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CORE LINKS · DESIGN GUIDES

軸受にかかる荷重と寿命を知りたい

軸受が2個あっても、荷重が半分ずつとは限りません。まず荷重点と支持位置から、各軸受の反力を求めましょう。

2点支持の軸と下向き集中荷重。上向き支持反力と、軸受中心間・荷重点の寸法。FyAyByABxL
軸受A・Bを単純支持とした側面図です。青Fyが下向きの集中荷重、赤Ay・Byが上向きの支持反力。Lは軸受中心間、xはAから荷重点まで。軸の自重は図の荷重に別途含めます。

このガイドで分かること

  • 荷重点と支持位置による反力の違い
  • ラジアル・アキシアルと等価荷重
  • 基本定格寿命と実際の使用寿命の違い

青:入力条件の記号 / 赤:計算で求める量。図は概念図です。

  • L・x:軸受中心と荷重点の位置
  • Ay・By:符号を持つ支持反力
  • P:動等価荷重、C:基本動定格荷重

下の数値は説明用の例です。各例のボタンから、数値・単位・モードを計算画面へ読み込めます。通常の計算リンクは入力例を読み込みません。

各軸受の反力を求める

荷重が支持間の中央にあるときだけ、対称なモデルで半分ずつになります。張出し荷重では反力が負になる場合があり、方向の反転を意味します。エラーとして無視しません。

Ay=Fy(1−x/L)、By=Fy x/L

ラジアル・アキシアルを整理する

別方向のラジアル荷重があれば反力をベクトル合成します。軸方向の荷重は固定側・自由側や軸受組合せで分担が変わります。X・Yは実際の軸受と適用分枝に合う値を使います。

実務で確認を深める

Fa/Fr、しきい値e、回転する輪、接触角、組合せ軸受の内部発生軸力などで式や分担が変わります。X=Y=1をどの軸受にも使うことはできません。純アキシアル荷重も一般式を無条件に適用しません。

一般形P=XFr+YFa(製品の適用条件を確認)

基本定格寿命を、回数と時間で読む

同じ荷重が継続する基本モデルでは、玉軸受の寿命指数は3、ころ軸受は10/3です。基本定格寿命L10は一定条件下での集団の90%信頼度に対応する疲労寿命で、個々の軸受の保証時間ではありません。

L10=(C/P)^p ×10⁶ 回転、L10h=L10/(60n)(nはrpm)

例:荷重位置を整理してから寿命を計算

入力する条件

  • L=300 mm、x=120 mm、Fy=1000 N、Fz=Fa=0
  • 説明用のラジアル玉軸受条件X=1・Y=0
  • A側:C=6000 N、n=1000 rpm

計算結果

  • A:600 N、B:400 N、AのP=600 N
  • AのL10=10億回転、L10h≈16,667 h

C=6000 Nは特定製品の値ではなく説明用です。得られた時間まで故障しないという意味ではありません。潤滑・汚染・取付け・静的荷重・速度限界などは別の確認です。

説明用の数値・単位・モードをまとめて読み込めます。開いた後で自分の条件に変更できます。

寿命以外の使用条件も照合する

疲労寿命の計算を満たしても、静的圧痕、過大な変位、温度上昇や潤滑不足が問題になることがあります。荷重が変わる運転は一定荷重の式だけで代表させないようにします。

  • 静的定格C0、衝撃、最低荷重、許容回転数
  • 潤滑、シール、汚染、温度、取付けと内部すきま
  • 軸・ハウジングの剛性、傾き、固定・自由側

確認したことをメモする

確認漏れを減らすためのメモです。チェック数で安全・合格を判定するものではありません。内容は送信・保存しません。

参考情報・参考計算です。設計への適合性・安全性を保証するものではありません。実際の材料、部品仕様、使用条件を確認してください。