ベアリングの荷重について

Question

ベアリングの深溝玉軸受の使用し、スラスト荷重のみを受ける構造
を検討しているのですが、このときのベアリングの荷重計算は
カタログ等に記載してある動等価荷重の計算でよろしいのでしょうか？
ラジアル荷重が0の場合は計算しても数値が0になってしまって
これで合っているのかが解らずこまっています。

検討中の構造は、軸を垂直にして深溝玉軸受をスラスト軸受の用に使用した感じで、この場合の寿命を計算しようと思って荷重を考えていました。
軸の先には回転させる物体があり20kgほどあります、軸はモータによって回転させようと思っています。

○  ｜　○
　　　　　｜　
　　　　　｜　　
　　　　　■　
　　　　　↓　20kg

図的にはこんな感じです。

Answer

そのままラジアル荷重として計算してはえらいことになりますよ。
必ずスラスト係数をかけてください。
ＮＴＮのカタログの場合ですが、ベアリング寸法のページで見開き右側のページの上の方に表が有り、そこに書いてある係数Ｙがスラスト係数です。
中間になる場合は比例計算でよかったと思います。
深溝玉軸受けにスラスト荷重をかけると、内輪がスラスト方向に移動して、アンギュラ玉軸受けと同じ様な状態になります。
この時の接触角から係数がでてくるわけです。
追記に書いてある構造ですと遠心力によるすりこぎ運動が起きると思いますので必ず２列かつ間隔を空けて設置して下さい。また、遠心力によるラジアル荷重も発生しそうなのでその分も入れるのを忘れずに。（モーメントも）
上記の理由から上下方向の精度は出ませんので注意が必要です。
ざっとこんなところでしょうか。

Answer

ワークの重心が軸心より偏心していると、この偏心によるベアリングへの
ラジアル荷重は考慮必要ですが、モータからワークまでの各部品の重心が
軸心にあるとしても、ベアリングの内輪とボール、外輪とボールは
ある接触角をもって負荷を受けるわけですよね。
だからベアリングはラジアル荷重もスラスト荷重も受けられる様になってる。
軸を回転させなくても静的状態でも、この接触角によりラジアル荷重が
発生するはずです。

ラジアル荷重 ←───○ボール
　　　　　 　　　　／│
　　　　　　     ／　│
　　　     　　／　　│
　　　   　　∠　　　↓スラスト荷重

この当たりも考慮必要と思います。

Answer

＃１さんの回答はちょっと？ですね。

最終的に重量のある物体を回す操作ということで慣性でラジアル方向へ
の負荷が発生します。（物体の重心位置は回転軸から逸れているはず
です）。回転数を少なくした場合はともかく回転速度変化によっては
スラスト以上に大きな負荷が発生します。

Answer

考えて行く　方向性は合ってると思いますよ
ただね　もうちょっと判りやすく書いて頂けないですか？（笑）
私の頭の中での想像ですが、
まず　スラスト荷重のみ受ける構造ってのが良く判りません
ラジアル荷重が０になる状態ってのも想像できません
ベアリング＝軸受け　ですよね？軸受け以外の使い方をされてるのですか？
スラスト、ラジアルの双荷重は　どのような状態であっても（値に違いがあっても）
値としてあるはずですよ

あぁ判りました（笑）
要するに　ラジアル方向荷重は無視しても良いような状態な訳ですね
垂直取り付けなら　そんな感じになりますね

では改めて・・・・
考える方向は　２通りあります。
モーター側から考える方法と
回転伝達先から考える方法です。
どちらが良いかは　その構造、装置により変わってきますので
判断が難しいですが、簡単なのはモーター側から考える方法だと思います

モーター側から考えますと、
当然の事ながら、基本的にモーターは回転を伝えるだけなのでスラスト、ラジアル共　ほとんど無いと考えても良いと思います。
従いまして、ベアリングの強度を考えた場合、なんでも良い事になります（笑）
実際には、モーター軸径は回転トルクを伝える上で必要な軸径になってますので（ＪＩＳで規定もされてますよね）
その軸径に合ったベアリングであれば　間違いないと思います。

回転伝達先から考える場合ですが、
回転であるが故に、回転ムラが発生し偏心荷重も発生するでしょう
回転／停止を繁盛に繰り返すならば　回転慣性も考えないといけないでしょう
しかしながら　これらは　ラジアル荷重、回転負荷になりますよね？
って事は　実際にかかるスラスト荷重は　重力の影響を受けてかかる荷重程度になるのではないですか？
回転テーブルであれば　ジャイロ効果による荷重ってのもありますが・・・

何にしろ　どのような物を回転させても　まず求められるのは
回転負荷ですよね？次にラジアル荷重（偏心荷重）くらいかな？
私の場合は、回転負荷くらいは当然計算しますが、偏心による負荷等までは
影響が出る機構でない限り計算しません。
その代わり　ベアリングに関しましては　量産機である場合は　寿命計算はします。
寿命計算は　昨今は大変楽になりまして　大手ベアリングメーカーのＨＰに行けば
計算できますよ（笑）一度試されては如何ですか？

ここからは勘ですが、
垂直方向に軸を取り付ける場合、そのベアリングは　インナーレースをしっかり保持してやったほうが良いですよ
ベアリングは２ヶ使いですか？　もしそうでしたらベアリングの間に
カラーを設けてインナーだけ繋いでベアリングナット等でしっかり固定してやれば
スラスト荷重は　ベアリングの玉とアウターで受ける事になり、尚且つ２列受けになりますよね？
どのような規模の装置なのか、存知上げませんが　軸径をモーター出力シャフトより
細くしてなければ　たぶん持ちますよ

ベアリングの荷重計算はカタログの動等価荷重で合っている？