JP2008064640A - Bearing function evaluating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸受の各種機能(特に、耐圧性能、動摩擦トルク)を同時に評価可能とした軸受機能評価方法に関する。 The present invention relates to a bearing function evaluation method capable of simultaneously evaluating various functions (particularly pressure resistance performance, dynamic friction torque) of a bearing.
従来、軸受の各種機能を評価するための種々の軸受機能評価方法が知られている。その一例として特許文献1には、評価対象となる軸受が用いられる回転系を数学的にモデル化し、当該数学的モデルに基づいて、軸受の耐久性や振動特性などの各種機能を評価する方法が提案されている。このような評価方法において、例えば密封型シール付き軸受のシール密封性能(耐圧性能)の評価は、軸受を動作させずに静的な非回転状態とし、その状態で当該軸受に対して圧力を増減変化させながら付加して行われている。また、密封型シール付き軸受の動摩擦トルクの評価は、軸受を動的な回転状態とし、その状態で当該軸受に対して一定の圧力を付加して行われている。 Conventionally, various bearing function evaluation methods for evaluating various functions of a bearing are known. As an example, Patent Document 1 discloses a method of mathematically modeling a rotating system in which a bearing to be evaluated is used, and evaluating various functions such as durability and vibration characteristics of the bearing based on the mathematical model. Proposed. In such an evaluation method, for example, the seal sealing performance (pressure resistance performance) of a bearing with a hermetically sealed seal is evaluated as a static non-rotating state without operating the bearing, and in that state, the pressure is increased or decreased. It is done while changing. In addition, the evaluation of the dynamic friction torque of the sealed seal bearing is performed by placing the bearing in a dynamic rotation state and applying a certain pressure to the bearing in this state.
ところで、従来の評価方法では、その評価結果が実際の使用条件下での軸受機能と異なる場合があった。例えば密封型の接触シールでは、外力(圧力)を受けると当該接触シール接触圧が変化し、その際の摩擦抵抗が変化することで、動摩擦トルクの評価に影響を及ぼす場合がある。しかしながら、従来の評価方法では、かかる影響を考慮した評価を行うことができないといった問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、軸受の各種機能(特に、耐圧性能、動摩擦トルク)を同時に評価可能とした軸受機能評価方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a bearing function evaluation method capable of simultaneously evaluating various functions (particularly, pressure resistance performance, dynamic friction torque) of the bearing. .
このような目的を達成するために、本発明は、軸受回転状態で当該軸受の各種機能を同時に評価することが可能な軸受機能評価方法であって、気密性を持たせた回転計測装置に評価対象となる軸受を組替可能にセットした後、回転計測装置で軸受を回転させながら軸受に対して圧縮空気を可変に付加した状態において、回転計測装置の消費電力を測定することで当該軸受の動摩擦トルクを評価すると同時に、軸受を通過した空気圧を測定することで当該軸受の耐圧性能を評価する。 In order to achieve such an object, the present invention is a bearing function evaluation method capable of simultaneously evaluating various functions of the bearing in a rotating state of the bearing, and is evaluated in a rotation measuring device having airtightness. After setting the target bearing to be replaceable, in a state where the compressed air is variably added to the bearing while rotating the bearing with the rotation measuring device, the power consumption of the rotation measuring device is measured to measure the power consumption of the bearing. Simultaneously with evaluating the dynamic friction torque, the pressure resistance performance of the bearing is evaluated by measuring the air pressure that has passed through the bearing.
本発明によれば、軸受の各種機能(特に、耐圧性能、動摩擦トルク)を同時に評価可能とした軸受機能評価方法を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a bearing function evaluation method capable of simultaneously evaluating various functions (particularly pressure resistance performance, dynamic friction torque) of the bearing.
以下、本発明の一実施の形態に係る軸受機能評価方法について、添付図面を参照して説明する。なお、当該評価方法の評価対象となる軸受としては、例えば転がり軸受やすべり軸受など各種の軸受を適用することができるが、ここでは一例として転がり軸受を想定する。この場合、転がり軸受としては、ラジアル軸受やスラスト軸受があり、それぞれが更に玉軸受やころ軸受の軸受形式に分類されるが、ここでは一例として玉軸受を想定する。 Hereinafter, a bearing function evaluation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that various types of bearings such as a rolling bearing and a sliding bearing can be applied as a bearing to be evaluated by the evaluation method. Here, a rolling bearing is assumed as an example. In this case, there are radial bearings and thrust bearings as rolling bearings, which are further classified into bearing types such as ball bearings and roller bearings. Here, ball bearings are assumed as an example.
図1には、本実施の形態に係る軸受機能評価方法を実現するための回転計測装置の構成例が示されている。当該回転計測装置において、本体ハウジング2内には、気密性を持たせた円筒形状のチャンバが形成されていると共に、当該チャンバ内に各種の軸受を回転可能にセットするための回転軸4が設けられている。この場合、評価対象となる軸受(玉軸受)6は、回転軸4の一端側にセットされ、その他端側には、サポート軸受8がセットされる。
FIG. 1 shows a configuration example of a rotation measuring device for realizing the bearing function evaluation method according to the present embodiment. In the rotation measuring device, a cylindrical chamber with airtightness is formed in the
ここで、評価対象となる玉軸受6は、例えばチャンバ上部を覆っている蓋体10を外すだけで、回転軸4の一端側のチャンバ内に簡単にセットすることができる。これにより、チャンバは、評価対象となる玉軸受6とサポート軸受8との間の蓄圧用チャンバ12と、評価対象となる玉軸受6と蓋体10との間の計測用チャンバ14とに区分けされる。
Here, the ball bearing 6 to be evaluated can be easily set in the chamber on one end side of the rotating shaft 4 simply by removing the
また、サポート軸受8は、予め回転軸4の他端側のチャンバ内にセットされており、当該サポート軸受8と評価対象となる玉軸受6とで回転軸4を安定して且つ回転自在に支持するようになっている。これにより、評価対象となる玉軸受6の機能評価の精度を一定に維持することができる。なお、サポート軸受8は、回転軸4の他端側を安定して且つ回転自在に支持できれば、任意の形式の軸受を適用することができるが、ここでは一例として玉軸受を想定する。 The support bearing 8 is set in advance in a chamber on the other end side of the rotating shaft 4, and the rotating shaft 4 is stably and freely supported by the support bearing 8 and the ball bearing 6 to be evaluated. It is supposed to be. Thereby, the precision of the function evaluation of the ball bearing 6 to be evaluated can be maintained constant. As the support bearing 8, any type of bearing can be applied as long as the other end side of the rotating shaft 4 can be stably and rotatably supported, but a ball bearing is assumed here as an example.
この場合、サポート軸受8は、相対回転可能に対向配置された環状の内輪8a及び外輪8bと、内外輪8a,8b間に転動自在に配列された複数の転動体(玉)8cとを備えており、内輪8aは回転軸4の外周に外嵌され、外輪8bは本体ハウジング2の内周に内嵌されている。一方、評価対象となる玉軸受6は、相対回転可能に対向配置された環状の内輪6a及び外輪6bと、内外輪6a,6b間に転動自在に配列された複数の転動体(玉)6cとを備えており、内輪6aは回転軸4の外周に外嵌され、外輪6bは本体ハウジング2の内周に内嵌されている。
In this case, the support bearing 8 includes an annular
また、回転軸4の回転状態(例えば、回転数、回転方向)は、モータドライバ16で回転制御されるようになっており、当該モータドライバ16の消費電力は、所定の計測器18で計測される。なお、ここでは計測器18の一例として電流計を想定し、当該電流計18でモータドライバ16の消費電流が計測される。また、本体ハウジング2内の蓄圧用チャンバ12には、エア導管20を通って圧縮空気が導入されるようになっており、蓄圧用チャンバ12に導入される圧縮空気の圧力は、エア導管20に増設されたレギュレータ22で可変調整される。
In addition, the rotation state (for example, the number of rotations and the rotation direction) of the rotating shaft 4 is controlled by the
この場合、蓄圧用チャンバ12に導入される圧縮空気は、第1の圧力計24で計測されるようになっている。なお、第1の圧力計24は、第1の計測用導管26を介してレギュレータ22と蓄圧用チャンバ12との間のエア導管20に連通接続されている。また、蓄圧用チャンバ12に圧縮空気が導入された状態において、評価対象となる玉軸受6を通過して計測用チャンバ14に流れ込んだ空気の圧力は、第2の圧力計28で計測されるようになっている。なお、第2の圧力計28は、第2の計測用導管30を介して計測用チャンバ14に連通接続されている。
In this case, the compressed air introduced into the
このような回転計測装置によれば、まず、評価対象となる玉軸受6を回転軸4の一端側のチャンバ内にセットした後、モータドライバ16で回転軸4を回転制御しながら圧縮空気を蓄圧用チャンバ12に導入する。このとき導入する圧縮空気の圧力は、第1の圧力計24で計測しつつレギュレータ22で可変調整される。これにより、評価対象となる玉軸受6は、回転しながら同時に所定の空気圧が付加された状態となる。
According to such a rotation measuring device, first, the ball bearing 6 to be evaluated is set in the chamber on one end side of the rotating shaft 4, and then the compressed air is accumulated while the rotating shaft 4 is controlled by the
そして、かかる状態において、モータドライバ16の消費電流を電流計18で計測することにより、評価対象となる玉軸受6の動摩擦トルクが評価され、同時に、当該玉軸受6を通過して計測用チャンバ14に流れ込んだ空気の圧力を第2の圧力計28で計測することにより、評価対象となる玉軸受6の耐圧性能が評価される。
In this state, the current consumption of the
ここで、動摩擦トルクは、評価対象となる玉軸受6を回転させる回転力であり、内外輪6a,6bが相対回転する際に生じるころがり摩擦が大きく(小さく)なると、これに応じて回転力が大きく(小さく)なる。この場合、回転力が大きく(小さく)なると、その分だけモータドライバ16の消費電流値が増加(減少)するため、当該電流値を計測することで動摩擦トルクを評価することができる。また、耐圧性能は、密封性の良し悪しを評価する指標値である。この場合、評価対象となる玉軸受6を通過して計測用チャンバ14に流れ込む空気量が増加(減少)すると、その分だけ計測用チャンバ14内の空気圧が大きく(小さく)なるため、当該空気圧を計測することで耐圧性能を評価することができる。
Here, the dynamic friction torque is a rotational force that rotates the ball bearing 6 to be evaluated. When the rolling friction generated when the inner and
以上、本実施の形態によれば、軸受回転状態で評価対象となる玉軸受6の各種機能(特に、耐圧性能、動摩擦トルク)を同時に評価することができる。これにより、実際の使用条件下での軸受機能を反映した評価結果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to simultaneously evaluate various functions (particularly pressure resistance performance, dynamic friction torque) of the ball bearing 6 to be evaluated in the bearing rotation state. Thereby, the evaluation result reflecting the bearing function under actual use conditions can be obtained.
なお、上述した実施の形態において、蓄圧用チャンバ12に導入する圧縮空気の圧力や回転軸4の回転数については、特に具体的な値に言及しなかったが、これは例えば評価対象となる玉軸受6の種類や大きさ、回転計測装置の使用環境などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定しない。また、回転計測装置については、図1の構成に限定されるものでは無く、軸受回転状態で評価対象となる玉軸受6の各種機能(特に、耐圧性能、動摩擦トルク)を同時に評価することができれば、任意の装置構成を適用することが可能である。例えばサポート軸受8の無い回転計測装置としても良い。
In the above-described embodiment, no specific values are mentioned for the pressure of the compressed air introduced into the
2 本体ハウジング
4 回転軸
6 評価対象となる軸受
8 サポート軸受
12 蓄圧用チャンバ
14 計測用チャンバ
22 レギュレータ
2 Body housing 4
Claims (1)
気密性を持たせた回転計測装置に評価対象となる軸受を組替可能にセットした後、回転計測装置で軸受を回転させながら軸受に対して圧縮空気を可変に付加した状態において、回転計測装置の消費電力を測定することで当該軸受の動摩擦トルクを評価すると同時に、軸受を通過した空気圧を測定することで当該軸受の耐圧性能を評価することを特徴とする軸受機能評価方法。 A bearing function evaluation method capable of simultaneously evaluating various functions of the bearing in a rotating state of the bearing,
After setting the bearing to be evaluated on the rotation measurement device with airtightness so that it can be replaced, the rotation measurement device in a state where compressed air is variably added to the bearing while rotating the bearing with the rotation measurement device A bearing function evaluation method characterized by evaluating the dynamic friction torque of the bearing by measuring the power consumption of the bearing and simultaneously evaluating the pressure resistance performance of the bearing by measuring the air pressure that has passed through the bearing.
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2006
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