JPH10176718A - 建設機械用転がり軸受 - Google Patents
建設機械用転がり軸受Info
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- JPH10176718A JPH10176718A JP9261484A JP26148497A JPH10176718A JP H10176718 A JPH10176718 A JP H10176718A JP 9261484 A JP9261484 A JP 9261484A JP 26148497 A JP26148497 A JP 26148497A JP H10176718 A JPH10176718 A JP H10176718A
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- Japan
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- rolling
- bearing
- oil
- rolling bearing
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/62—Selection of substances
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/24—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
- F16C19/26—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers
-
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- F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
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-
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- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
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- F16C19/541—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing
- F16C19/542—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing with two rolling bearings with angular contact
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-
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- F16C2361/61—Toothed gear systems, e.g. support of pinion shafts
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型建設機械の減速機や油圧機器に組込まれ
る転がり軸受の水素脆化による特異性剥離の発生を防止
して耐久寿命の向上を図る。 【解決手段】 転動体５が転がり移動する転走面に酸化
被膜６を形成する。その酸化被膜６によって転走面表面
の触媒作用を抑制し、潤滑油の分解により水素が発生す
るのを防止して、転がり軸受が水素脆化するのを防止す
る。
る転がり軸受の水素脆化による特異性剥離の発生を防止
して耐久寿命の向上を図る。 【解決手段】 転動体５が転がり移動する転走面に酸化
被膜６を形成する。その酸化被膜６によって転走面表面
の触媒作用を抑制し、潤滑油の分解により水素が発生す
るのを防止して、転がり軸受が水素脆化するのを防止す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、油圧ショベルや
ダンプトラック等の大型建設機械の減速機や油圧機器に
組込まれて油潤滑される転がり軸受に関するものであ
る。
ダンプトラック等の大型建設機械の減速機や油圧機器に
組込まれて油潤滑される転がり軸受に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】油圧ショベル、ダンプトラック、ホイー
ルローダ等の大型建設機械の動力伝達系には、普通、大
きな減速比が得られる遊星歯車式の減速機が採用されて
いる。
ルローダ等の大型建設機械の動力伝達系には、普通、大
きな減速比が得られる遊星歯車式の減速機が採用されて
いる。
【０００３】図３は、油圧ショベルの遊星歯車式の減速
機を示す。この減速機は、入力軸１０に設けた駆動歯車
１１と固定された内歯歯車１２のそれぞれに第１遊星歯
車１３を噛合させ、上記駆動歯車１１の回転を第１遊星
歯車１３に伝えて公転させ、その公転を入力軸１０と同
軸上に設けた中間歯車１４から、その中間歯車１４と上
記内歯歯車１２とに噛合する第２遊星歯車１５に伝え、
自転しつつ公転する第２遊星歯車１５の公転により駆動
スプロケット１６を回転させて、これに噛合する履帯１
７に伝えるようにしている。
機を示す。この減速機は、入力軸１０に設けた駆動歯車
１１と固定された内歯歯車１２のそれぞれに第１遊星歯
車１３を噛合させ、上記駆動歯車１１の回転を第１遊星
歯車１３に伝えて公転させ、その公転を入力軸１０と同
軸上に設けた中間歯車１４から、その中間歯車１４と上
記内歯歯車１２とに噛合する第２遊星歯車１５に伝え、
自転しつつ公転する第２遊星歯車１５の公転により駆動
スプロケット１６を回転させて、これに噛合する履帯１
７に伝えるようにしている。
【０００４】上記遊星歯車式減速機においては、第１遊
星歯車１３および第２遊星歯車１５を円錐ころ軸受１
８、１９で支持し、これらの軸受部を油潤滑して焼付き
を防止している。
星歯車１３および第２遊星歯車１５を円錐ころ軸受１
８、１９で支持し、これらの軸受部を油潤滑して焼付き
を防止している。
【０００５】また、上記大型建設機械には、油圧モータ
ーや油圧ポンプ等の油圧機器も組み込まれている。
ーや油圧ポンプ等の油圧機器も組み込まれている。
【０００６】図４は、油圧ショベルの斜板式油圧モータ
ーを示す。この油圧モーターは、回転自在なシリンダブ
ロック２０にバルブプレート２１に設けられた入口ポー
トから圧油を流入させ、シリンダブロック２０に組み込
まれたピストン２２を固定された斜板２３に押し付ける
ことにより、その反力でシリンダブロック２０を回転さ
せ、このシリンダブロック２０の内周面に取り付けられ
た駆動軸２４に駆動力を伝えるようにしている。
ーを示す。この油圧モーターは、回転自在なシリンダブ
ロック２０にバルブプレート２１に設けられた入口ポー
トから圧油を流入させ、シリンダブロック２０に組み込
まれたピストン２２を固定された斜板２３に押し付ける
ことにより、その反力でシリンダブロック２０を回転さ
せ、このシリンダブロック２０の内周面に取り付けられ
た駆動軸２４に駆動力を伝えるようにしている。
【０００７】前記斜板２３の外周縁にはコントロールピ
ストン２５が押し付けられ、コントロールピストン２５
と反対側の外周縁がばねを装着したロッド２６で支えら
れており、このコントロールピストン２５の押し込み量
を調節して、斜板２３の傾斜角を変えることにより、モ
ーターの容量を可変とすることができる。
ストン２５が押し付けられ、コントロールピストン２５
と反対側の外周縁がばねを装着したロッド２６で支えら
れており、このコントロールピストン２５の押し込み量
を調節して、斜板２３の傾斜角を変えることにより、モ
ーターの容量を可変とすることができる。
【０００８】上記斜板式油圧モーターにおいては、駆動
軸２４を円筒ころ軸受２７と針状ころ軸受２８で支持
し、これらの軸受部を油潤滑して焼付きを防止してい
る。
軸２４を円筒ころ軸受２７と針状ころ軸受２８で支持
し、これらの軸受部を油潤滑して焼付きを防止してい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した大型建設機械
の減速機や油圧機器に組込まれた円錐ころ軸受や円筒こ
ろ軸受等の転がり軸受には、低速回転において重荷重、
高振動が付加されるため、転動体が転がり移動する転走
面に剥離（フレーキング）が生じ、これら軸受が早期に
寿命に至る事例が数多く報告されている。
の減速機や油圧機器に組込まれた円錐ころ軸受や円筒こ
ろ軸受等の転がり軸受には、低速回転において重荷重、
高振動が付加されるため、転動体が転がり移動する転走
面に剥離（フレーキング）が生じ、これら軸受が早期に
寿命に至る事例が数多く報告されている。
【００１０】この早期寿命を引き起こす剥離は、金属疲
労により生じる通常の転走面ないし表層の剥離とは異な
り、軌道溝表面から内部に相当深く入り込んだ部分から
突然に生じる特異な破壊現象を示している。
労により生じる通常の転走面ないし表層の剥離とは異な
り、軌道溝表面から内部に相当深く入り込んだ部分から
突然に生じる特異な破壊現象を示している。
【００１１】従来は、上記特異性剥離現象を解消するた
め、軸受サイズを変更し、負荷容量を向上させることで
軸受寿命の向上を図るようにしていた。しかし、このよ
うな軸受の大型化は減速機自体の大型化につながり、コ
ストを上昇させる要因となる。
め、軸受サイズを変更し、負荷容量を向上させることで
軸受寿命の向上を図るようにしていた。しかし、このよ
うな軸受の大型化は減速機自体の大型化につながり、コ
ストを上昇させる要因となる。
【００１２】本発明者は、転がり軸受の特異な破壊現象
が、転走面から内部に相当深く入り込んだ部分に生じて
いることから、金属内部に何か異物が侵入し、その異物
の作用により、金属組織に変化が生じて亀裂を発生させ
たことによるものであると考えた。
が、転走面から内部に相当深く入り込んだ部分に生じて
いることから、金属内部に何か異物が侵入し、その異物
の作用により、金属組織に変化が生じて亀裂を発生させ
たことによるものであると考えた。
【００１３】一般機械部品では、水素が金属、特に鋼の
内部に侵入すると、水素脆化を引き起こし、早期に破壊
が生じることはよく知られている。
内部に侵入すると、水素脆化を引き起こし、早期に破壊
が生じることはよく知られている。
【００１４】一般の軸受においては、転動体と転走面の
接触面に生じる応力は変動応力であり、水素脆化で問題
になる遅れ破壊のように静止一定応力でないことから、
水素脆化による破壊は問題になることはなかった。ま
た、特に、条件の厳しい箇所で使用される油潤滑軸受で
は、転動体の転走面の汚れが使用の初期に起り、金属表
面の触媒作用が消えることが考えられる。
接触面に生じる応力は変動応力であり、水素脆化で問題
になる遅れ破壊のように静止一定応力でないことから、
水素脆化による破壊は問題になることはなかった。ま
た、特に、条件の厳しい箇所で使用される油潤滑軸受で
は、転動体の転走面の汚れが使用の初期に起り、金属表
面の触媒作用が消えることが考えられる。
【００１５】しかし、建設機械の減速機や油圧機器に組
込まれた転がり軸受は、低速回転状態で重荷重、高振動
が付加されるため、転動体表面での油膜生成は難しく、
転動体の動きにより、転走面が局部的に高温、高圧状態
になり、転走面が鏡面摩耗して、それによる新生面の形
成が触媒作用となり、潤滑油が分解し、その際発生した
水素が原因で転がり軸受にフレーキングが生じたのでは
ないかと予測した。
込まれた転がり軸受は、低速回転状態で重荷重、高振動
が付加されるため、転動体表面での油膜生成は難しく、
転動体の動きにより、転走面が局部的に高温、高圧状態
になり、転走面が鏡面摩耗して、それによる新生面の形
成が触媒作用となり、潤滑油が分解し、その際発生した
水素が原因で転がり軸受にフレーキングが生じたのでは
ないかと予測した。
【００１６】この発明の課題は、大型建設機械の減速機
や油圧機器に組込まれる転がり軸受を、負荷容量を向上
させることなく耐久寿命の向上を図ることである。
や油圧機器に組込まれる転がり軸受を、負荷容量を向上
させることなく耐久寿命の向上を図ることである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、建設機械の減速機や油圧機
器に組込まれて油潤滑される転がり軸受において、転動
体が転がり移動する転走面を不活性化処理した構成を採
用している。
めに、この発明においては、建設機械の減速機や油圧機
器に組込まれて油潤滑される転がり軸受において、転動
体が転がり移動する転走面を不活性化処理した構成を採
用している。
【００１８】ここで、不活性化処理として、酸化被膜を
形成する方法、転走面を有する軌道輪をステンレス鋼で
形成する方法を採用することができる。
形成する方法、転走面を有する軌道輪をステンレス鋼で
形成する方法を採用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１および図２に基づいて説明する。図１は、図３に示し
た減速機の第１遊星歯車１３を支持する円錐ころ軸受１
８を示す。この円錐ころ軸受１８は、背面組合わせの一
対の軸受ユニット１、１から成り、その対向面間に間座
２が組込まれている。
１および図２に基づいて説明する。図１は、図３に示し
た減速機の第１遊星歯車１３を支持する円錐ころ軸受１
８を示す。この円錐ころ軸受１８は、背面組合わせの一
対の軸受ユニット１、１から成り、その対向面間に間座
２が組込まれている。
【００２０】前記軸受ユニット１は、外輪３、つば付き
内輪４および円錐ころ５を有し、外輪３および内輪４の
転走面には酸化被膜６が形成されている。
内輪４および円錐ころ５を有し、外輪３および内輪４の
転走面には酸化被膜６が形成されている。
【００２１】酸化被膜６の形成には、低温加熱１３０℃
〜１６０℃の苛性ソーダ溶液中に外輪３および内輪４を
浸漬する方法を採用することができる。この酸化被膜６
は少なくとも、外輪３および内輪４の転走面にのみあれ
ばよい。
〜１６０℃の苛性ソーダ溶液中に外輪３および内輪４を
浸漬する方法を採用することができる。この酸化被膜６
は少なくとも、外輪３および内輪４の転走面にのみあれ
ばよい。
【００２２】上記の構成から成る円錐ころ軸受１８は、
図３に示す減速機への組込み状態において、油浴または
循環給油により油潤滑される。
図３に示す減速機への組込み状態において、油浴または
循環給油により油潤滑される。
【００２３】本願は、減速機内に組込まれた転がり軸受
の特異性剥離による寿命低下が潤滑油の分解により発生
した水素に原因があるとの予想のもとに、外輪３および
内輪４の転走面に酸化被膜６を施したのである。
の特異性剥離による寿命低下が潤滑油の分解により発生
した水素に原因があるとの予想のもとに、外輪３および
内輪４の転走面に酸化被膜６を施したのである。
【００２４】すなわち、転走面の表面を、化学的に安定
な酸化被膜６により不活性化処理することにより、金属
の触媒作用をなくし、潤滑油の分解による水素の発生を
抑えることができると考えたのである。その効果を検証
するため、酸化被膜６の膜厚が異なる数種のサンプルを
形成し、実機に組込んだ場合と略同様の試験条件でもっ
て寿命試験を行なった。
な酸化被膜６により不活性化処理することにより、金属
の触媒作用をなくし、潤滑油の分解による水素の発生を
抑えることができると考えたのである。その効果を検証
するため、酸化被膜６の膜厚が異なる数種のサンプルを
形成し、実機に組込んだ場合と略同様の試験条件でもっ
て寿命試験を行なった。
【００２５】各サンプルにおいて酸化被膜を形成した転
走面の表面粗さを測定し、寿命との関係をみた。
走面の表面粗さを測定し、寿命との関係をみた。
【００２６】なお、酸化被膜６の形成は、黒染め処理法
で行ない、１４０℃程度の苛性ソーダ水溶液中に外輪３
および内輪４を浸漬して転走面に四三酸化鉄被膜を形成
した。また、酸化被膜６の厚みｔは、予め試験片に黒染
め処理を行ない、処理時間とその時に形成された膜厚と
の関係から対応させたのである。
で行ない、１４０℃程度の苛性ソーダ水溶液中に外輪３
および内輪４を浸漬して転走面に四三酸化鉄被膜を形成
した。また、酸化被膜６の厚みｔは、予め試験片に黒染
め処理を行ない、処理時間とその時に形成された膜厚と
の関係から対応させたのである。
【００２７】また、寿命試験は、１０００時間の点で完
了した。その試験結果を表１に示す。
了した。その試験結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】上記表１の結果から、酸化被膜の厚みｔが
０．１μｍ以上のサンプル（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５）にお
いては転走面に特異性剥離が見られず、全てのサンプル
で１０００時間の寿命を達成することができた。
０．１μｍ以上のサンプル（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５）にお
いては転走面に特異性剥離が見られず、全てのサンプル
で１０００時間の寿命を達成することができた。
【００３０】この結果、酸化被膜６と特異性剥離の発生
とは強い関連があることが明らかであり、酸化被膜６に
より転走面表面の触媒作用が抑制されて水素発生が抑え
られ、水素脆化による亀裂の発生が防止される、とする
考えと一致している。
とは強い関連があることが明らかであり、酸化被膜６に
より転走面表面の触媒作用が抑制されて水素発生が抑え
られ、水素脆化による亀裂の発生が防止される、とする
考えと一致している。
【００３１】図２は、図４に示した油圧モーターの駆動
軸２４を支持する円筒ころ軸受２７を示す。この場合
も、図１に示した円錐ころ軸受１８と同様の処理で、外
輪７および内輪８の転走面には酸化被膜９が形成されて
いる。
軸２４を支持する円筒ころ軸受２７を示す。この場合
も、図１に示した円錐ころ軸受１８と同様の処理で、外
輪７および内輪８の転走面には酸化被膜９が形成されて
いる。
【００３２】上記の実施形態は、転がり軸受として円錐
ころ軸受と円筒ころ軸受に適用した場合についてのべた
が、このほかにも玉軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ
軸受等の転がり軸受にも適用することができる。なお、
針状ころ軸受等で内輪や外輪がない転がり軸受に適用す
る場合は、軌道輪を形成する軸の外径面や歯車等の内径
面に酸化被膜を形成すればよい。
ころ軸受と円筒ころ軸受に適用した場合についてのべた
が、このほかにも玉軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ
軸受等の転がり軸受にも適用することができる。なお、
針状ころ軸受等で内輪や外輪がない転がり軸受に適用す
る場合は、軌道輪を形成する軸の外径面や歯車等の内径
面に酸化被膜を形成すればよい。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、この発明においては、建
設機械の減速機や油圧機器に組込まれて油潤滑される転
がり軸受の転走面に酸化被膜を形成したことにより、水
素脆化による特異性剥離を防止し、軸受寿命の向上を図
ることができる。
設機械の減速機や油圧機器に組込まれて油潤滑される転
がり軸受の転走面に酸化被膜を形成したことにより、水
素脆化による特異性剥離を防止し、軸受寿命の向上を図
ることができる。
【図１】円錐ころ軸受の実施形態の断面図
【図２】円筒ころ軸受の実施形態の断面図
【図３】建設機械の減速機を示す一部切欠正面図
【図４】建設機械の油圧モーターを示す縦断面図
１ 軸受ユニット ２ 間座 ３ 外輪 ４ 内輪 ５ 円錐ころ ６ 酸化皮膜 ７ 外輪 ８ 内輪 ９ 酸化皮膜 １０ 入力軸 １１ 駆動歯車 １２ 内歯歯車 １３ 遊星歯車 １４ 中間歯車 １５ 遊星歯車 １６ スプロケット １７ 履帯 １８、１９ 円錐ころ軸受 ２０ シリンダプロック ２１ バルブプレート ２２ ピストン ２３ 斜板 ２４ 駆動軸 ２５ コントロールピストン ２６ ロッド ２７ 円筒ころ軸受 ２８ 針状ころ軸受
Claims (2)
- 【請求項１】 建設機械の減速機や油圧機器に組込まれ
て油潤滑される転がり軸受において、転動体が転がり移
動する転走面を不活性化処理したことを特徴とする建設
機械用転がり軸受。 - 【請求項２】 前記不活性化処理が、酸化被膜の形成か
ら成る請求項１に記載の建設機械用転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9261484A JPH10176718A (ja) | 1996-10-01 | 1997-09-26 | 建設機械用転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26055896 | 1996-10-01 | ||
| JP8-260558 | 1996-10-01 | ||
| JP9261484A JPH10176718A (ja) | 1996-10-01 | 1997-09-26 | 建設機械用転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10176718A true JPH10176718A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=26544656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9261484A Pending JPH10176718A (ja) | 1996-10-01 | 1997-09-26 | 建設機械用転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10176718A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007127269A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-05-24 | Ntn Corp | 円すいころ軸受 |
| JP2007332993A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Kyushu Institute Of Technology | 固体潤滑軸受 |
| US8382380B2 (en) | 2005-08-25 | 2013-02-26 | Ntn Corporation | Tapered roller bearing |
| DE102006006591B4 (de) * | 2005-02-16 | 2017-01-05 | Ntn Corp. | Zahnrad-Tragestruktur für einen Fahrtantrieb für eine Baumaschine |
| WO2017164256A1 (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | Ntn株式会社 | 転がり軸受および軸受軌道面の耐摩耗処理方法 |
| JP2018128091A (ja) * | 2017-02-09 | 2018-08-16 | Ntn株式会社 | トランスミッション用軸受装置 |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP9261484A patent/JPH10176718A/ja active Pending
Cited By (11)
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