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May 12, 2023

なぜ軽量旋回リング、(ベアリング)航空宇宙産業や防衛産業など、要求の厳しいモーション コントロール アプリケーションの設計エンジニアにとって、急速に第一の選択肢になりつつありますか?

簡単に言えば、絶対的な精度、最適な機械的性能、良好な耐食性が不可欠である場合、軽量旋回リングは最も困難な用途で実証されています。カール・ブランデル、医学博士ベアリングのスペシャリストカーター・マニュファクチャリング、その理由をさらに詳しく調べます。

数字が物語を語ることもあります。 たとえば、私たちは最近、防衛用途の砲塔取り付け用に指定された軽量で耐久性の高いアルミニウム製旋回ベアリングの 1 つを目にしました。 タレットの直径は 2 メートルを超えますが、振れはミクロン単位で測定されます。 簡単に言えば、旋回リングまたはベアリングを使用すると、設計チームがペアのベアリングを 1 つのアイテムに置き換えることができるため、部品数、重量、複雑さ、コストが削減されます。

カーター氏が携わった代表的なアプリケーションには次のものがあります。 宇宙船用の推進システムとレーダー ジンバル ベアリング、CT スキャナー、医療用途の心臓血管機械、ヘリコプターのシート マウント、航空宇宙用の兵器システム、およびロボット、砲塔、監視システムを含むその他の精密軍事システム。

それほど要求の厳しいモーション制御アプリケーション向けに利用可能な回転リングは数多くありますが、ハイテクアプリケーション向けの選択肢は限られています。 これらの例としては、AFV (装甲戦闘車両)、衛星、超高真空環境、または非常に高いレベルの精度、軽量化、耐食性を必要とする軍用仕様の追跡システムなどが挙げられます。 前述のアルミニウム製旋回リングでは、革新的な分割薄肉軸受設計を採用することにより、優れた精度を実現しました。

内輪と外輪が分割されているため、軸とハウジングのはめ合いによってベアリングの予圧を決定できるため、アプリケーションの設計段階でクリアランスや予圧の設定を行うことができます。 これは、設計の一部にステンレス鋼コンポーネントを使用することで耐食性を最適化しながら、工場での組み立て時にベアリングに特別な予圧を設定する必要がなくなるため、コストが大幅に削減されることを意味します。

旋回ベアリングは、負荷がかかったときに転動体がベアリング内で反動的な動きを生み出すように設計されており、これにより、モーション コントロール アプリケーションに存在する既存のオーバーラン (または転倒) 負荷に対抗できます。

これは、サイズが小さいと船舶、車両、UAV が運用中に視認または追跡しにくくなる軍用陸海空機器の設計者にとって非常に重要です。 軽量旋回ベアリングを使用するもう 1 つの利点は、関連する駆動システムまたはギア リングを所定の位置に配置する必要がある用途にあります。 これらのプロジェクトでは、必要な機械加工 (ギア リングの組み込みなど) がすでに行われた状態で旋回リングを指定できます。

この追加エンジニアリングは、ほとんどのサイズと定格荷重のほとんどの旋回ベアリングで可能であり、初期コストの大幅な節約を達成するとともに、不必要な複雑さを取り除くのに役立ちます。 カーター社が防衛および航空宇宙請負業者に供給する旋回ベアリングにはギア リングまたは歯が付いており、選択したドライブまたはピックアップ システムの必要に応じて内輪または外輪のいずれか (または両方) に組み込むことができます。

最も一般的に指定される旋回ベアリングは、プレーン、フランジ付き、またはギア付きで、絶対的な設計強度、精度、耐久性を実現するために、内輪と外輪の両方の穴を使用して必要な面に取り付けられます。 これらは、特にレーダー、ターゲットトラッカー、AFV タレットなどの高精度アプリケーションにとって重要な設計機能です。 設定された横方向または縦方向の設計荷重パラメータに応じて、代替の取り付け方法を利用することもできます。

防衛、航空宇宙、極低温または原子力産業のハイテク用途で使用できる一連の旋回ベアリングは、さまざまな内部および外部スタイルを提供します。 アプリケーションごとに力が予測されると、エンジニアはさまざまなオプションから選択できるようになります。 例えば; シングルまたはダブルボール設計、ローラー設計 (または単方向使用の場合はダブルローラー)、クロスローラー (双方向使用に適しています)、トリプルローラー、またはスプリット設計またはワイヤーを備えたボール/ローラー/ニードルの組み合わせ-レースインサート。 これにより、カーター社は、200 度/秒で回転する 200gm のスキャナを搭載するように設計されている場合でも、完全に回転するのに 20 時間かかる 12 トンの望遠鏡を搭載するように設計されている場合でも、特定の用途に合わせて回転軸受の応答を調整することができます。

超高真空用途で利用できる材料の選択肢にはアルミニウムが含まれており、これは超小型でありながらかなりの強度を必要とする重量が重要な用途に最適です。 設計エンジニアは、要求された仕様に一致する図面を提出することに集中するかもしれませんが、他のタイプのベアリングと同様に、旋回ベアリングに適用されるベアリング性能の別の重要な側面、つまりシールと潤滑の検討が他の人に委ねられることがあります。 。

攻撃的な環境、宇宙船、超高真空、または極端な温度用途で使用される回転軸受には特別なシールと潤滑が必要ですが、一般的な製造用途では多くの標準オプションから選択できます。 しかし、より魅力的な科学および製造プロジェクトにより、真のゲームチェンジャーであることが証明されたオーダーメイドのシールと革新的な潤滑剤が開発されました。 また、軽量旋回リングが現在仕様化されている防衛および航空宇宙用途の広範な用途では、カーターの社内および需要の高い CAD/CAM、FEA 施設の利点が強調されています。

精度、寿命、軽さ、耐食性は極めて重要であり、カーターズの施設を使用すると、設計者はベアリングのニーズをシミュレーションし、必要な重要なデータを取得して、実用的なプロトタイプを作成する前に最適な材料とベアリング設計の選択肢を選択することができます。 重要なパラメータは次のとおりです。 回転速度、曲げ荷重、プラットフォームの剛性と剛性、垂直方向の遊び、取り付けオプション、腐食保護、侵入保護、回転の滑らかさ。 このような多様な用途に対応するために、旋回リングにはセラミック、クロム鋼、ステンレス鋼などのさまざまな母材で作られた転動体を使用する仕様を指定できます。

詳細はこちら: https://www.carterbearings.co.uk/bearings/lightweight-slewing-rings

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