JP2004011738A - 自動調心ころ軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】実際の軸受寿命の延長を可能にして長寿命化を図る。
【解決手段】内輪３１と外輪３２との間に複数のころ３３が周方向に転動可能に配設された自動調心ころ軸受３０において、ころ３３の転がり面軸方向の曲率半径ｒと内輪３１の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒを０．９５以上とし、且つ内輪３１の転がり面の残留オーステナイト量Γところ３３の転がり面の残留オーステナイト量γとの比Γ／γを０．２以下とする。
【選択図】 図１
【解決手段】内輪３１と外輪３２との間に複数のころ３３が周方向に転動可能に配設された自動調心ころ軸受３０において、ころ３３の転がり面軸方向の曲率半径ｒと内輪３１の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒを０．９５以上とし、且つ内輪３１の転がり面の残留オーステナイト量Γところ３３の転がり面の残留オーステナイト量γとの比Γ／γを０．２以下とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内輪と外輪との間に複数のころが周方向に転動可能に配設された自動調心ころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動調心ころ軸受はころ軸受に分類されるが、軌道輪ところとの接触形態は円錐ころ軸受や円筒ころ軸受のような純粋な線接触とは異なり、大きな接触楕円を持つ点接触である。したがって、従来においては、自動調心ころ軸受の長寿命化を図るために、ころの転がり面軸方向の曲率半径ｒと内輪の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒをできるだけ大きく、即ち、できるだけ１に近づける取り組みがなされてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動調心ころ軸受においては、上述したｒ／Ｒを大きくすると接触面圧が低下するので表面下の最大せん断応力が低下し、ＩＳＯ２８１による寿命計算上は寿命延長となるが、実際には接触部の差動すべりが著しく大きくなり、この差動すべりによる接線力（引っ張り応力）が増して表面疲労が蓄積されるので、ｒ／Ｒを大きくしても必ずしも軸受の長寿命化が図れないのが実情であった。
【０００４】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、実際の軸受寿命の延長を可能にして長寿命化を図ることができる自動調心ころ軸受を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、内輪と外輪との間に複数のころが周方向に転動可能に配設された自動調心ころ軸受において、前記ころの転がり面軸方向の曲率半径ｒと前記内輪の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒが０．９５以上で、且つ前記内輪の転がり面の残留オーステナイト量Γと前記ころの転がり面の残留オーステナイト量γとの比Γ／γが０．２以下であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例である自動調心ころ軸受の要部断面図、図２は各Γ／γ毎のＬｏｂｓ／Ｌｃａｌとｒ／Ｒとの関係を示すグラフ図である。
この自動調心ころ軸受３０は、図１に示すように、内輪３１の２列の軌道溝３１ａ、３１ｂと外輪３２の軌道面３２ａとの間に二列のころ３３が保持器３４を介して周方向に転動可能に介装されている。
【０００７】
ここで、この実施の形態では、ころ３３の転がり面軸方向の曲率半径ｒと内輪３１の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒを０．９５以上とし、且つ内輪３１の転がり面の残留オーステナイト量Γところ３３の転がり面の残留オーステナイト量γとの比Γ／γを０．２以下としており、これにより、実際の軸受寿命の延長を可能にして長寿命化を図る。
【０００８】
次に、本発明における各数値限定の臨界的意義について説明する。
自動調心ころ軸受の寿命値は、上記ｒ／Ｒを大きくすると延長される。実際に得られる寿命値をＬｏｂｓ（＝Ｌ１０）、ＩＳＯ２８１による計算寿命をＬｃａｌとした場合、ｒ／Ｒを大きくすると、計算寿命Ｌｃａｌは大きくなり、実寿命Ｌｏｂｓも計算寿命Ｌｃａｌに比例して大きくなるために軸受の長寿命化が図られるが、ｒ／Ｒが０．９５以上になると、接触部の差動すべりが著しく大きくなるため、計算寿命Ｌｃａｌは大きくなっても実寿命Ｌｏｂｓは低下するようになる。ところが、ころの転がり面の残留オーステナイト量γを内輪の転がり面の残留オーステナイト量Γより多くすると、実寿命Ｌｏｂｓが低下し始める上記ｒ／Ｒの臨界値が０．９５より大きくなる（図２参照）。
【０００９】
ここで、Γ／γを０．２以下にすると、上記ｒ／Ｒの臨界値が０．９９５で飽和する。このように、ｒ／Ｒを０．９５以上０．９９５以下、且つΓ／γを０．２以下にすると軸受の長寿命化に特段の効果がある。なお、このようにΓ／γが寿命のパラメータとなるのは、残留オーステナイトが軟らかい組織であり、ころと内輪の転がり面同士が滑っても、ころ側により多くの残留オーステナイト組織があるとお互いに接線力が緩和されるためと考えられる。
【００１０】
【実施例】
次に、軸受の疲労寿命試験について説明する。
図１と同一構造で、内径φ５５ｍｍ、外径φ１００ｍｍ、組立幅２５ｍｍの自動調心ころ軸受を試験軸受とし、ころの転がり面軸方向の曲率半径ｒと内輪の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒを０．８００〜０．９９９の間で変化させたものをそれぞれ１０個作成した。内輪、外輪及びころの素材はＳＵＪ２鋼を用い、熱処理は、焼入れ（８２０〜８４０°Ｃで１時間）、焼戻し（１６０〜１８０°Ｃで２時間）とした。なお、一部の内輪については、Γ／γ＝０．２以下の条件を満たすべく、焼戻し温度を２２０〜２４０°で２時間として残留オーステナイト量が少なくなるように調節した。
【００１１】
また、転がり面（内輪及び外輪の軌道面、及びころの転動面）の表面粗さは、約０．１μｍＲａで、硬さはＨＲＣ５８〜６４である。
寿命試験方法は、外輪（固定輪）を寿命試験機のハウジングに組み込むとともに、内輪（回転輪）を回転軸に嵌め合わせ、ラジアル荷重Ｆｒとアキシャル荷重Ｆａを自動調心ころ軸受に負荷し、回転軸を回転させることで評価を行った。この際、内輪と回転軸との嵌め合い応力として７０ＭＰａ付与した。
【００１２】
試験条件は次の通りである。
ラジアル荷重Ｆｒとアキシャル荷重Ｆａの比率を一定（ＦａはＦｒの２０％）に保ちながら動等価荷重Ｐを動定格荷重Ｃの３８％（Ｐ／Ｃ＝０．３８）となるように負荷した。
内輪の回転速度Ｎ＝３００ｍｉｎ−１
潤滑剤：ＩＳＯ ＶＧ４６０
試験温度：１１０°Ｃ
油膜パラメータ（油膜表面粗さ）Λ＝０．８２として
ＩＳＯ２８１の定格疲れ寿命（１０％破損寿命の計算値）：１６８時間
図２にΓ／γが１、０．８、０．６、０．５、０．４、０．２、０．０毎のＬｏｂｓ／Ｌｃａｌとｒ／Ｒとの関係を示す。なお、γは８％である。
【００１３】
図２から明らかなように、Γ／γ＝１のときは、ｒ／Ｒが０．９５より大きくなると、Ｌｏｂｓ／Ｌｃａｌが低下し始めるが、Γ／γを１より小さくなるにつれて、Ｌｏｂｓ／Ｌｃａｌが低下し始めるｒ／Ｒが０．９５より大きくなり、Γ／γが０．２以下ではｒ／Ｒの臨界値が０．９９５付近で飽和するのが判る。即ち、Γ／γが０．２でも０．０でも同じ寿命値を示す。
【００１４】
以上の結果から、ｒ／Ｒを大きくして接触面圧が低下するにも関わらず、接触部の差動すべりが著しく大きくなり、表面疲労が蓄積され寿命延長効果が得られないという問題に対し、ころの転がり面軸方向の曲率半径ｒと内輪の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒが０．９５以上で、且つ内輪の転がり面の残留オーステナイト量Γところの転がり面の残留オーステナイト量γとの比Γ／γが０．２以下とすることにより、実際の軸受寿命の延長が可能になり長寿命化を図ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、実際の軸受寿命の延長が可能になり、軸受の長寿命化を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例である自動調心ころ軸受の要部断面図である。
【図２】各Γ／γ毎のＬｏｂｓ／Ｌｃａｌとｒ／Ｒとの関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
３０…自動調心ころ軸受
３１…内輪
３２…外輪
３３…ころ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内輪と外輪との間に複数のころが周方向に転動可能に配設された自動調心ころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動調心ころ軸受はころ軸受に分類されるが、軌道輪ところとの接触形態は円錐ころ軸受や円筒ころ軸受のような純粋な線接触とは異なり、大きな接触楕円を持つ点接触である。したがって、従来においては、自動調心ころ軸受の長寿命化を図るために、ころの転がり面軸方向の曲率半径ｒと内輪の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒをできるだけ大きく、即ち、できるだけ１に近づける取り組みがなされてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動調心ころ軸受においては、上述したｒ／Ｒを大きくすると接触面圧が低下するので表面下の最大せん断応力が低下し、ＩＳＯ２８１による寿命計算上は寿命延長となるが、実際には接触部の差動すべりが著しく大きくなり、この差動すべりによる接線力（引っ張り応力）が増して表面疲労が蓄積されるので、ｒ／Ｒを大きくしても必ずしも軸受の長寿命化が図れないのが実情であった。
【０００４】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、実際の軸受寿命の延長を可能にして長寿命化を図ることができる自動調心ころ軸受を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、内輪と外輪との間に複数のころが周方向に転動可能に配設された自動調心ころ軸受において、前記ころの転がり面軸方向の曲率半径ｒと前記内輪の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒが０．９５以上で、且つ前記内輪の転がり面の残留オーステナイト量Γと前記ころの転がり面の残留オーステナイト量γとの比Γ／γが０．２以下であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例である自動調心ころ軸受の要部断面図、図２は各Γ／γ毎のＬｏｂｓ／Ｌｃａｌとｒ／Ｒとの関係を示すグラフ図である。
この自動調心ころ軸受３０は、図１に示すように、内輪３１の２列の軌道溝３１ａ、３１ｂと外輪３２の軌道面３２ａとの間に二列のころ３３が保持器３４を介して周方向に転動可能に介装されている。
【０００７】
ここで、この実施の形態では、ころ３３の転がり面軸方向の曲率半径ｒと内輪３１の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒを０．９５以上とし、且つ内輪３１の転がり面の残留オーステナイト量Γところ３３の転がり面の残留オーステナイト量γとの比Γ／γを０．２以下としており、これにより、実際の軸受寿命の延長を可能にして長寿命化を図る。
【０００８】
次に、本発明における各数値限定の臨界的意義について説明する。
自動調心ころ軸受の寿命値は、上記ｒ／Ｒを大きくすると延長される。実際に得られる寿命値をＬｏｂｓ（＝Ｌ１０）、ＩＳＯ２８１による計算寿命をＬｃａｌとした場合、ｒ／Ｒを大きくすると、計算寿命Ｌｃａｌは大きくなり、実寿命Ｌｏｂｓも計算寿命Ｌｃａｌに比例して大きくなるために軸受の長寿命化が図られるが、ｒ／Ｒが０．９５以上になると、接触部の差動すべりが著しく大きくなるため、計算寿命Ｌｃａｌは大きくなっても実寿命Ｌｏｂｓは低下するようになる。ところが、ころの転がり面の残留オーステナイト量γを内輪の転がり面の残留オーステナイト量Γより多くすると、実寿命Ｌｏｂｓが低下し始める上記ｒ／Ｒの臨界値が０．９５より大きくなる（図２参照）。
【０００９】
ここで、Γ／γを０．２以下にすると、上記ｒ／Ｒの臨界値が０．９９５で飽和する。このように、ｒ／Ｒを０．９５以上０．９９５以下、且つΓ／γを０．２以下にすると軸受の長寿命化に特段の効果がある。なお、このようにΓ／γが寿命のパラメータとなるのは、残留オーステナイトが軟らかい組織であり、ころと内輪の転がり面同士が滑っても、ころ側により多くの残留オーステナイト組織があるとお互いに接線力が緩和されるためと考えられる。
【００１０】
【実施例】
次に、軸受の疲労寿命試験について説明する。
図１と同一構造で、内径φ５５ｍｍ、外径φ１００ｍｍ、組立幅２５ｍｍの自動調心ころ軸受を試験軸受とし、ころの転がり面軸方向の曲率半径ｒと内輪の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒを０．８００〜０．９９９の間で変化させたものをそれぞれ１０個作成した。内輪、外輪及びころの素材はＳＵＪ２鋼を用い、熱処理は、焼入れ（８２０〜８４０°Ｃで１時間）、焼戻し（１６０〜１８０°Ｃで２時間）とした。なお、一部の内輪については、Γ／γ＝０．２以下の条件を満たすべく、焼戻し温度を２２０〜２４０°で２時間として残留オーステナイト量が少なくなるように調節した。
【００１１】
また、転がり面（内輪及び外輪の軌道面、及びころの転動面）の表面粗さは、約０．１μｍＲａで、硬さはＨＲＣ５８〜６４である。
寿命試験方法は、外輪（固定輪）を寿命試験機のハウジングに組み込むとともに、内輪（回転輪）を回転軸に嵌め合わせ、ラジアル荷重Ｆｒとアキシャル荷重Ｆａを自動調心ころ軸受に負荷し、回転軸を回転させることで評価を行った。この際、内輪と回転軸との嵌め合い応力として７０ＭＰａ付与した。
【００１２】
試験条件は次の通りである。
ラジアル荷重Ｆｒとアキシャル荷重Ｆａの比率を一定（ＦａはＦｒの２０％）に保ちながら動等価荷重Ｐを動定格荷重Ｃの３８％（Ｐ／Ｃ＝０．３８）となるように負荷した。
内輪の回転速度Ｎ＝３００ｍｉｎ−１
潤滑剤：ＩＳＯ ＶＧ４６０
試験温度：１１０°Ｃ
油膜パラメータ（油膜表面粗さ）Λ＝０．８２として
ＩＳＯ２８１の定格疲れ寿命（１０％破損寿命の計算値）：１６８時間
図２にΓ／γが１、０．８、０．６、０．５、０．４、０．２、０．０毎のＬｏｂｓ／Ｌｃａｌとｒ／Ｒとの関係を示す。なお、γは８％である。
【００１３】
図２から明らかなように、Γ／γ＝１のときは、ｒ／Ｒが０．９５より大きくなると、Ｌｏｂｓ／Ｌｃａｌが低下し始めるが、Γ／γを１より小さくなるにつれて、Ｌｏｂｓ／Ｌｃａｌが低下し始めるｒ／Ｒが０．９５より大きくなり、Γ／γが０．２以下ではｒ／Ｒの臨界値が０．９９５付近で飽和するのが判る。即ち、Γ／γが０．２でも０．０でも同じ寿命値を示す。
【００１４】
以上の結果から、ｒ／Ｒを大きくして接触面圧が低下するにも関わらず、接触部の差動すべりが著しく大きくなり、表面疲労が蓄積され寿命延長効果が得られないという問題に対し、ころの転がり面軸方向の曲率半径ｒと内輪の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒが０．９５以上で、且つ内輪の転がり面の残留オーステナイト量Γところの転がり面の残留オーステナイト量γとの比Γ／γが０．２以下とすることにより、実際の軸受寿命の延長が可能になり長寿命化を図ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、実際の軸受寿命の延長が可能になり、軸受の長寿命化を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例である自動調心ころ軸受の要部断面図である。
【図２】各Γ／γ毎のＬｏｂｓ／Ｌｃａｌとｒ／Ｒとの関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
３０…自動調心ころ軸受
３１…内輪
３２…外輪
３３…ころ
Claims (1)
- 内輪と外輪との間に複数のころが周方向に転動可能に配設された自動調心ころ軸受において、前記ころの転がり面軸方向の曲率半径ｒと前記内輪の転がり面軸方向の曲率半径Ｒとの比ｒ／Ｒが０．９５以上で、且つ前記内輪の転がり面の残留オーステナイト量Γと前記ころの転がり面の残留オーステナイト量γとの比Γ／γが０．２以下であることを特徴とする自動調心ころ軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002165380A JP2004011738A (ja) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | 自動調心ころ軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002165380A JP2004011738A (ja) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | 自動調心ころ軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004011738A true JP2004011738A (ja) | 2004-01-15 |
Family
ID=30433234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002165380A Pending JP2004011738A (ja) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | 自動調心ころ軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004011738A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005308207A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-11-04 | Nsk Ltd | 自動調心ころ軸受 |
| CN103032461A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-10 | 瓦房店轴承集团有限责任公司 | 新型结构的冲压保持架调心滚子轴承 |
| JP2013164132A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Nsk Ltd | 自動調心ころ軸受及びその製造方法 |
-
2002
- 2002-06-06 JP JP2002165380A patent/JP2004011738A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005308207A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-11-04 | Nsk Ltd | 自動調心ころ軸受 |
| JP2013164132A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Nsk Ltd | 自動調心ころ軸受及びその製造方法 |
| CN103032461A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-10 | 瓦房店轴承集团有限责任公司 | 新型结构的冲压保持架调心滚子轴承 |
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