JPH03117724A - ころ軸受 - Google Patents
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- JPH03117724A JPH03117724A JP25310089A JP25310089A JPH03117724A JP H03117724 A JPH03117724 A JP H03117724A JP 25310089 A JP25310089 A JP 25310089A JP 25310089 A JP25310089 A JP 25310089A JP H03117724 A JPH03117724 A JP H03117724A
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- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 34
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- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract 1
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- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 39
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ころ軸受、更に詳しくは、相手面が粗面で
も仕上げの良い面でも長寿命を示すころ軸受に関する。
も仕上げの良い面でも長寿命を示すころ軸受に関する。
ころ軸受における軌道輪及び転動体の寿命は、軌道面も
しくは転勤面の表面粗さが重要な因子であることは良く
知られており、従来、軌道面と転勤面の仕上げをできる
だけ滑らかな面にするのがよいと考えられていたが、軸
受の転勤疲労寿命を向上させるための試行錯誤を繰り返
すなかで、軌道面又は転勤面の仕上がりを良くしなくて
も長寿命に効果のあることを見い出した。
しくは転勤面の表面粗さが重要な因子であることは良く
知られており、従来、軌道面と転勤面の仕上げをできる
だけ滑らかな面にするのがよいと考えられていたが、軸
受の転勤疲労寿命を向上させるための試行錯誤を繰り返
すなかで、軌道面又は転勤面の仕上がりを良くしなくて
も長寿命に効果のあることを見い出した。
上記のような軌道輪もしくは転動体は、軌道面又は転動
面をＲｍａｘＯ，３〜０．８μｍのランダムなすり傷の
粗面に形成した構造であり、長寿命の効果を発揮するこ
とができるが、仕上げ面の良い相手に対しては、油膜形
成が不十分となり、相手面の摩耗や相手面のピーリング
損傷が発生する場合があり、相手面の仕上げ条件に対し
て使用できる範囲が狭いという点で改善の必要性が見い
出された。
面をＲｍａｘＯ，３〜０．８μｍのランダムなすり傷の
粗面に形成した構造であり、長寿命の効果を発揮するこ
とができるが、仕上げ面の良い相手に対しては、油膜形
成が不十分となり、相手面の摩耗や相手面のピーリング
損傷が発生する場合があり、相手面の仕上げ条件に対し
て使用できる範囲が狭いという点で改善の必要性が見い
出された。
そこでこの発明は、軌道輪と転動体における軌道面又は
転勤面の面粗さの評価を軸方向だけでなく転がり方向に
も着目し、軸方向と円周方向の表面粗さを一定範囲に抑
えることで油膜形成が有利に行なえ、相手面の面粗さの
良否何れにも対応できる長寿命のころ軸受を提供するこ
とが目的である。
転勤面の面粗さの評価を軸方向だけでなく転がり方向に
も着目し、軸方向と円周方向の表面粗さを一定範囲に抑
えることで油膜形成が有利に行なえ、相手面の面粗さの
良否何れにも対応できる長寿命のころ軸受を提供するこ
とが目的である。
上記のような目的を達成するため、第１の発明は、ころ
軸受における軌道輪の表面に独立した微小な凹形状のく
ぼみを無数にランダムに形成し、軌道輪表面の面粗さを
、軸方向と円周方向のそれぞれを求めてパラメータＲＭ
Ｓで表示したとき、軸方向面粗さＲＭ Ｓ （Ｌ）と円
周方向面粗さＲＭＳ（Ｃ）との比ＲＭ Ｓ （Ｌ）／Ｒ
Ｍ Ｓ （Ｃ）が１．０以下となり、合わせて表面粗さ
のパラメータＳＫ値が軸方向及び円周方向の何れも−１
，６以下となるようにした構成としたものである。
軸受における軌道輪の表面に独立した微小な凹形状のく
ぼみを無数にランダムに形成し、軌道輪表面の面粗さを
、軸方向と円周方向のそれぞれを求めてパラメータＲＭ
Ｓで表示したとき、軸方向面粗さＲＭ Ｓ （Ｌ）と円
周方向面粗さＲＭＳ（Ｃ）との比ＲＭ Ｓ （Ｌ）／Ｒ
Ｍ Ｓ （Ｃ）が１．０以下となり、合わせて表面粗さ
のパラメータＳＫ値が軸方向及び円周方向の何れも−１
，６以下となるようにした構成としたものである。
同じく第２の発明は、ころ軸受における軌道輪の表面及
び転動体の表面に各々独立した微小な凹形状のくぼみを
無数にランダムに形成し、前記両表面の面粗さを、軸方
向と円周方向のそれぞれを求めてパラメータＲＭＳで表
示したとき、軸方向面粗さＲＭ Ｓ （Ｌ）と円周方向
面粗さＲＭ Ｓ （Ｃ）との比ＲＭ Ｓ （Ｌ）、／Ｒ
Ｍ Ｓ （Ｃ）が１．０以下となり、合わせて表面粗さ
のパラメータＳＫ値が軸方向及び円周方向の何れも−１
，６以下となるようにした構成としたものである。
び転動体の表面に各々独立した微小な凹形状のくぼみを
無数にランダムに形成し、前記両表面の面粗さを、軸方
向と円周方向のそれぞれを求めてパラメータＲＭＳで表
示したとき、軸方向面粗さＲＭ Ｓ （Ｌ）と円周方向
面粗さＲＭ Ｓ （Ｃ）との比ＲＭ Ｓ （Ｌ）、／Ｒ
Ｍ Ｓ （Ｃ）が１．０以下となり、合わせて表面粗さ
のパラメータＳＫ値が軸方向及び円周方向の何れも−１
，６以下となるようにした構成としたものである。
軌道輪と転動体の表面の一方又は両方をランダムな微小
粗面に形成し、この微小粗面の仕上げ面粗さパラメータ
ＲＭＳを軸方向（Ｌ）、円周方向（Ｃ）で求め、その比
ＲＭ Ｓ （Ｌ）／ＲＭ Ｓ （Ｃ）を１．０以下とし
、合わせてパラメータＳＫ値を軸方向、円周方向とも−
１，６以下としたので、軌道面又は転勤面の油膜形成率
が向上し、相手面の面粗さのいかんにかかわらず相手面
にビーリング損傷や摩耗の発生がなく、長寿命を得るこ
とができる。
粗面に形成し、この微小粗面の仕上げ面粗さパラメータ
ＲＭＳを軸方向（Ｌ）、円周方向（Ｃ）で求め、その比
ＲＭ Ｓ （Ｌ）／ＲＭ Ｓ （Ｃ）を１．０以下とし
、合わせてパラメータＳＫ値を軸方向、円周方向とも−
１，６以下としたので、軌道面又は転勤面の油膜形成率
が向上し、相手面の面粗さのいかんにかかわらず相手面
にビーリング損傷や摩耗の発生がなく、長寿命を得るこ
とができる。
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。
。
第１図に示すころ軸受１の第１の例は、内輪２と外輪３
の間に多数の円筒ころ転動体４を配置して形成され、ま
た、第２図に示したころ軸受１の第２の例は、円筒ころ
転動体４を外輪３に組込んだニードル軸受であり、転動
体４で相手軸５を支持するようになっている。従って相
手軸５が第１の例における内輪２に該当し、この相手軸
５の表面が軸受軌道面６となる。
の間に多数の円筒ころ転動体４を配置して形成され、ま
た、第２図に示したころ軸受１の第２の例は、円筒ころ
転動体４を外輪３に組込んだニードル軸受であり、転動
体４で相手軸５を支持するようになっている。従って相
手軸５が第１の例における内輪２に該当し、この相手軸
５の表面が軸受軌道面６となる。
先ず、第１の発明は、前記第１及び第２の例のころ軸受
において、内輪２の軌道面６及び相手軸５の軸受軌道面
６の表面がランダムな方向の微小粗面７に形成され、こ
の微小粗面７は、面粗さを軸受軌道面６．６の軸方向と
円周方向のそれぞれを求めてパラメータＲＭＳで表示し
たとき、軸方向面粗さＲＭ Ｓ （Ｌ）と円周方向面粗
さＲＭ Ｓ （Ｃ）の比ＲＭ Ｓ （Ｌ）／ＲＭ Ｓ
（Ｃ）を１．０以下、例えば、０．７〜１．０にすると
共に、表面粗さのパラメータＳＫ値が軸方向、円周方向
とも−１，６以下になっている。
において、内輪２の軌道面６及び相手軸５の軸受軌道面
６の表面がランダムな方向の微小粗面７に形成され、こ
の微小粗面７は、面粗さを軸受軌道面６．６の軸方向と
円周方向のそれぞれを求めてパラメータＲＭＳで表示し
たとき、軸方向面粗さＲＭ Ｓ （Ｌ）と円周方向面粗
さＲＭ Ｓ （Ｃ）の比ＲＭ Ｓ （Ｌ）／ＲＭ Ｓ
（Ｃ）を１．０以下、例えば、０．７〜１．０にすると
共に、表面粗さのパラメータＳＫ値が軸方向、円周方向
とも−１，６以下になっている。
上記のような軌道面６．６の粗面条件を得るための表面
加工処理は、特殊なバレル研磨によって、所望する仕上
面を得ることができる。
加工処理は、特殊なバレル研磨によって、所望する仕上
面を得ることができる。
前記パラメータＳＫ値とは、表面粗さの分布曲線の歪み
度（ＳＫＥＷＮＥＳＳ）を指し、ガウス分布のような対
称形分布はＳＫ値がＯとなるが、パラメータＳＫ値を円
周方向、軸方向とも−１，６以下とした設定値は、表面
凹部の形状、分布が油膜形成に有利な範囲である。
度（ＳＫＥＷＮＥＳＳ）を指し、ガウス分布のような対
称形分布はＳＫ値がＯとなるが、パラメータＳＫ値を円
周方向、軸方向とも−１，６以下とした設定値は、表面
凹部の形状、分布が油膜形成に有利な範囲である。
また、第２の発明は、第１及び第２の例のころ軸受にお
いて、内輪２の軌道面６及び相手軸５の軸受軌道面６の
表面を第１の発明で示した微小粗面７に形成すると共に
、転動体４．４の表面も上記と同じ微小粗面７に加工し
た構造になっている。
いて、内輪２の軌道面６及び相手軸５の軸受軌道面６の
表面を第１の発明で示した微小粗面７に形成すると共に
、転動体４．４の表面も上記と同じ微小粗面７に加工し
た構造になっている。
次に、内輪の軌道面及び転動体の転勤面に、仕上げ面の
異なる表面処理を施した複数種類の二ドル軸受を製作し
、寿命試験を行なった結果について説明する。
異なる表面処理を施した複数種類の二ドル軸受を製作し
、寿命試験を行なった結果について説明する。
寿命試験に用いたニードル軸受は、第３図に示すように
、外径計−３８ｍ１１．内径ｄｒ ＝ ２８１１ｆｆｌ
、転動体４の直径Ｄ＝５ｍ、長さり、−１３ｍで、１４
本の転動体を用いた保持器８付の軸受である。
、外径計−３８ｍ１１．内径ｄｒ ＝ ２８１１ｆｆｌ
、転動体４の直径Ｄ＝５ｍ、長さり、−１３ｍで、１４
本の転動体を用いた保持器８付の軸受である。
試験軸受は内輪が研削仕上で転動体も標準仕上げの従来
軸受Ａ、内輪の軌道面に微小粗面を加工し、転動体に標
準仕上品を用いた第１発明の軸受Ｂと、内輪の軌道面及
び転動体の転勤面を共に微小粗面に加工した第２発明の
軸受Ｃとの３種類を製作した。
軸受Ａ、内輪の軌道面に微小粗面を加工し、転動体に標
準仕上品を用いた第１発明の軸受Ｂと、内輪の軌道面及
び転動体の転勤面を共に微小粗面に加工した第２発明の
軸受Ｃとの３種類を製作した。
各試験軸受において、標準ころの仕上げ面状況を第４図
に、また内輪軌道面及び転動体の転動面に微小粗面加工
を施した仕上げ面状況を第５図に比較して示した。
に、また内輪軌道面及び転動体の転動面に微小粗面加工
を施した仕上げ面状況を第５図に比較して示した。
また、使用した試験装置は、第６図に概略図で示したよ
うなラジアル荷重試験機１１を使用し、回転軸１２の両
側に試験軸受Ａ乃至Ｃを取付け、回転と荷重を与えて試
験を行なうものである。
うなラジアル荷重試験機１１を使用し、回転軸１２の両
側に試験軸受Ａ乃至Ｃを取付け、回転と荷重を与えて試
験を行なうものである。
なお、内輪研削仕上面はＲｍａｘ ０．４〜４μｍであ
る。又、軸受Ｂ、Ｃの微小粗面はＲｔａａｘ ２．５ｐ
ｍ及び４趨である。アウターレース（外輪）は研削仕上
Ｒｍａｘ １．６−で何れの場合も共通である。
る。又、軸受Ｂ、Ｃの微小粗面はＲｔａａｘ ２．５ｐ
ｍ及び４趨である。アウターレース（外輪）は研削仕上
Ｒｍａｘ １．６−で何れの場合も共通である。
また、試験条件は以下の通りである。
軸受ラジアル荷重 １４６５ｋｇｆ回転数
３０５Ｏｒｐｍ潤滑剤 タービ
ン油 上記の条件で各試験軸受Ａ、Ｂ、Ｃに対して行なった試
験結果を第７図と第８図に示す。
３０５Ｏｒｐｍ潤滑剤 タービ
ン油 上記の条件で各試験軸受Ａ、Ｂ、Ｃに対して行なった試
験結果を第７図と第８図に示す。
第７図は各試験軸受Ａ、Ｂ、Ｃにおける転動体の寿命デ
ータを、第８図は各試験軸受における内輪研削仕上面粗
さと耐久寿命の結果を示している。
ータを、第８図は各試験軸受における内輪研削仕上面粗
さと耐久寿命の結果を示している。
上記のような試験結果から明らかなように、この発明の
試験軸受ＢとＣは、従来の試験軸受Ａに比べて全て長寿
命を示した。
試験軸受ＢとＣは、従来の試験軸受Ａに比べて全て長寿
命を示した。
即ち、従来の試験軸受Ａに比べ、この発明の試験軸受Ｂ
は約３倍、試験軸受Ｃは約７倍の長寿命となる。
は約３倍、試験軸受Ｃは約７倍の長寿命となる。
また、上仕上面と粗面の転勤のとき上仕上面側にビーリ
ング損傷が見られることが多いが、この発明の試験軸受
ＢとＣには認められなかった。
ング損傷が見られることが多いが、この発明の試験軸受
ＢとＣには認められなかった。
第９図と第１０図は、各試験軸受Ａ、Ｂ、ＣのＳＫ値、
ＲＭＳのＬ／Ｃと寿命（Ｌ＋。）を求めた結果を示して
いる。
ＲＭＳのＬ／Ｃと寿命（Ｌ＋。）を求めた結果を示して
いる。
第９図の如く、ＳＫ値−１，６以下の試験軸受Ｂ５Ｃで
は長寿命を示している。
は長寿命を示している。
また、軸方向粗さＲＭＳ （Ｌ／Ｃ）は、第１０図の如
くバレル研磨特殊加工の１，０でも長寿命であることが
判明した。
くバレル研磨特殊加工の１，０でも長寿命であることが
判明した。
なお、ＲＭＳ（Ｌ／Ｃ）値のみで長寿命軸受の転動体を
評価するには不充分であることも判明した。
評価するには不充分であることも判明した。
次に、上記試験条件下において、試験軸受ＡとＢの標準
ころとの組合せによるＧｒｕｂｉｎの式に基づく油膜パ
ラメータへの計算値を表１に示す。
ころとの組合せによるＧｒｕｂｉｎの式に基づく油膜パ
ラメータへの計算値を表１に示す。
計算の結果、油膜パラメータＡは相手軸面粗さにより大
きく左右され、Ｒｖａａｘ ２．５では軸受Ａが１．１
５、軸受Ｂは０．７８となる。
きく左右され、Ｒｖａａｘ ２．５では軸受Ａが１．１
５、軸受Ｂは０．７８となる。
一般に油膜パラメータと油膜形成率には第１１図に示す
関係があり、寿命の観点からも油膜パラメータは大きい
方が良いと言われているが、寿命試験結果からも明らか
な通り、−概にＡだけでは説明できない。
関係があり、寿命の観点からも油膜パラメータは大きい
方が良いと言われているが、寿命試験結果からも明らか
な通り、−概にＡだけでは説明できない。
内輪仕上面の油膜形成状況の確認及び耐ピーリング性に
ついて、２円筒の試験機を用いて、自由転がり条件下で
、本発明試験軸受Ｂ及び従来の試験軸受Ａと同一の表面
状態の試験片を用いて加速ビーリング試験を行なった。
ついて、２円筒の試験機を用いて、自由転がり条件下で
、本発明試験軸受Ｂ及び従来の試験軸受Ａと同一の表面
状態の試験片を用いて加速ビーリング試験を行なった。
油膜形成状況の確認は、直流通電方式により行なった。
試験条件
最大接触面圧 ２２７ｋｇｆ／ｍｍ”
周速 ４．２ｍ／ｓｅｃ（２０００ｒｐｍ＋）
潤滑剤 タービン油 繰り返し負荷回数 ４．８Ｘ１０’（４ｈｒ）この試験
による油膜の形成率は、第１２図と第１３図に示す通り
であり、本発明試験軸受Ｂの仕上面の油膜形成率は、従
来の試験軸受Ａに比較して運転開始時で２０％程度油膜
形成率が向上した。
潤滑剤 タービン油 繰り返し負荷回数 ４．８Ｘ１０’（４ｈｒ）この試験
による油膜の形成率は、第１２図と第１３図に示す通り
であり、本発明試験軸受Ｂの仕上面の油膜形成率は、従
来の試験軸受Ａに比較して運転開始時で２０％程度油膜
形成率が向上した。
また、繰り返し負荷回数１．２Ｘ１０’でほぼ完全に油
膜を形成することが確認された。
膜を形成することが確認された。
更に、従来の試験軸受Ａの仕上面では、長さ０．１閣程
度のピーリングの発生、進展が多数認められるのに対し
、本発明試験軸受Ｂの仕上面では、損傷は認められなか
った。
度のピーリングの発生、進展が多数認められるのに対し
、本発明試験軸受Ｂの仕上面では、損傷は認められなか
った。
以上のように、この発明によると、ころ軸受における軌
道輪の表面又はこの表面と転動体の表面をランダムな微
小粗面に形成し、この微小粗面の軸方向及び円周方向の
粗さを一定範囲に抑えるようにしたので、軌道輪及び転
動体の油膜形成に有利となり、相手面が粗面でも仕上面
の良い相手に対しても長寿命を得ることができ、相手面
の摩耗やピーリング損傷がないという効果がある。
道輪の表面又はこの表面と転動体の表面をランダムな微
小粗面に形成し、この微小粗面の軸方向及び円周方向の
粗さを一定範囲に抑えるようにしたので、軌道輪及び転
動体の油膜形成に有利となり、相手面が粗面でも仕上面
の良い相手に対しても長寿命を得ることができ、相手面
の摩耗やピーリング損傷がないという効果がある。
第１図はころ軸受の第１の例を示す断面図、第２図はこ
ろ軸受の第２の例を示す断面図、第３図は寿命試験に用
いたニードル軸受の断面図、第４図と第５図は試験軸受
における転動体の仕上げ面状況を示す概略図、第６図は
試験装置の概略図、第７図と第８図の各々は転勤疲労寿
命試験の結果を示すグラフ、第９図はＳＫ値と寿命の関
係を示すグラフ、第１０図はＲＭＳ （Ｌ／Ｃ）値と寿
命の関係を示すグラフ、第１１図は油膜パラメータと油
膜形成率を示す関係図、第１２図と第１３図は油膜形成
率を示すグラフである。 １・・・・・・ころ軸受、 ２・・・・・・内輪
、３・・・・・・外輪、 ４・・・・・・転動
体、５・・・・・・相手軸、 ６・・・・・・軸
受軌道面、７・・・・・・微小粗面。
ろ軸受の第２の例を示す断面図、第３図は寿命試験に用
いたニードル軸受の断面図、第４図と第５図は試験軸受
における転動体の仕上げ面状況を示す概略図、第６図は
試験装置の概略図、第７図と第８図の各々は転勤疲労寿
命試験の結果を示すグラフ、第９図はＳＫ値と寿命の関
係を示すグラフ、第１０図はＲＭＳ （Ｌ／Ｃ）値と寿
命の関係を示すグラフ、第１１図は油膜パラメータと油
膜形成率を示す関係図、第１２図と第１３図は油膜形成
率を示すグラフである。 １・・・・・・ころ軸受、 ２・・・・・・内輪
、３・・・・・・外輪、 ４・・・・・・転動
体、５・・・・・・相手軸、 ６・・・・・・軸
受軌道面、７・・・・・・微小粗面。
Claims (2)
- （１）ころ軸受における軌道輪の表面に独立した微小な
凹形状のくぼみを無数にランダムに形成し、軌道輪表面
の面粗さを、軸方向と円周方向のそれぞれを求めてパラ
メータＲＭＳで表示したとき、軸方向面粗さＲＭＳ（Ｌ
）と円周方向面粗さＲＭＳ（Ｃ）との比ＲＭＳ（Ｌ）／
ＲＭＳ（Ｃ）が１．０以下となり、合わせて表面粗さの
パラメータＳＫ値が軸方向及び円周方向の何れも−１．
６以下となるようにしたころ軸受。 - （２）ころ軸受における軌道輪の表面及び転動体の表面
に各々独立した微小な凹形状のくぼみを無数にランダム
に形成し、前記両表面の面粗さを、軸方向と円周方向の
それぞれを求めてパラメータＲＭＳで表示したとき、軸
方向面粗さＲＭＳ（Ｌ）と円周方向面粗さＲＭＳ（Ｃ）
との比ＲＭＳ（Ｌ）／ＲＭＳ（Ｃ）が１．０以下となり
、合わせて表面粗さのパラメータＳＫ値が軸方向及び円
周方向の何れも−１．６以下となるようにしたころ軸受
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25310089A JPH03117724A (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | ころ軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25310089A JPH03117724A (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | ころ軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03117724A true JPH03117724A (ja) | 1991-05-20 |
Family
ID=17246491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25310089A Pending JPH03117724A (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | ころ軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03117724A (ja) |
Cited By (8)
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| US5333954A (en) * | 1992-04-06 | 1994-08-02 | Nsk Ltd. | Rolling/sliding part |
| US5411336A (en) * | 1992-07-30 | 1995-05-02 | Nsk Ltd. | Roling bearing |
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-
1989
- 1989-09-28 JP JP25310089A patent/JPH03117724A/ja active Pending
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