/ ニュース / ベアリングプーリー: ベルトドライブの選択、故障の兆候、およびメンテナンス

ニュース

ベアリングプーリー: ベルトドライブの選択、故障の兆候、およびメンテナンス

3 か月ごとにアイドラプーリーが磨耗する包装機では、シェルに問題が発生することはほとんどありません。ベアリングに問題があります。コンベアライン、印刷機、テキスタイルフレーム全体にわたって、ベアリングプーリー内に設置された小さなベアリングが、アセンブリの寿命、動作音の静かさ、ベルトの張力の維持性を決定します。ベアリングを正しく選択すると、プーリーは取り付け後すぐに使用できるコンポーネントになります。選択を誤ると、同じ分解が四半期ごとに繰り返されます。このガイドでは、ベアリング プーリーの仕組み、どのベアリング タイプが最もよく耐えられるか、初期故障とはどのようなものか、プーリーをガイドするベルトに適合させる方法について説明します。

ベアリングプーリーとは何か、そしてなぜベアリングがすべてを決めるのか

ベアリングプーリーは、ハブに転がり要素ベアリングを搭載したホイールで、ベルトが外面に乗りながらシェルが固定シャフト上で自由に回転します。一般的なドライブでは、ドライバーへの巻きつきを高めるアイドラー、たるみ側をピンと張った状態に保つテンショナー、ベルトの経路を変更するスナッブ ローラー、コンベア フレーム内のガイド ローラーやリターン ローラーとして使用されます。 2 つの別個の摩擦システムは、ベルトとプーリー面の間の接触とベアリング軌道内の転がり接触という 1 つの部分を共有します。実際には、シェルはベアリングよりも長持ちします。これは、ベアリングの寿命は、ベルトの接触だけではなく、負荷サイクル、グリースの劣化、汚染によって消費されるためです。そのため、経験豊富なバイヤーは、最初にベアリングのグレード、シールのタイプ、はめあい公差を指定し、その後シェルの直径、クラウン、表面仕上げを確認します。

プーリー内にあるベアリングの種類

深溝玉軸受は、低コストで高速でラジアル荷重と軽いアキシアル荷重の組み合わせを運ぶため、プーリーの負荷を大きく左右します。スプリング式テンショナーのようにアキシアル荷重が増大すると、アンギュラーコンタクト設計が優先されます。重いコンベアヘッドと巻き取りプーリはテーパーローラーベアリングにステップアップしますが、コンパクトなガイドローラーは半径方向のスペースが狭い場合にはニードルローラーを使用する場合があります。以下の表は、ベルト システム用のプーリーを購入する際に最もよく使用されるファミリーを比較したものです。

プーリー内で使用される一般的なベアリング ファミリと、それぞれが最適な役割を果たします。
ベアリングの種類 負荷能力 速度性能 典型的なプーリーの役割
深溝ボール、ゴムシール(2RS) 中程度のラジアルプラスライトアキシャル タイミング、フラットベルトおよびリブベルトドライブのアイドラーとテンショナー
深溝ボール、メタルシールド(ZZ) 中程度のラジアルプラスライトアキシャル 非常に高い 高-speed guide pulleys in clean indoor machinery
アンギュラコンタクトボール 高 axial with moderate radial スプリング式テンショナーとアイドラプーリー
円すいころ 重い複合荷重 中等度 コンベヤーのヘッド、テール、および巻き取りプーリー
ニードルローラー 高 radial in narrow space 中等度 径方向のスペースが狭いコンパクトなガイドローラー

プーリーベアリングが早期に故障する理由

分解報告書は、同じ犯人の短いリストを指摘し続けています。グリースのリードが汚れたり洗い流されたりすると、軌道の一方の端に負荷がかかる位置ずれ、動的定格を超える過負荷、リング面への圧入衝撃やハンマーによる打撃による取り付けの損傷が発生します。以下のグラフは、混合産業車両において早期故障がこれらの根本原因に一般的にどのように分布するかを示しています。

プーリーベアリングの早期故障の根本原因 (報告されたケースの割合)
汚染
32%
潤滑不良
24%
位置ずれ
17%
過負荷
15%
設置上の損傷
12%

この表のランキングは、保守作業員が故障したプーリーを切断したときに発見したものと一致しています。摩耗したシールを通過する一粒の塵または繊維が軌道に凹みを開始し、各凹みがさらに砕け散り、さらなる破片となるため、汚染が発生します。次に潤滑不良が発生します。これは、グリースが高温で薄くなり、にじみ出て、金属との接触部分が残り、乾いたうなり声として現れるためです。傾いたプーリーによってベアリングの片側に負荷がかかり、ベルト上の不均一なバンドが研磨されるため、位置ずれは静かになりますが、同じくらいコストがかかります。設置関連の原因を合わせると、およそ 4 件に 1 件の障害が発生することに注意してください。そのため、トルク仕様と適切なプレス工具がほとんどの購入者の想定よりも重要です。

交換が必要な 5 つの症状

  • シャフト速度とともに上昇する粗いうなり声または研磨音。通常のベルト ヒス音と簡単に区別できます。
  • ラインが温まるとハウジング温度が周囲温度より約 20 ℃以上高く安定する
  • 機械がゆっくりと停止すると、プーリーのリムに目に見えるぐらつきが見られる
  • 以前はきれいに動作していたアイドラーの下のフレームに細かい黒い破片が付着している
  • 引きずりプーリーが滑ったベルト表面の光沢または平らな斑点

これらのいずれかを、スケジュールされた交換トリガーとして扱います。通常、焼き付きを待つと、ベルト、シャフト、生産期間が同時に犠牲になります。

用途に応じたベアリングプーリーの選び方

負荷と速度から始める

プーリーが反応しなければならないベルトの張力に、始動、停止、および衝撃に対するサービスファクターを掛けて、その結果を設計速度でのベアリングの動定格荷重と比較します。広く使用されている目標は、連続ラインのアイドラーの L10 寿命を 20,000 ~ 40,000 時間とし、計画されたメンテナンス期間に合わせて交換を維持できるようにすることです。速度は他の方向でも同様に重要です。プーリーの回転が速くなると、シールの摩擦とベアリングのグリースの剪断熱が増加するため、非常に高速なガイドプーリーは通常、接触シールから金属シールドに移動します。

シールが耐用年数を決める

シーリングの選択は、多くの場合、ブランドや価格よりも寿命に大きく影響します。オープンベアリングは低温で動作しますが、再潤滑ときれいな空気が必要です。金属シールドはグリースを保持しますが、埃を吸い込みます。 2RS スタイルのゴム接触シールは、わずかな摩擦ペナルティで汚染をブロックします。工場のグリースパックは永久に密封されているため、メンテナンススケジュールからタスク全体が削除されます。

ベアリング構成別の同じプーリーの一般的な耐用年数
8,000時間
15,000時間
24,000時間
30,000時間
開く シールドZZ シールド2RS 密閉プラスグリスパック

このコラムでは、同じ光汚染下で、異なるベアリング構成を取り付けた同一のプーリー シェルについて、公表されている寿命範囲と現場で観察された寿命範囲を比較しています。粉塵の多いプラントでは、開放型ベアリングと最新の密閉およびグリースを塗布したベアリングとの間のギャップは通常 2 ~ 4 倍になります。ゴム製接触シールには若干の回転トルクがかかるため、超高速スピンドルでは依然としてシールドが好まれますが、アイドラープーリーがそのペナルティを問題にするほど高速に回転することはほとんどありません。工場で塗布されるグリースパックは充填量も標準化するため、充填不足と過剰充填の両方のリスクが排除されます。追加のシールコストを回避できる分解コストに変換すると、シールされたオプションは通常、最初に回避された停止内で元が取れます。

密閉精度と基本構造

同じ外径と幅であっても、カタログ上のすべてのプーリーが同じであるわけではありません。以下のレーダー チャートは、購入者が実際に動作中に感じる 6 つの特性にわたって、密封された精密ベアリング アセンブリと基本的な非密封構造を比較しています。

密封された精密ベアリングプーリーと基本的な非密封プーリー(0 ~ 10 スケール)
耐汚染性 騒音対策 寿命 メンテナンス間隔 走行精度 コスト効率
密閉された精密アセンブリ 基本的な非密閉構造

オレンジ色の多角形を密閉された精密アセンブリ、灰色の多角形を基本的な非密閉部品と読み替えてください。密閉アセンブリは、耐汚染性、メンテナンス間隔、耐用年数、つまりベアリングのラインを停止する頻度を決定する 3 つの軸に最も影響します。基本的な部分はコスト効率だけで明確なリードを維持しており、そのリードは主にクリーン、ドライ、軽負荷の作業で維持されています。制御された予圧と工場出荷時のグリースが速度変化下でも転動体を安定に保つため、密封ユニットの方が回転精度に優れています。埃っぽい環境や繊維の多い環境では、グラフの上部と下部にある 2 つの短い灰色のスパイクが、まさに計画外のダウンタイムが発生する場所です。

プーリーをベルトに合わせるとガイドされます

プーリーは、一致するペアの半分にすぎません。タイミングベルトアイドラーは、そのピッチで許容される最小アイドラー直径を下回ってベルトを決して後方に曲げてはなりません。また、張力の高いスパンでは、アイドラーは歯側ではなくベルトの後ろに乗る必要があります。フラットベルトアイドラーにはベルトが中心に沿って進むようにクラウン面が必要ですが、コンベアのスナブローラーにはカーカスの屈曲を制限内に保つのに十分な直径が必要です。信頼できる操作順序は、ベルト ピッチから開始して外側に向かって作業することです。 同期ベルトドライブの設計ガイドライン 経験豊富なベルトメーカーが各ピッチの最小アイドラー直径をリストしています。運転席側にも調達が必要な場合は、一般的なブランクではなく、適切に加工された同期プーリーとベルトを組み合わせます。

Synchronous Pulley for Belt Drives ベルトドライブ用シンクロプーリー ベルトのピッチに正確に一致するように機械加工されたこの同期プーリーは、タイミング ベルト ドライブのドライバー側に供給する場合に適切な対応物であり、信頼性の高い歯のかみ合いとシステム全体の一貫した張力を保証します。 製品を見る→

ベアリングプーリーが最も力を発揮する場所

コンベヤーおよび物流フレームには、業界のどこよりも多くのベアリング プーリーが集中しています。リターン ローラー、スナッブ ローラー、およびテークアップ プーリーは定常荷重下で連続回転するため、密封深溝ベアリングがデフォルトで使用され、それらが搭載するベルトは通常、製品の重量と積載スタイルに合わせた軽量コンベヤ ベルトです。これらのローラーは多数あり、到達するのが難しい場合が多いため、シール品質と工場出荷時のグリースパックは、他のどの用途よりも早く元が取れます。

Light Duty Conveyor Belt for Rollers ローラ用軽量コンベヤベルト 製品重量と積載スタイルに合わせたこのコンベヤベルトは、物流フレームの主要なリターンローラー、スナブローラー、テイクアッププーリーに適しており、安定した連続荷重がかかるベアリングマウントプーリーに適したベルトが求められます。 製品を見る→

印刷、紙加工、包装機械の高速フラット ベルト ドライブには、さらに 1 つの要求が加わります。アイドラーが高速で回転する必要があり、そうしないとベルトがラインから外れてしまいます。エンドレスゴム製フラットベルトは、ジョイントレス構造によりメカニカルスプライスがテンショナーベアリングを介して送信する周期的なパルスを回避するため、クラウン付きベアリングマウントアイドラーと自然に組み合わされます。などの消耗品の調達 ゴム製タイミングベルトとシンクロプーリー 同じ専門メーカーの製品も、ドライブ全体にわたって許容差を一致させます。

Endless Rubber Flat Belt エンドレスゴム平ベルト ジョイントレス構造により、メカニカル スプライスがテンショナー ベアリングを介して送信する周期的なパルスが回避され、高速印刷、紙加工、包装機械のクラウン付きベアリング取り付けアイドラーに自然に適合します。 製品を見る→

証拠に基づいて構築されたメンテナンスルーチン

カレンダーベースの交換では、良好なベアリングが無駄になり、故障したベアリングも見逃されます。誰かが測定していれば、ベアリングの故障は焼き付きの数週間前に通知されるため、温度と騒音の監視はコストが低くなり、効果的です。

500 時間の摩耗テスト中にハウジングの温度が周囲温度 (℃) を超えて上昇
0 20 40 60 0 100 200 300 400 500 営業時間
健全な密閉された 2RS ベアリング グリースが劣化したベアリング

2 つの曲線は、その他の点では同一のプーリーで制御された 500 時間の摩耗テスト中に記録された、周囲温度を超えるハウジング温度の上昇を示しています。健全な密閉ベアリングは周囲温度より 20 ℃近く上昇しても安定し、平らな状態を保ちます。これは、日常のサーモグラフィーで必要な兆候です。グリースが劣化したベアリングは、潤滑膜が薄くなるにつれて着実に上昇し、300 時間頃に周囲温度より 40 度上昇し、そこから上昇を続けます。多くのプラントの実際の警報閾値は、周囲温度より約 30 度上昇するか、同じ滑車での以前の測定値より 10 度上昇することです。このようにして温度の傾向を把握すると、音響症状が明らかになってオペレーターが報告できるようになる前に、数週間にわたって警告を発することができます。

短いルーチンによりプーリーの個体数が健全に保たれます。

  1. ガード取り外しウィンドウごとにリッスンし、最後のチェック以降にどのプーリーの特性が変更されたかを記録します
  2. サーモグラフアイドラーハウジングを四半期ごとに測定し、各測定値を同じプーリーの以前の値と比較します。
  3. わずかな傾きでも軌道の 1 つの端に負荷がかかるため、ベルトを交換するたびに直定規で位置合わせを確認してください。
  4. 新しいベアリングを切り込みを入れたシェルに押し込むのではなく、プーリー アセンブリ全体を交換します。
  5. 交換ごとに稼働時間と故障モードを記録し、次回の購入仕様に実際の義務を反映させる

ベアリングプーリーは、高価な機械を保護する安価な部品です。シェルの前にベアリングを指定し、実際の環境に合わせてシールし、使用するベルトの最小アイドラー直径を尊重し、故障ではなく測定された証拠に基づいて交換します。これら 4 つのことを一貫して実行すると、四半期ごとの分解作業が年次検査に変わります。

おすすめの製品

  • ゴム製広角ベルト
    ゴム製広角ベルト
    広角ベルトは一般産業用Vベルトの技術をベースに開発された新しいタイプの産業用伝動ベルトです。
    これらはすべて、ベルトの両側の摩擦線図によって駆動されます。一般的なVベルトのくさび角は40°ですが、
    広角伝動ベルトの角度は60°です。
    伝達力学の原理によれば、広角ベルトのくさび角が増加するにつれて、ベルトによって支持される面積が増加します。
    自然に伝達側の2面が増えるため、一般のVベルトに比べて次のような利点が生まれます。
    1. 広角ベルトの負荷が均等に分散され、耐摩耗性が向上します。
    2. ベルトとプーリとの接触面積が増加し、伝達力が増加します。
    3. ドライブベルトコアの凹変形を改善し、駆動特性を強化します。
    4. 広角ベルトを取り付けて使用すると、ベルトの張力低下の問題が改善されます。
    広角ベルトの上記の利点は、精密機械業界で広く使用され、認められているものです。
    もっと見る
  • ゴム製コンベヤベルト
    ゴム製コンベヤベルト
    コンベアベルトは表面接着剤、芯材、層接着剤で構成されています。さらに、緩衝布の層を追加して、高い落下衝撃を加えて耐衝撃性を高めることができます。

    表面の接着剤は
    天然ゴムや合成ゴムを原料とし、耐摩耗性、耐クラック性、耐老化性などを高めるため、耐摩耗性、耐切創性、耐熱性、難燃性、耐寒性、耐摩耗性などのさまざまな特性を備えた表面粘着剤を使用しています。耐酸・耐アルカリ性、耐油性、耐静電気性など。
    布層コア
    布層は天然繊維または化学繊維の単独またはこれらの組み合わせで構成され、成熟したプロセスによる単一段階の処理後も同じ品質を有し、ゴムとの接着性が良好です。
    接着層
    接着層は、屈曲を繰り返すコンベヤベルトの芯線の層間の接着力にとって非常に重要です。特に高張力コンベヤベルトの場合は、座屈応力が少なく、内部応力による疲労が少ない接着剤層を使用する必要があります。
    仕様とモデルは顧客の要件に応じてカスタマイズ可能で、厚さは 2.0 mm ~ 8.0 mm の範囲です。
    もっと見る
  • エンドレスゴム平ベルト
    エンドレスゴム平ベルト

    ベルトタイプ:
    FH FL FM
    適用範囲:

    繊維機械、木工機械、研削盤、券売機、野菜切断機などの高速、スムーズ、低伸びの伝動・搬送システム。
    特徴:
    高速性と安定性、高い引張強さ、低い伸び。
    もっと見る
  • シリコンベルト
    シリコンベルト

    ベルトタイプ:
    一体型加硫シリコン平ベルトとシリコンシンクロベルト
    適用範囲:

    衛生用品工業、ガラス機械、シール機械など
    特徴:
    固着防止、高摩擦係数、高温耐性
    もっと見る
  • エンドレスラバーサンディングマシンベルト
    エンドレスラバーサンディングマシンベルト
    木工機械で製造されるシームレスなゴムバンドは、芯材の研磨、修正、トリミング、木板、積層板、プラスチック積層板などの機械の研磨に使用でき、表面を完璧に機械加工して選択するのに役立ちます。
    製法に特殊な技術があり、必要なサイズのジョイントレスベルトを生産します。当社は品質を厳格に管理するだけでなく、サンダーベルトの性能を向上させるために輸入材料の使用にもこだわっています。

    どの部分の厚みや強度も全く均一です。
    直線的な動作が良好です。
    柔軟性が高く、小径の車輪にも使用可能です。
    使用圧力下でも平坦性と非変形性を維持できます。
    ベルト底部とプレート表面との間の摩擦係数は非常に低いです。
    ベルトの表層がゴムで覆われているため、密着性が向上し、コンベヤベルトの安定性が向上します。
    もっと見る
  • シンクロプーリー
    シンクロプーリー

    適用範囲:

    同期駆動デバイスシステムの各分野に適用します。
    特徴:
    ベルトとの連携を確実にし、被駆動体の精度と寿命を向上させます。顧客の要求に応じて、カスタマイズの最適な駆動ソリューションは、材料に応じて 45# 鋼、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鋳鉄、ナイロンなどに分けることができます。
    もっと見る
  • リブベルト
    リブベルト

    ベルトタイプ:
    PHPJPKPLPM
    適用範囲:

    屋外伝送機器、輸送機器、医療機器、電動工具、家電製品、スポーツ用品などに適しています。
    特徴:
    1. リブドベルトは通常のVベルトに比べ、同じ間隔の場合、伝動力が30%向上します。
    2. リブドベルトの伝動システムはコンパクトな構造を持ち、同じ伝動力の下で占有スペースが大きくなります。
    伝動装置は一般的な V ベルトに比べて 25% 小型化されています。
    3. リブベルトは薄肉で柔軟性があり、小プーリ径の伝動やベルトによる高速伝動に適しています。
    最大40m/秒の速度。振動が少なく、発熱も少なく、安定した動作を実現します。
    4. リブベルトは耐熱性、耐油性、耐摩耗性に優れ、伸びが小さく長寿命です。
    もっと見る
  • 歯付きリブベルト
    歯付きリブベルト

    ベルトタイプ:
    8MPK S8MPK
    適用範囲:

    製粉機、粉砕機など
    特徴:
    1. ツースウェッジベルトの片面はリブベルト、もう片面はシンクロベルトです。
    2. 特殊な作業条件にも対応できる両面伝送。
    もっと見る