポート
- 構成： ペアで使用されることが多い（背中合わせまたは対面）
- スピードだ： 高速性能
- アプリケーション 工作機械のスピンドル、高速ポンプ
流体膜スラスト軸受
1. ティルティングパッドスラストベアリング
- デザイン： オイルウェッジを形成する複数のピボットパッド
- 耐荷重: 非常に高い（大型タービンではメガワット）
- スピードだ： 無制限（30,000 RPM以上まで使用可能）
- ダンピング: 素晴らしい
- アプリケーション 蒸気タービン、ガスタービン、大型圧縮機、発電機
2. 固定パッド（テーパーランド）スラストベアリング
- デザイン： テーパー面を持つ固定パッド
- 耐荷重: 高い
- シンプルさ: 可動部品なし
- アプリケーション 垂直ポンプ、水力タービン
軸方向荷重の発生源
ポンプとコンプレッサー
- インペラ油圧推力: インペラの圧力差により正味の軸力が生じる
- 大きさ: 中型ポンプでも数千ポンドかかることがある
- 方向： 通常は吸引側に向かって
- バランスを取る： バランスホール、バックベーン、または対向インペラは正味推力を低減します
タービン内
- 蒸気またはガスの流れがブレードに軸方向の圧力を発生させる
- 推力の大きさは出力に応じて増加する
- 起動時または負荷の変化時に方向が逆転する可能性がある
- ダミーピストンまたはバランスピストンは推力を相殺する
ギアボックス内
- ヘリカルギアは軸方向の推力（伝達トルクに比例する大きさ）を生成します。
- ベベルギアは軸方向の部品を作成する
- スラスト方向はギアの巻き方向（ねじれ角方向）に依存します
その他の情報源
- 磁力: 電気モーターでは磁気不均衡により軸方向の力が生じる
- プロペラとファン: 流体加速による空気力学的推力
- ベルトドライブ: 角度付きベルトは軸方向の力成分を生成する
- ずれ: カップリングの角度ずれにより振動軸力が発生する
スラストベアリングの問題と診断
よくある失敗
- オーバーロード: 推力が支持力を超える
- 潤滑不足: オイルの流れやグリースが不十分
- 汚染： スラスト面を損傷する粒子
- 着る： 摩耗や疲労による表面劣化
- 過熱： 過度の摩擦または不十分な冷却
振動症状
- 高い 軸方向振動: スラストベアリングの問題の主な指標
- 低周波振動： 軸方向に浮くシャフト
- 影響: クリアランスが大きすぎると、シャフトの衝突が停止します
- 測定： 軸方向近接プローブまたは加速度計は症状を明らかにする
その他の指標
- 温度上昇: スラストベアリングが熱くなる
- ノイズ： スラストベアリング位置からの異常音
- 軸方向の遊び: 軸方向の測定可能なシャフトの動き
- オイルの品質: 潤滑油中の金属粒子
監視とメンテナンス
重要な監視パラメータ
- 軸方向振動: 連続的または定期的な測定
- 軸方向の位置: シャフトの位置を追跡する近接プローブ
- スラストベアリング温度: RTDまたは熱電対モニタリング
- オイルの流れと圧力: 流体膜スラスト軸受用
メンテナンスの実践
- スラストベアリングの潤滑が適切であることを確認する
- オーバーホール中に軸方向のクリアランスを確認する
- スラストベアリング表面の摩耗や損傷を検査する
- 可能であれば実際のスラスト荷重を測定する（ひずみゲージ、ロードセル）
- 温度と振動の傾向データ
スラスト軸受は、ラジアル軸受ほど注目されないことが多いものの、回転機械における軸方向の位置制御と軸方向荷重の伝達に不可欠です。スラスト軸受の種類、荷重源、故障モードを理解することで、適切な軸受選定、効果的な監視、そしてタイムリーなメンテナンスが可能になり、ローターとステーターの接触による壊滅的な損傷や機器の破壊につながる可能性のある故障を未然に防ぐことができます。.
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