JP3215547B2 - Rolling bearing fatigue tester - Google Patents
Rolling bearing fatigue testerInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、回転するスピンドル
と試料台とで被試験体を挟み、被試験体の疲労試験を行
う転がり軸受の疲労試験機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling bearing fatigue tester for performing a fatigue test on a test object by sandwiching the test object between a rotating spindle and a sample stage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の転がり軸受の疲労試験機
は、図２に示すように、試料台２５に固定した被試験体
３０を、ピストンロッド２３を伸張させることによっ
て、ボール５５および回転輪５２を介して、回転スピン
ドル２６に押圧するようにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 2, a fatigue tester for a rolling bearing of this type is configured such that a test object 30 fixed to a sample table 25 is extended by a piston rod 23 to thereby form a ball 55 and a rotating member. The rotation spindle 26 is pressed through the ring 52.
【０００３】上記疲労試験機は、上記回転スピンドル２
６を軸回りに回転させて、上記ボール５５と被試験体３
０とを転がり接触させる。そして、この転がり接触によ
って、上記ボール５５あるいは被試験体３０に剥がれ等
が発生して振動抵抗が増大すると、試験機に取り付けた
振動ピックアップにより振動増加を検出し、回転スピン
ドル２６の回転が停止する。[0003] The above-mentioned fatigue tester is composed of the above-mentioned rotary spindle 2
6 is rotated about an axis, and the ball 55 and the DUT 3 are rotated.
0 and rolling contact. When the rolling contact causes the ball 55 or the test object 30 to peel off or the like and the vibration resistance increases, the vibration pickup detected by the vibration pickup attached to the testing machine detects the increase in the vibration, and the rotation of the rotary spindle 26 stops. .
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
転がり軸受の疲労試験機は、ボール５５あるいは被試験
体３０に剥がれ等が発生して振動抵抗が増大しない限
り、被試験体３０の異常（疲労）を検出することができ
ないという欠点がある。特に、薄膜による表面処理が施
されている場合は、薄膜の剥がれ程度では振動抵抗の増
大が極めて小さいため、異常の検出は極めて困難であ
る。However, in the conventional rolling bearing fatigue testing machine, the ball (55) or the test piece (30) is not affected unless the ball (55) or the test piece (30) is peeled off and the vibration resistance is increased. Fatigue) cannot be detected. In particular, when the surface treatment is performed with a thin film, it is extremely difficult to detect an abnormality because the increase in vibration resistance is extremely small when the thin film is peeled.
【０００５】そこで、この発明の目的は、剥がれ等の欠
陥が発生する以前の被試験体の疲労を検出することがで
き、被試験体の疲労を精密に検出できる転がり軸受の疲
労試験機を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a rolling bearing fatigue testing machine capable of detecting fatigue of a test object before a defect such as peeling occurs, and detecting the fatigue of the test object accurately. Is to do.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の転がり軸受の疲労試験機は、被試験体が
固定される試料台と、上記被試験体に関して上記試料台
と反対側に位置する回転スピンドルと、上記試料台を上
記回転スピンドルに向かって押圧して上記被試験体に負
荷を与える負荷付与部材と、上記被試験体に当接するよ
うに、上記試料台に取り付けられたＡＥセンサと、上記
ＡＥセンサからの信号に基づいて、上記被試験体の疲労
状態を検出する疲労検出手段とを備えたことを特徴とし
ている。In order to achieve the above object, a rolling bearing fatigue testing machine according to the present invention comprises: a sample table on which a test object is fixed; and a sample table on a side opposite to the sample table with respect to the test object. A rotating spindle positioned, a load applying member for pressing the sample stage toward the rotating spindle to apply a load to the test object, and an AE attached to the sample stage so as to contact the test object. A sensor, and fatigue detecting means for detecting a fatigue state of the device under test based on a signal from the AE sensor.
【０００７】[0007]
【作用】上記構成によれば、上記負荷付与部材は、上記
試料台を上記回転スピンドルに向かって押圧し、上記被
試験体に負荷を与える。そして、上記回転スピンドル
が、軸回りに回転する。このことによって、上記被試験
体はスラスト負荷を加えられながら、回転させられる。According to the above configuration, the load applying member presses the sample stage toward the rotating spindle to apply a load to the test object. Then, the rotating spindle rotates around the axis. Thus, the test object is rotated while a thrust load is applied.
【０００８】この疲労試験時に、上記被試験体に当接す
るように上記試料台に取り付けられたＡＥセンサは、上
記被検体が発生するＡＥ(アコースティックエミッショ
ン)を検出して、ＡＥ信号を発生する。そして、上記疲
労検出手段は、上記ＡＥセンサからのＡＥ信号を受け、
このＡＥ信号に基づいて、上記被試験体の疲労状態を検
出する。At the time of the fatigue test, an AE sensor attached to the sample table so as to contact the test object detects an AE (acoustic emission) generated by the test object and generates an AE signal. And the fatigue detecting means receives an AE signal from the AE sensor,
Based on the AE signal, the fatigue state of the test object is detected.
【０００９】このように、この発明は、上記被試験体が
発生するＡＥを検出したＡＥセンサからのＡＥ信号に基
づいて、被試験体の疲労を検出するから、被試験体が剥
離して寿命終了、または、薄膜が剥離してその機能低下
に至るよりも前に発生する微小な傷によっておこるＡＥ
を検出して上記被試験体の疲労過程を精密に検出するこ
とができる。As described above, according to the present invention, the fatigue of the test object is detected based on the AE signal from the AE sensor which detects the AE generated by the test object. AE caused by micro scratches that occur before the end or the thin film is peeled off and its function is deteriorated.
And the fatigue process of the test object can be accurately detected.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
【００１１】図１に、この発明の転がり軸受の疲労試験
機の実施例を示す。この実施例は、被試験体としての転
がり軸受の外輪１が固定される円筒形状の試料台２と、
上記試料台２を回転スピンドル３に向かって押圧する油
圧シリンダ５と、上記外輪１に当接するように上記試料
台２に取り付けられたＡＥセンサ６とを有している。FIG. 1 shows an embodiment of a rolling bearing fatigue tester according to the present invention. In this embodiment, a cylindrical sample table 2 to which an outer ring 1 of a rolling bearing as a test object is fixed,
It has a hydraulic cylinder 5 for pressing the sample stage 2 toward the rotary spindle 3 and an AE sensor 6 attached to the sample stage 2 so as to contact the outer ring 1.
【００１２】上記試料台２の外周壁７に形成されたネジ
孔７ａに、外輪固定ボルト８が取り付けられており、こ
のボルト８の締付によって外輪１の軸芯位置が固定され
るようになっている。上記外周壁７の内側には上記転が
り軸受を潤滑する潤滑油２４が満たされている。An outer ring fixing bolt 8 is attached to a screw hole 7a formed in the outer peripheral wall 7 of the sample stage 2, and the axial center position of the outer ring 1 is fixed by tightening the bolt 8. ing. The inside of the outer peripheral wall 7 is filled with a lubricating oil 24 for lubricating the rolling bearing.
【００１３】上記ＡＥセンサ６は、上記試料台２に形成
された貫通孔１０にＯリング１１を介して挿入されてお
り、試料台２の底部に固定された支持板１７によって下
方から支持されている。The AE sensor 6 is inserted into a through hole 10 formed in the sample table 2 via an O-ring 11 and supported from below by a support plate 17 fixed to the bottom of the sample table 2. I have.
【００１４】上記ＡＥセンサ６の出力信号は、信号解析
装置１８に入力されるようになっている。The output signal of the AE sensor 6 is input to a signal analyzer 18.
【００１５】また、上記転がり軸受の内輪１２は、上記
回転スピンドル３の先端段部１３に、環状の取り外し用
治具１４を介して圧入されている。上記取り外し用治具
１４を用いて、内輪１２を回転スピンドル３から容易に
取り外すことができる。また、上記転がり軸受の玉１５
および保持器１６は、上記内輪１２に係合している。従
って、上記試料台２が、図１に示した位置から下降した
ときに、上記玉１５および保持器１６は下降せず、上記
回転スピンドル３に固定された内輪１２と一緒に上方に
残る。The inner race 12 of the rolling bearing is press-fitted into a step 13 at the tip of the rotary spindle 3 via an annular removal jig 14. The inner ring 12 can be easily removed from the rotary spindle 3 by using the above-described removal jig 14. In addition, the ball 15 of the rolling bearing is used.
The retainer 16 is engaged with the inner ring 12. Therefore, when the sample stage 2 is lowered from the position shown in FIG. 1, the balls 15 and the retainer 16 do not descend, but remain upward together with the inner ring 12 fixed to the rotary spindle 3.
【００１６】また、上記試料台２の中心軸部２０の底面
には、円錐凹部２０ａが形成されている。この円錐凹部
２０ａに球２２をはめ込んでいる。一方、上記油圧シリ
ンダ５のピストンロッド２１の上面には、上記円錐凹部
２０ａに対向する円錐凹部２１ａが形成されている。上
記試料台２は、上記球２２を介して上記油圧シリンダ５
のピストンロッド２１によって支持されるので、外輪１
を均一に押圧するように試料台２が自律的に傾動するこ
とができる。On the bottom surface of the central shaft portion 20 of the sample stage 2, a conical concave portion 20a is formed. The sphere 22 is fitted into the conical recess 20a. On the other hand, a conical recess 21a facing the conical recess 20a is formed on the upper surface of the piston rod 21 of the hydraulic cylinder 5. The sample stage 2 is connected to the hydraulic cylinder 5 via the ball 22.
Is supported by the piston rod 21 of the outer ring 1
Can be tilted autonomously so as to press uniformly.
【００１７】上記構成の転がり軸受の疲労試験機は、ま
ず、最初は、上記ピストンロッド２１が収縮した状態に
ある。このとき、上記試料台２に載置された外輪１は、
上記内輪１２およびこの内輪１２に係合している球１５
と保持器１６とは離隔している。また、このとき、上記
試料台２の外輪固定ボルト８は緩められており、外輪１
は径方向に移動可能な状態になっている。In the rolling bearing fatigue tester having the above-described structure, first, the piston rod 21 is in a contracted state. At this time, the outer ring 1 placed on the sample table 2
The inner ring 12 and the ball 15 engaged with the inner ring 12
And the retainer 16 are separated from each other. At this time, the outer ring fixing bolt 8 of the sample stage 2 is loosened, and the outer ring 1
Is movable in the radial direction.
【００１８】次に、上記油圧シリンダ５を低い圧力で作
動させ、ピストンロッド２１を伸長させる。すると、上
記外輪１は、上記球１５に当接する。このとき、上記回
転スピンドル３を軽く回転させると、円環状に配列され
た球１５の上記円環の中心と上記外輪１の軸芯とが一致
するように、上記外輪１が径方向に移動させられて、上
記外輪１の径方向位置が適正位置に調整される。そし
て、上記外輪固定ボルト８で外輪１を締め付けて、上記
適正位置に外輪１を固定する。こうして、外輪１と、内
輪１２及び球１５との位置合わせを簡単かつ確実に行う
ことができる。Next, the hydraulic cylinder 5 is operated at a low pressure to extend the piston rod 21. Then, the outer race 1 comes into contact with the ball 15. At this time, when the rotary spindle 3 is lightly rotated, the outer ring 1 is moved in the radial direction so that the center of the ring of the balls 15 arranged in a ring and the axis of the outer ring 1 coincide with each other. Then, the radial position of the outer race 1 is adjusted to an appropriate position. Then, the outer ring 1 is tightened with the outer ring fixing bolt 8 to fix the outer ring 1 at the appropriate position. In this manner, the positioning of the outer race 1 with the inner race 12 and the ball 15 can be performed easily and reliably.
【００１９】次に、上記回転スピンドル３を所定の試験
回転数で回転させるとともに、上記油圧シリンダ５を高
い圧力で作動させてピストンロッド２１で球２２を介し
て試料台２を下方から押圧する。これにより、転がり軸
受の疲労試験が開始され、上記転がり軸受の球１５は、
被試験体としての外輪１を押圧しながら、上記外輪１上
を高速に走行する。Next, the rotary spindle 3 is rotated at a predetermined test rotational speed, and the hydraulic cylinder 5 is operated at a high pressure to press the sample table 2 from below through the ball 22 with the piston rod 21. Thereby, the fatigue test of the rolling bearing is started, and the ball 15 of the rolling bearing is
The vehicle runs on the outer ring 1 at a high speed while pressing the outer ring 1 as a test object.
【００２０】一方、上記ＡＥセンサ６は、上記疲労試験
中に上記外輪１に発生した微小な傷などの原因によって
上記外輪１が発生するＡＥを検知して、ＡＥ信号を信号
解析装置１８に出力する。この信号解析装置１８は、上
記ＡＥ信号を解析して、上記外輪１の疲労度合いを検出
する。On the other hand, the AE sensor 6 detects an AE generated by the outer race 1 due to a minute scratch or the like generated on the outer race 1 during the fatigue test, and outputs an AE signal to the signal analyzer 18. I do. The signal analyzer 18 analyzes the AE signal and detects the degree of fatigue of the outer race 1.
【００２１】このように、上記実施例によれば、外輪１
と球１５との摩擦抵抗が過大になって外輪１が使用不可
能になるよりも以前に、ＡＥセンサ６を用いて、外輪１
に生じる微小傷を検出できる。したがって、この実施例
によれば、寿命が終了する前の外輪１の疲労の程度を精
密に検出することができる。As described above, according to the above embodiment, the outer race 1
Before the outer ring 1 becomes unusable because the frictional resistance between the outer ring 1 and the ball 15 becomes excessive, the AE sensor 6 is used to
Can be detected. Therefore, according to this embodiment, it is possible to accurately detect the degree of fatigue of the outer race 1 before the end of its life.
【００２２】また、上記実施例は、試料台２に載置した
外輪１の下側からＡＥセンサ６をＯリング１１を介して
貫通孔１０に挿入し、上記支持板１７をＡＥセンサ６の
底面に当てがって試料台２にボルト止めすることによっ
て、ＡＥセンサ６を潤滑油２４に浸すことなく、外輪１
に直接に当接させることができる。したがって、この実
施例によれば、ＡＥセンサ６は、潤滑油２４に侵すこと
なく、外輪１が発生するＡＥを精密に計測することがで
きる。In the above-described embodiment, the AE sensor 6 is inserted into the through hole 10 through the O-ring 11 from below the outer ring 1 placed on the sample table 2, and the support plate 17 is attached to the bottom of the AE sensor 6. AE sensor 6 is immersed in lubricating oil 24 by bolting to
Can be directly abutted. Therefore, according to this embodiment, the AE sensor 6 can accurately measure the AE generated by the outer ring 1 without affecting the lubricating oil 24.
【００２３】また、上記実施例は、上記外輪固定ボルト
８を緩めて外輪１から離隔させておき、次に、玉１５と
外輪１とを係合させながら軸回りに摺動させることによ
って、外輪１を径方向に微小距離だけ移動させて軸芯位
置を調整することができる。その後、上記外輪固定ボル
ト８を締めて外輪１に当接させることによって、外輪１
を適正な位置に固定することができる。つまり、この実
施例によれば、外輪１を調芯しながら固定することがで
きる。Further, in the above embodiment, the outer ring fixing bolt 8 is loosened so as to be separated from the outer ring 1, and then the ball 15 and the outer ring 1 are slid around the axis while being engaged with each other. 1 can be moved by a small distance in the radial direction to adjust the axial center position. Thereafter, the outer ring fixing bolt 8 is tightened and brought into contact with the outer ring 1 so that the outer ring 1
Can be fixed at an appropriate position. That is, according to this embodiment, the outer ring 1 can be fixed while being centered.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の転
がり軸受の疲労試験機は、負荷付与部材が、被試験体を
固定した試料台を回転スピンドルに向かって押圧する一
方、上記被試験体に当接するように試料台に取り付けら
れたＡＥセンサが上記被試験体が発生するＡＥを検出す
る。As is apparent from the above description, in the fatigue testing machine for a rolling bearing according to the present invention, the load applying member presses the sample stage on which the test object is fixed toward the rotating spindle, while An AE sensor attached to the sample table so as to come into contact with the sample detects the AE generated by the test object.
【００２５】したがって、この発明によれば、被試験体
が発生するＡＥを検出して、被試験体に発生した微小傷
を検出でき、寿命が終了する前の被試験体の疲労度を精
密に検出することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to detect the AE generated by the test object, to detect the micro scratches generated in the test object, and to precisely measure the fatigue degree of the test object before the end of its life. Can be detected.
【図１】 この発明の転がり軸受の疲労試験機の実施例
の半断面図である。FIG. 1 is a half sectional view of an embodiment of a rolling bearing fatigue tester according to the present invention.
【図２】 従来の転がり軸受の疲労試験機の断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view of a conventional rolling bearing fatigue tester.
１…外輪、２…試料台、３…回転スピンドル、５…油圧
シリンダ、６…ＡＥセンサ、７…外周壁、７ａ…ネジ
孔、８…外輪固定ボルト、１２…内輪、１３…先端段
部、１４…取り外し用治具、１５…玉、１６…保持器、
２４…潤滑油。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer ring, 2 ... Sample stand, 3 ... Rotary spindle, 5 ... Hydraulic cylinder, 6 ... AE sensor, 7 ... Outer wall, 7a ... Screw hole, 8 ... Outer ring fixing bolt, 12 ... Inner ring, 13 ... Tip step part, 14: removal jig, 15: ball, 16: retainer,
24 lubricating oil.
Claims (1)
転スピンドルと、 上記試料台を上記回転スピンドルに向かって押圧して上
記被試験体に負荷を与える負荷付与部材と、 上記被試験体に当接するように、上記試料台に取り付け
られたＡＥセンサと、 上記ＡＥセンサからの信号に基づいて、上記被試験体の
疲労状態を検出する疲労検出手段とを備えたことを特徴
とする転がり軸受の疲労試験機。A sample stage on which a device under test is fixed; a rotary spindle positioned on the opposite side of the sample stage with respect to the device under test; A load applying member for applying a load to the body, an AE sensor attached to the sample table so as to abut on the test object, and detecting a fatigue state of the test object based on a signal from the AE sensor. A fatigue tester for rolling bearings, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP15189093A JP3215547B2 (en) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | Rolling bearing fatigue tester |
Publications (2)
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Family
ID=15528444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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Families Citing this family (4)
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-
1993
- 1993-06-23 JP JP15189093A patent/JP3215547B2/en not_active Expired - Fee Related
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