JP2008064640A

JP2008064640A - Bearing function evaluating method

Info

Publication number: JP2008064640A
Application number: JP2006243582A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Watanabe; 聡渡邊
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2008-03-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing function evaluating method for simultaneously evaluating various functions of a bearing, especially a pressure-proof performance and a dynamic friction torque. <P>SOLUTION: The bearing function evaluating method can simultaneously evaluate various functions of the bearing in a state that the bearing is rotated. After the bearing 6 to be evaluated is replaceably set to an airtight rotation measuring apparatus, the dynamic friction torque of the bearing is evaluated by measuring power consumption of the rotation measuring apparatus, and the pressure-proof performance of the bearing is evaluated by measuring an air pressure passing through the bearing in a state that the rotation measuring apparatus rotates the bearing and compressed air is variably applied to the bearing. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

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。
特開２００１−５０８６３号公報 By the way, in the conventional evaluation method, the evaluation result sometimes differs from the bearing function under the actual use condition. For example, in a sealed contact seal, when an external force (pressure) is applied, the contact seal contact pressure changes, and the frictional resistance at that time changes, which may affect the evaluation of dynamic friction torque. However, the conventional evaluation method has a problem that it is not possible to perform evaluation in consideration of such influence.
JP 2001-50863 A

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 main body housing 2, and a rotating shaft 4 for rotatably setting various bearings is provided in the chamber. It has been. In this case, the bearing (ball bearing) 6 to be evaluated is set on one end side of the rotating shaft 4 and the support bearing 8 is set on the other end side.

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 lid 10 covering the upper portion of the chamber, for example. As a result, the chamber is divided into a pressure accumulation chamber 12 between the ball bearing 6 to be evaluated and the support bearing 8 and a measurement chamber 14 between the ball bearing 6 to be evaluated and the lid body 10. 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 inner ring 8a and an outer ring 8b that are opposed to each other so as to be relatively rotatable, and a plurality of rolling elements (balls) 8c that are arranged to roll between the inner and outer rings 8a and 8b. The inner ring 8 a is fitted on the outer circumference of the rotating shaft 4, and the outer ring 8 b is fitted on the inner circumference of the main body housing 2. On the other hand, the ball bearing 6 to be evaluated includes an annular inner ring 6a and an outer ring 6b that are opposed to each other so as to be relatively rotatable, and a plurality of rolling elements (balls) 6c that are arranged to freely roll between the inner and outer rings 6a and 6b. The inner ring 6 a is fitted on the outer circumference of the rotating shaft 4, and the outer ring 6 b is fitted on the inner circumference of the main body housing 2.

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 motor driver 16, and the power consumption of the motor driver 16 is measured by a predetermined measuring device 18. The Here, an ammeter is assumed as an example of the measuring instrument 18, and the current consumption of the motor driver 16 is measured by the ammeter 18. In addition, compressed air is introduced into the pressure accumulation chamber 12 in the main body housing 2 through the air conduit 20, and the pressure of the compressed air introduced into the pressure accumulation chamber 12 is supplied to the air conduit 20. It is variably adjusted by the added regulator 22.

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 pressure accumulation chamber 12 is measured by the first pressure gauge 24. The first pressure gauge 24 is communicatively connected to the air conduit 20 between the regulator 22 and the pressure accumulating chamber 12 via the first measurement conduit 26. Further, in a state where the compressed air is introduced into the pressure accumulation chamber 12, the pressure of the air that has flowed into the measurement chamber 14 through the ball bearing 6 to be evaluated is measured by the second pressure gauge 28. It has become. The second pressure gauge 28 is connected to the measurement chamber 14 via the second measurement conduit 30.

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 motor driver 16. Into the working chamber 12. The pressure of the compressed air introduced at this time is variably adjusted by the regulator 22 while being measured by the first pressure gauge 24. Thereby, the ball bearing 6 to be evaluated is in a state where a predetermined air pressure is simultaneously applied while rotating.

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 motor driver 16 is measured by the ammeter 18 to evaluate the dynamic friction torque of the ball bearing 6 to be evaluated, and at the same time, the measurement chamber 14 passes through the ball bearing 6. By measuring the pressure of the air flowing into the second pressure gauge 28, the pressure resistance performance of the ball bearing 6 to be evaluated is evaluated.

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 outer rings 6a and 6b rotate relative to each other increases (decreases), the rotational force is increased accordingly. Becomes larger (smaller). In this case, when the rotational force increases (decreases), the current consumption value of the motor driver 16 increases (decreases) by that amount, so that the dynamic friction torque can be evaluated by measuring the current value. Further, the pressure resistance performance is an index value for evaluating whether the sealing performance is good or bad. In this case, when the amount of air flowing through the ball bearing 6 to be evaluated and flowing into the measurement chamber 14 increases (decreases), the air pressure in the measurement chamber 14 increases (decreases) by that amount. The pressure resistance performance can be evaluated by measuring.

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 pressure accumulating chamber 12 and the rotational speed of the rotary shaft 4, but this is, for example, a ball to be evaluated. Since it is arbitrarily set according to the type and size of the bearing 6 and the usage environment of the rotation measuring device, the numerical value is not particularly limited here. Further, the rotation measuring device is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and can be used 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. Any device configuration can be applied. For example, a rotation measuring device without the support bearing 8 may be used.

本発明の一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を示す図。The figure which shows the structural example of the rotation measuring apparatus for implement | achieving the bearing function evaluation method which concerns on one embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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 Rotating shaft 6 Bearing to be evaluated 8 Support bearing 12 Pressure accumulating chamber 14 Measuring chamber 22 Regulator

Claims

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.