オープン、シールド、シール型深溝玉軸受の違いは何ですか?また、どれを指定する必要がありますか?

直接的な答え: 3 つの設計、3 つの異なる汚染と潤滑のトレードオフ

オープン、シールド、シール 深溝玉軸受 同じコアベアリング、つまり同じレース、同じボールコンプリメント、同じ定格荷重は、ベアリングキャビティの側面を覆うものによってのみ区別されます。 オープンベアリングにはサイドカバーがありません 、外部潤滑のためにレースウェイに自由にアクセスできますが、汚染防止は提供されません。 シールドベアリング（末尾ZまたはZZ）は金属プレートを使用 内輪に小さなランニングクリアランスを設けて外輪に固定されています。大きな粒子による汚染はブロックされますが、防塵性や防湿性はありません。 シールドベアリング (接尾辞 RS または 2RS) はゴムまたは PTFE 接触リップを使用します 内輪に押し付けられます。これらは事実上密閉システムであり、工場であらかじめグリースが塗布されており、ほとんどの耐用年数において追加の潤滑は必要ありません。

どちらを選択するかは主にコストではありません。6205-2RS シールド ベアリングのコストだけが問題です。 10 ～ 25% 以上 同じ品質グレードの 6205 オープンベアリングよりも優れています。選択は、ベアリングの潤滑アクセスと耐汚染性を実際の動作環境に適合させるかどうかによって決まります。ほこりの多い環境や湿気の多い環境でオープンベアリングを指定することは、産業機器におけるベアリングの早期故障の最も一般的かつ最も予防可能な原因の 1 つです。

オープン深溝玉軸受: 最大限の潤滑アクセス、ゼロ保護

オープンベアリングには、ベアリングキャビティの両側にシールドやシールがありません。ボール、ケージ、軌道は周囲の環境に完全にさらされています。

オープンベアリングが得意とすること

• 高速動作： シールが接触していない、またはシールに近い状態でさえも、サイド カバーからの追加の摩擦がゼロであることを意味します。オープンベアリングは、同等の速度で 3 つのタイプの中で最も低い動作温度を達成します。これは、スピンドルベアリングや上で動作する精密工作機械で重要です。 ベアリングの限界速度の 70%
• 再潤滑の柔軟性: 定期メンテナンス中に、グリースまたはオイルを軌道面に直接導入できます。このため、潤滑剤の供給がベアリングの外部にある集中オイル潤滑システム、オイルバスサンプ、およびオイルミストシステムでは、オープンベアリングが正しい選択となります。
• 高温用途: 2RS ベアリングのゴムシールは通常、次のように評価されています。 120°C (248°F) 連続 NBRゴム用または 150°C (302°F) HNBR または PTFE リップのバリエーション用。これらのしきい値を超えると、高温グリースまたは循環オイルを使用したオープンベアリングが唯一の選択肢になります。
• ウォッシュダウンおよびパージのアプリケーション: 食品加工装置では、洗浄サイクル中に汚染物質を除去するためにベアリングを新しいグリースでパージする必要がありますが、オープンベアリングでは古いグリースと汚染物質を完全に洗い流すことができます。密閉ベアリングは汚染物質を内部に閉じ込めます。

オープンベアリングが故障する場所

• 浮遊粉塵、金属粒子、湿気、またはプロセス汚染のある環境。 SKF と 日本精工 による研究は一貫して次のことを示しています。 汚染はベアリングの早期故障全体の 14 ～ 16% を占めます — これらの大部分は、シールドまたはシールとして指定されるべきオープンベアリングで発生します。
• 再潤滑間隔が長い場合、またはメンテナンスへのアクセスが困難な用途 - 定期的にグリースを再注入しないと、グリースが保持する障壁がないため、グリースが軌道ゾーンから移動してしまうため、開放軸受は密封タイプよりも早く乾きます。

シールド付き深溝玉軸受 (Z / ZZ): 最低速度ペナルティでの部分的な保護

シールドベアリングには、1 枚 (接尾辞 Z) または 2 枚 (接尾辞 ZZ) の打ち抜き鋼板が外輪に固定されています。シールドは内輪に向かって内側に伸びていますが、内輪には接触しません。約 0.1～0.3mm シールドの端と内輪の肩の間。

ランニングクリアランスが実際に何を意味するか

• クリアランス ギャップより大きい固体粒子 (通常はそれ以上のもの) はブロックされます。 0.1～0.3mm 直径で。これにより、繊維、木工、軽工業環境で一般的なほとんどの金属摩耗破片、大きな粉塵粒子、繊維状汚染物を処理できます。
• 微粒子（シリカダスト、カーボンブラック、研削作業で発生する微細な金属微粉）は、隙間を通過して軌道面に入ります。シールドベアリングは、 細かい研磨粉塵のある環境には適していません
• 液体汚染はギャップを自由に通過します - シールドベアリングは基本的に水や冷却剤への耐性を提供しません

シールドベアリングに比べて速度と温度の面で優れています

• シールドが内輪に接触しないため、 シール摩擦なし — ZZ シールド ベアリングの速度定格は、同等のオープン ベアリングと本質的に同じです。 15 ～ 25% 高い 2RS シール構成の同じベアリングよりも
• シールドによる動作温度の上昇は無視できます。接触シールされた 2RS ベアリングの高速時の上昇は 5 ～ 15 °C であるのに比べ、同等の速度と荷重でオープン ベアリングよりも 2 ～ 3 °C 未満です。
• シールド付きベアリングは、一部の構成ではシールドのクリアランス ギャップを通してグリースを再注入できますが、これはオープン ベアリングに再グリースを注入するよりも効果的ではありません。シールドによりグリースの量と分配が制限されます。

密封型深溝玉軸受 (RS / 2RS): 工場でグリースを塗布、汚染に強く、メンテナンス不要

シールドベアリングでは、内輪に接触または内輪に近接するリップを備えたゴムシール (通常は NBR (ニトリルブタジエンゴム)、HNBR、または PTFE) が使用されます。 RS 接尾辞は 1 つのシールを示します。 2RSは両側のシールを示します。

接触シールと低接触シールの比較

• コンタクトシール（標準2RS）： ゴムリップは軽い接触圧力で内輪を押し付けます。これにより、微細な粉塵、水しぶき、および軽い冷却剤の飛沫に対して効果的な、最良の汚染除去が実現されますが、測定可能な摩擦が発生します。 6205-2RS ベアリングには約 速度定格が 20 ～ 30% 低い 同じ寸法の 6205 オープンベアリングよりも
• 低摩擦または非接触シール (メーカーによって異なる RZ、LLB 接尾辞): リップは接触ではなく非常に小さなクリアランスで動作します。摩擦特性はシールドベアリングに近いですが、金属シールドよりも微粒子の排除がはるかに優れています。速度定格は ZZ ベアリングと 2RS ベアリングの間にあります。 SKF はこれを RZ と呼びます。 FAG は接尾辞 RSR を使用します。 NTNはLLBを使用しています

工場グリース充填とメンテナンスフリーの耐用年数

• 標準の 2RS ベアリングには、リチウムベースのグリースが約 100% 充填されています。 空き内部ボリュームの 25 ～ 35% 工場で。過剰充填は撹拌損失と温度上昇を引き起こします。充填不足は早期の潤滑不足を引き起こします。工場出荷時の充填はベアリングの内部形状に合わせて調整されており、現場では簡単に再現できません。
• 通常の動作条件 (80°C 以下、中程度の速度、深刻な汚染がない場合) では、2RS ベアリングのグリース充填により、計算上のグリース寿命は次のようになります。 20,000 ～ 50,000 時間 小型から中型のフレーム サイズに適しています。多くの用途においてベアリングの L10 設計寿命全体が効果的です。
• シール付きベアリングは、使用中にシールを取り外さずにグリースを再注入することはできません。これを行うと、汚染保護が無効になり、汚染物質が混入する危険性があります。グリースの寿命が尽きた場合、またはベアリングが計算上の耐用年数に達した場合に、ユニットとして交換できるように設計されています。

仕様の並べての比較

どれを指定するか: アプリケーション タイプ別の意思決定フレームワーク

次の場合にオープンベアリングを指定します。

• 軸受は、外部潤滑剤の供給が継続的に制御されるオイルバス、オイルミスト、または循環オイル潤滑システム内で動作します。
• 動作速度が超過 ベアリングの限界速度の 80% 温度バジェットは厳しい - 電動モータースピンドル、高速ギアボックス、精密研削スピンドル
• 動作温度が継続的に 150°C を超えており、適切な高温シール材料がありません。
• この用途では、食品加工、製薬、定置洗浄 (CIP) 装置などの洗浄サイクル中にグリースのパージが必要です。

次の場合にシールド (ZZ) ベアリングを指定します。

• 環境には大きな固体粒子 (金属片、繊維状の破片、大きな粉塵) が含まれていますが、微細な研磨粉塵や液体汚染は含まれていません - 軽工業、コンベヤ システム、繊維機械
• 速度要件はオープンベアリングの制限速度に近く、接触シールの摩擦ペナルティは許容できませんが、ある程度の汚染防止が必要です
• ベアリングは密閉性の高いギアボックスまたはエンクロージャに収容されており、外部ハウジングのシールが一次汚染の排除に使用され、ベアリングのシールドは二次的なバリアとしてのみ機能します。

次の場合にシールド (2RS) ベアリングを指定します。

• 環境には微細な塵、湿気、冷却剤の飛沫、または液体汚染のリスクがあります。これは、一般的な産業、農業、建設、および HVAC 用途の大部分をカバーします。
• メンテナンスへのアクセスが難しい、またはメンテナンス間隔が長い - ベアリングの再グリスアップがメンテナンス プログラムに含まれていない電気モーター、ポンプ、ファン、および家電製品のモーター
• アプリケーションは消費者向けまたは軽商用製品であり、 製品の設計寿命の間、メンテナンスフリーで動作します は必須です - 家庭用電化製品、電動工具、自転車、小型モーター
• 動作速度は以下です オープンベアリングの制限速度の 70% — シールドベアリングの速度定格は快適に範囲内にあり、汚れから保護する利点が摩擦のペナルティを上回ります。

主要メーカー別仕様コード：軸受の呼び方の正しい見方

シールドとシールのサフィックス コードは、メーカー間で完全に標準化されていません。あるサプライヤーの 6205-2RS として指定されているベアリングは、別のサプライヤーの 6205-2RS とは異なるシール材料または形状を使用している場合があります。ブランド間で相互参照する場合は、メーカーのカタログで接尾辞の意味を必ず確認してください。

避けるべき一般的な仕様の間違い

• 汚染された環境でコストを節約するためにオープンベアリングを指定する: 同じメーカーの 6205 オープン ベアリングと 6205-2RS シールド ベアリングの価格差は通常、 3 ～ 5 ドル未満 標準メートル軸受の場合。早期の障害によるコスト（計画外のダウンタイム、労力、結果的損害）は桁違いに大きくなります
• シール温度定格を超えて 2RS シールド ベアリングを使用する場合: NBR ゴムシールは 120°C を超えると硬化し始め、亀裂が入り、見た目には無傷に見えても汚染が侵入する可能性があります。高温用途では、HNBR シール (定格 150°C) または PTFE バリアントを明示的に指定します。シール材料の仕様を確認せずに、2RS ベアリングが高温使用に適していると想定しないでください。
• シールドベアリングが防水であると仮定すると、次のようになります。 内輪のランニングクリアランスにより、重大な飛沫や結露にさらされた場合に水が浸入する可能性があります。湿気の多い環境や洗い流される環境では、シールドされたベアリングは内側から腐食します。これらの条件では、ステンレス鋼のシールドまたはステンレス鋼のベアリングを備えた 2RS を指定してください。
• 2RS シールドベアリングに外部グリースを追加する: シールされたベアリングにグリースガンを適用すると、グリースが外側からシールリップに押し込まれます。これにより、リップの形状が歪み、シールの接触が破壊され、グリースフィッティングまたはニップルに付着していた汚染物がベアリングキャビティに直接導入されます。これは意図した効果とは逆のことです。
• 接尾辞をチェックせずに、ベアリング番号のみで相互参照します。 6205 と 6205-2RS の定格荷重と寸法は同じですが、サービス要件はまったく異なります。注文書で接尾辞なしで基本番号を指定すると、密封が意図されていたにもかかわらず、開いたベアリングを受け取ることになることがよくあります。調達文書には常に接尾辞を含む完全な指定を含めてください