ラジアル荷重は軸を通る作用線物体の対称軸に対して垂直に加えられる力です。たとえば、プーリーのベルトは、プーリーシャフトのベアリングまたはベアリングにラジアル荷重をかけます。
図1の黄色の矢印は、プーリーを通過するベルトの張力によるシャフトへの半径方向の力または荷重を表しています。
図1.プーリーシャフトのラジアル荷重。出典：自作。
国際システムまたはSIシステムでのラジアル荷重の測定単位は、ニュートン（N）です。しかし、キログラム力（Kg-f）やポンド力（lb-f）など、他の力の単位も使用されます。
どのように計算されますか？
構造の要素のラジアル荷重の値を計算するには、次の手順に従う必要があります。
-各要素に力の図を作成します。
-並進平衡を保証する方程式を適用します。つまり、すべての力の合計がゼロになります。
-回転平衡が満たされるように、トルクまたはモーメントの方程式を検討します。この場合、すべてのトルクの合計はゼロでなければなりません。
-各要素に作用するラジアル荷重を特定できるように力を計算します。
解決された演習
-演習1
次の図は、張力がかかったプーリーが張力Tで通過するプーリーを示しています。プーリーは、2つのベアリングで支持されているシャフトに取り付けられています。それらの1つの中心は、プーリーの中心から距離L 1にあります。もう一方の端は、距離L 2にあるもう一方のベアリングです。
図2.張力がかかったベルトが通過するプーリー。出典：自作。
シャフトとプーリの重量が加えられた応力よりも大幅に小さいと仮定して、各ジャーナルベアリングのラジアル荷重を決定します。
ベルト張力100 kg-f、距離L 1 = 1 mおよびL 2 = 2 mの値と見なします。
解決
まず、シャフトに作用する力の図を作成します。
図3.運動1の力の図。
プーリー張力はTですが、プーリー位置でのシャフトのラジアル荷重は2Tです。シャフトとプーリーの重量は考慮されていません。問題の説明から、ベルトにかかる張力よりもかなり小さいことがわかります。
シャフト上のサポートの半径方向の反力は、半径方向の力または荷重T1およびT2によって発生します。図には、サポートからプーリーの中心までの距離L1とL2も示されています。
座標系も表示されます。軸の総トルクまたはモーメントは、座標系の原点を中心として計算され、Z方向に正になります。
平衡状態
これで、平衡条件が確立されました。力の合計はゼロに等しく、トルクの合計はゼロに等しくなります。
2番目の方程式から、サポート2（T 2）の軸の半径方向の反作用が得られ、最初の式に置き換えて、サポート1（T 1）の軸の半径方向の反力を解きます。
T 1 =（2/3）T = 66.6 kg-f
そして、サポート2の位置でのシャフトのラジアル荷重は次のとおりです。
T 2 =（4/3）T = 133.3 kg-f。
演習2
次の図は、すべて同じ半径Rの3つのプーリーA、B、Cで構成されるシステムを示しています。プーリーは張力Tのベルトで接続されています。
シャフトA、B、Cは潤滑ベアリングを通過します。軸AとBの中心間の距離は半径Rの4倍です。同様に、軸BとC間の距離も4Rです。
ベルト張力が600Nであると仮定して、プーリーAおよびBの軸のラジアル荷重を決定します。
図4.滑車システム。演習2.（独自のエラボレーション）
解決
我々は、最初にプーリーAにおよびB上の行為は、我々は、2つの張力T有すること力の図を描くことによって開始1及びT 2、並びに力F Aを軸A上軸受及ぼすことプーリー。
同様に、プーリーBには、ベアリングがその軸に及ぼす張力T 3、T 4、および力F Bがあります。プーリシャフトAのラジアル荷重は力F Aであり、力F Bのラジアル荷重はBです。
図5.力図、演習2（独自の詳細）
軸A、B、Cは等角三角形を形成するため、角度ABCは45°です。
図に示されているすべての張力T 1、T 2、T 3、T 4は、ベルト張力である同じ係数Tを持っています。
プーリーAのバランス状態
ここで、プーリーAに作用するすべての力の合計がゼロでなければならない、プーリーAの平衡条件を記述します。
力のX成分とY成分を分離し、次のスカラー方程式のペアを（ベクトル的に）追加します。
F A X -T = 0; F A Y -T = 0
これらの方程式は次の等式を導きます：F AX = F AY =T。
したがって、ラジアル荷重の大きさは次のようになります。
F A =（T²+T²）1/2 = 2 1/2 ∙T = 1.41∙T = 848.5N。方向は45°。
プーリーBのバランス状態
同様に、プーリーBの平衡条件を記述します。コンポーネントXの場合、次のようになります。F B X + T + T∙Cos45°= 0
コンポーネントYのY：F B Y + T∙Sen45°= 0
したがって：
F BX =-T（1 + 2 -1/2）およびF BY = -T∙2 -1/2
つまり、プーリーBのラジアル荷重の大きさは次のとおりです。
F B =（（1 + 2 -1/2）²+ 2 -1）1/2 ∙T = 1.85∙T = 1108.66 Nで、その方向は135°です。
参考文献
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