説明

ベアリングの加熱温度と内径の膨張量(温度上昇ごとの表)

温度上昇ごとに、内輪の内径がどれだけ広がるかを内径ごとにまとめました。

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軸受の内径・しめしろ・室温から、焼きばめの加熱温度(℃)

内径の膨張量の式

内輪の内径は、温度が上がると内径に比例して広がります。NTN の資料の式 δ = 12.5×10⁻⁶ × d × ΔT の δ を、温度上昇 ΔT のときの内径の膨張量と読むと、膨張量(μm)= 12.5×10⁻⁶ × d(mm)× ΔT(℃)× 1,000 です。内径 100 mm の内輪は、1 ℃ 上がるごとに 1.25 μm 広がります。

NTN の資料の図 6.5「内輪の焼きばめに必要な加熱温度」は、横に軸受内径(50〜600 mm)、縦に内輪内径の膨張量(μm)をとり、軸受温度上昇(加熱前後の温度差)30〜90 ℃ の線を引いた図です。次の表は、その範囲の内径と温度上昇の膨張量を同じ式で計算した数です(μm)。

内径 d30 ℃50 ℃70 ℃90 ℃
50 mm18.831.343.856.3
100 mm37.562.587.5112.5
150 mm56.393.8131.3168.8
200 mm75.0125.0175.0225.0
300 mm112.5187.5262.5337.5
400 mm150.0250.0350.0450.0
500 mm187.5312.5437.5562.5
600 mm225.0375.0525.0675.0

図の階段の線(はめあいの最大しめしろ)

NTN の図 6.5 には、温度上昇の線のほかに、軸の公差域クラス j5・k5・m6・n6・p6・r6 ごとのしめしろの最大値が階段の線で描かれています。備考には「しめしろの最大値は0級軸受とのはめあい値である」とあります。ジェイテクトの図 15-3「加熱温度と軸受内輪の膨張量」も同じ形で、太い実線は常温での 0級の軸受と軸(r6・p6・n6・m5・k5・j5)との最大しめしろ値です。

図では、軸受の内径の所で軸の公差域クラスの階段を探し、それより上にある温度上昇の線を読みます。このアプリは、その最大しめしろを数で入力して、膨張量がしめしろと同じになる温度上昇を式で求めます。図の線の間を目で読む必要がありません。

冷却の見込みで増えるすきま

式の ΔT より高く加熱すると、上乗せした温度のぶんだけ内径が広がり、軸とのあいだにすきまができます。すきま(μm)= 12.5×10⁻⁶ × d × 上乗せした温度 × 1,000 で、しめしろの大きさにはよりません。ジェイテクトの「さらに20~30℃高く」の両端で計算すると、次の表のとおりです(μm)。

内径 d+20 ℃+30 ℃
50 mm12.518.8
100 mm25.037.5
200 mm50.075.0
300 mm75.0112.5

内径 100 mm・しめしろ 30 μm で +20 ℃ なら、加熱温度での膨張量は 55.0 μm、すきまは 25.0 μm です。計算の画面では、この2つを加熱温度の下に表示します。

出典

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軸受の内径・しめしろ・室温から、焼きばめの加熱温度(℃)