滑り軸受け(スライドベアリング)について

潤滑剤の作用 油膜 軸受け断面図 軸受けすき間

面で荷重を受けているので、高負荷や衝撃荷重(内燃機関の爆発衝撃など)に強いです。

一般的に保守・交換を考えて軸受メタルが使われます。

軸受メタルは、上下二分割やブッシュなどの形で使います。

すべり面で軸を受ける軸受で、給脂して油膜で凝着を防ぎます。

 

構造

分割

軸受台と軸の間に軸受メタルを用います。上下二分割されていて、軸受メタルや軸の点検・保守が容易です。

分割式の軸受台 給油口 軸受けメタル

スライドベアリング 水車の軸 mill-wheel

 

ブッシュ

軸受けメタルに抜け防止のツバがついています。

軸受けメタル ブッシング 銅合金 スライドベアリング ミニ四駆の六角シャフト 軸 SXシャーシ ホイールシャフト

 

溶接

軸受の内径表面にだけ軸受メタルを使いたい場合には溶接することがあります。

溶接した個所を希望の寸法に切削して使います。

下の画像は、溶接した後なので内径がデコボコしています。

金色の箇所が軸受メタルです。

溶接滑り軸受 軸受けメタル 溶接後に切削する アルミブロンズ

 

軸受メタル

簡単な機械は、軸には鋼を使うことが多いので、凝着しやすい「ともがね」を避けるために、銅合金や、プラスチックなどを用います。

軸と軸受のすきまに異物が入り込み故障する事態を防ぐため、異物が軸受に埋まるように比較的柔らかい材料を使うことが多いです。

軸受面に使用される材料には主に以下の種類があります。

  • 鋳鉄・青銅
  • ホワイトメタル
  • ケルメット
  • アルミニウム合金
  • 含油軸受

 

鋳鉄・青銅

耐摩耗性が高く、衝撃に強いけど、高速では焼き付きやすい。

一般用として中低速・高荷重箇所に使われます。

 

ホワイトメタル

最も広く使われている軸受メタルで、錫・鉛・亜鉛の合金です。

なじみやすくて焼き付きにくい、すり合わせが容易で耐摩擦性が良いし異物の埋没性も良いなど、非常に使いやすい材料です。

一般内燃機関・各種機械軸受に使われます。

 

ケルメット

鉛30~40%の銅合金です。

高荷重に耐えて、耐熱性も高いので、内燃機関の軸受けなどに使われます。

 

アルミニウム合金

銅や錫を加えたアルミニウム合金です。

なじみやすく耐摩耗性が高いので、ホワイトメタル・ケルメットなどの代わりに使われます。

アルミ缶 缶ジュース 

 

含油軸受

粉末素材を加圧成形して焼結させて潤滑油を含ませたものです。

軸が動くと、軸受に含ませた潤滑油がにじみ出てくるので、その潤滑油が切れるまでは給油しないで済みます。

冷却効果が悪いので、発熱が多い高荷重・高速箇所には使いません。

潤滑

潤滑は、主に摩擦・摩耗を減少させ、冷却や防塵を目的としています。

軸受部の摩擦による発熱が、熱伝導による放熱を上回ると軸受材料が溶融し、焼きつきます。

一般には潤滑油(液体潤滑剤)が使われます。

油 オイル 液体

 

油溝・油穴

油溝は油を貯める分散させるため溝 油穴は注油のための穴。

油穴から給油された潤滑油は油溝を通って軸受全面に広がり被膜を形成します。

油切れを防止するために、高負荷箇所の前に油逃がしを設け、そこに余剰分の油を貯めておきます。

下の図は分割型の軸受メタルの内側です。

油溝 二つ割りの軸受けメタル 油逃がし 油穴
 

潤滑作用

ラジアル軸受の内径と、軸の外径の差を[軸受隙間]と言います。

この隙間に潤滑油が入り込み油膜を貼って潤滑しています。

軸受内径と軸外径の比(D-d/d)を[軸受隙間比]と言います。一般的にはこの比は0.001程度です。

静止状態では、軸は軸受の最下部に接触しています。

回転し始めると、潤滑油は自らの粘性で軸の周りを粘り、楔状(くさびじょう)に隙間に入り込んで軸を浮かせます。

この時、軸は右回転しながら、軸受内を右上方向にに上っているような動きをしています。

潤滑剤の作用 油膜 軸受け断面図 軸受けすき間

 

ミニ四駆では

転がり軸受(ボールベアリング)を使っていないローラー軸受けとホイールシャフト受け、

ギアシャフト受け、モーターの軸受、プロペラシャフト受け、各種ギアなど、使用箇所はかなり多いです。

転がり軸受に代用できない箇所が多いので、滑り軸受をしっかり理解して適切に利用しましょう\(^o^)/

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おわり。

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