CN101410642A - 滚动轴承 - Google Patents

滚动轴承 Download PDF

Info

Publication number
CN101410642A
CN101410642A CNA2007800105641A CN200780010564A CN101410642A CN 101410642 A CN101410642 A CN 101410642A CN A2007800105641 A CNA2007800105641 A CN A2007800105641A CN 200780010564 A CN200780010564 A CN 200780010564A CN 101410642 A CN101410642 A CN 101410642A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing
amplitude
angle
rolling
ripple
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007800105641A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101410642B (zh
Inventor
赤松良信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp filed Critical NTN Corp
Publication of CN101410642A publication Critical patent/CN101410642A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101410642B publication Critical patent/CN101410642B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/32—Balls
    • 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
    • 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
    • F16C33/583—Details of specific parts of races
    • F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
    • 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
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/54—Surface roughness

Abstract

本发明提供一种滚动轴承，其能够抑制由轴承零件的滚动面的形状误差引起的极高频率的噪声的产生，实现音响品质的提高。其中，关于由套圈或滚动体构成的轴承零件的至少一个中的滚动面的截面形状，将波纹相对于正圆的角数n(n为任意自然数)和振幅r的关系设定为如下的关系。即，将这些角数n和振幅r进行对数变换，由角数n定义X＝Log(n)、由n角的振幅rn定义Y＝Log(rn)。在求出其回归直线Y＝aX+b的情况下，各X的偏离回归直线Y的偏差δ和标准偏差σ之比δ/σ小于4。

Description

滚动轴承
技术领域
本发明涉及马达等中使用的滚动轴承。
背景技术
在滚动轴承的内圈、外圈、滚动体等零件中存在形状误差时，在装有滚动轴承的机械装置中就会产生振动。因而，减小内圈和外圈的轨道面以及滚动体的正圆度。另外，在负载轴向预压而使用的轴承上，产生振动的波纹的角数是由几何学关系决定的，因此减小特定角数的波纹对减小振动是有效的(非专利文献1)。
非专利文献1：坂口智也·赤松良信，「球轴承的振动仿真」，NTN技术杂志(NTN TECHNICAL JOURNAL)，No 69，2001，P69-75.
非专利文献2：综合润滑技术学会综合润滑技术会议预稿集(2001年11月)291.
但是，在间隙状态下使用的轴承，即在存在负载区域和非负载区域的条件下使用的轴承中，通过负载区域的滚动要素(滚动体以及套圈)会对静止圈励振，所以不只是特定角数的波纹才会励振，所有角数的波纹都会对轴承励振。在对数轴刻度上体现波纹的角数和振幅的关系时，在正常加工的前提下，两者呈线性关系(非专利文献2)。
理由是，加工机的振动造成了轴承的形状误差，通常，越是高次振动振幅越小。因而，加工面的形状误差的振幅随角数的减少而变小。
因此，为了降低轴承的振动，历来都是采用减小波纹的加工方法。
可是，即使波纹的大小整体减小，当某角数的波纹变大时，由其角数和旋转速度决定的频率的振动(噪声)也会极高，因此很刺耳。即使振动(音响)的等级小，作为轴承来说，在音响特性上也不能令人满意。
发明内容
本发明的目的在于提供一种滚动轴承，其能够抑制由轴承零件的滚动面的形状误差引起的极高频率的噪声的产生，从而实现音响品质的提高。
在本发明的滚动轴承中，就由套圈或滚动体构成的轴承零件的至少一个的滚动面的截面形状而言，将波纹相对于正圆的角数n(n为任意自然数)和振幅r间的关系设定为如下关系。
即，将角数n和振幅r进行对数变换，
由角数n定义X＝Log(n)、
由n角的振幅rn定义Y＝Log(rn)，
在求出其回归直线Y＝aX+b的情况下，各X的偏离回归直线Y的偏差δ和标准偏差σ之比δ/σ小于4。
还有，所谓套圈的滚动面是套圈的轨道面。
根据该结构，将轴承零件的滚动面的波纹的角数和振幅进行对数变换，因为偏离所求出的回归直线的偏差δ和标准偏差σ之比δ/σ小于4，所以，可以依据波纹的角数与振幅间具有的线性关系去除成为异常点的波纹，从而能够降低轴承振动。尤其是可以抑制极高频率的噪声的产生，提升轴承的音响品质。
滚动轴承的种类无论是球轴承、圆筒滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承、自动调心滚子轴承及其他任何滚动轴承的哪一个，还有轴承零件无论是内圈、外圈、滚动体的哪一个，都可以适用本发明。例如，所述滚动轴承是带有保持架的球轴承，所述比δ/σ小于4的轴承零件是内圈。在实施方式中，就滚动轴承是带有保持架的球轴承、轴承零件是内圈的情况，表示了试验结果。
在本发明中，所述波纹的角数n和振幅r的数值例如也可以是将对所述轴承零件的滚动面形状进行测定的相对于正圆的振动量的测定信号进行谐波分析(即谐和分析)而得到的数值。谐波分析是对正圆度波形进行傅里叶变换从而求出波纹的角数n和振幅r的一种方法。
附图说明
参照附图结合下面对优选实施方式的说明，应该就能清楚地理解本发明了。但是，实施方式和附图仅仅是用来图示和说明本发明的，不应利用其界定本发明的适用范围。本发明的适用范围依据附加的权利要求书进行确定。在附图中，多幅附图中的相同的零件编号表示同一部分。
图1是表示本发明的一实施方式的滚动轴承的剖面图；
图2是表示其内圈轨道面的波纹的例子的说明图；
图3是表示内圈的波纹角数和振幅的关系的测定例的图表；
图4是表示对图3的关系进行变数变换后所得结果的图表；
图5是表示偏离回归线的偏差与标准偏差的图表。
具体实施方式
同时参照图1至图5对本发明的一实施方式进行说明。如图1所示，该滚动轴承1为深槽球轴承等球轴承，包括套圈即内圈2和外圈3、由夹在这些内外圈2，3的轨道面2a，3a之间的球体等构成的多个滚动体4、保持这些滚动体4的保持架5、密封内外圈2，3之间的轴承空间的两端的密封圈6等。内外圈2，3的轨道面2a，3a形成为圆弧槽状。保持架5在圆周方向的多个部位均布有兜部5a，各兜部5a内保持有滚动体4。所述内外圈2，3的轨道面2a，3a和滚动体4的外球面形成轴承零件即内外圈2，3和滚动体4的滚动面。
内圈2的轨道面2a和外圈3的轨道面3a的、与轴承中心O垂直的截面的形状及由球体构成的滚动体4的任意直径部分的截面形状，它们的理想形状都是正圆。但是，如图2中强调内圈2的例子所示，因为制造误差的原因，这些截面形状相对于正圆C都产生具有若干个角(即，峰)7的波纹。在图2中为了简明表示而设角数为4，但波纹的波角7的个数n和波纹的振幅r依据加工方法的不同而存在各种差异。
该实施方式中，对内圈2的轨道面2a、外圈3的轨道面3a及滚动体4的外球面的全部，设定波纹的角数n(n为任意自然数)和振幅r的关系为如下关系。就滚动体4而言，对所有的滚动体4设定为如下关系。
即，将这些角数n和振幅r进行对数变换，
由角数n定义X＝Log(n)、
由n角的振幅rn定义Y＝Log(rn)，
在求出其回归直线Y＝aX+b的情况下，各X的偏离回归直线Y的偏差δ和标准偏差σ之比δ/σ小于4。
还有，a是表示回归直线的斜率的常数，b是作为回归直线在Y轴上的截距的常数。
上述波纹的角数n和振幅r是如后所述对轴承零件的正圆度进行谐波分析而得到的数值。
再有，在该实施方式中，对内圈2、外圈3和滚动体4的全部，设定波纹的角数n和振幅r的关系为比δ/σ小于4的关系，不过只要将内圈2、外圈3和滚动体4中的至少一个以上设定为上述关系即可。
对实验结果进行说明。图3表示内圈2的波纹角数和振幅的关系的测定例。可知两者在对数关系上呈线性关系。
图中表示了回归直线。可知角数为9时振幅很大。
将X轴和Y轴进行变数转换，转换为X＝Log x、Y＝Log y的结果示于图4。
在该X-Y坐标中，计算出相对于各X的偏离回归直线Y的偏差δ和标准偏差σ。
图5表示其关系。由图5可知，角数为9的波纹的振幅的偏差与标准偏差之比大于4。
进行球轴承内圈的波纹的谐波分析(谐和分析)，求出δ/σ的值，然后将内圈组装到轴承上进行噪声试验，通过实验调查其音响品质，结果表明δ/σ达到4以上时音响品质就会出问题。噪声试验的条件为：轴承使用JIS规格中型号6203的深槽球轴承，旋转速度为1800rpm，径向载荷为2kgf，使用油进行润滑，用扬声器测定轴承噪声，同时由听觉判断音响品质。结果如下表1所示。
[表1]
音响试验结果
  δ/σ   音响品质
  2.02.73.23.63.84.04.3   ○○○○○××
在波纹的谐波分析(谐和分析)中使用了TALIROND(商品名)等正圆度测定仪。也可以使用WEBIMETER等波纹测定仪。在使用TALIROND的正圆度测定中，将作为测定物的轴承零件放置在工作台上的检测器的旋转中心上，通过安装在差动变压方式的检测器上的测定件描绘出滚动面(套圈的场合为轨道面)，并将其振动量转换成电信号。利用计算机处理基于该电信号的正圆度波形并进行谐波分析。设定回归分析中使用的角数的数据为3个角以上且小于50个角。就2个角的波纹而言，波纹的振幅一般大但振动数低，因此在讨论振动问题时不予考虑。在测定超过50个角的波纹时，耗费测定工时，并且产生异常波纹的情况非常少，所以不将其作为分析对象。
无论轴承种类或轴承零件的种类如何，该测定条件以及分析条件都可设定为同一。
这样，就处于线性关系的波纹的角数和振幅的关系而言，将滚动轴承1的内圈2、外圈3和滚动体4的至少一个以上制作成δ/σ小于4而没有异常点的零件，因此，能够降低轴承的振动。
即，对内圈2、外圈3和滚动体4等的滚动面的波纹进行谐波分析，作为角数n和振幅r的关系式，由角数n变数变换为X＝Log(n)，由n角的振幅rn变数变换为Y＝Log(rn)，求出其回归直线Y＝aX+b，用标准偏差σ使各X的偏离回归直线Y的偏差δ量纲为1，由于设定作为该量纲为1的值的比δ/σ小于4，因此能够抑制极高频率的噪声的产生，提高轴承的音响品质。

Claims (3)

1、一种滚动轴承，其作为轴承零件包括套圈或滚动体，其中，
关于所述轴承零件的至少一个的滚动面的截面形状，作为波纹相对于正圆的角数n(n为任意自然数)和振幅r的关系，如下设定，
将这些角数n和振幅r进行对数变换，
由角数n定义X＝Log(n)、
由n角的振幅rn定义Y＝Log(rn)，
在求出其回归直线Y＝aX+b的情况下，各X的偏离回归直线Y的偏差δ和标准偏差σ之比δ/σ小于4。
2、根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，
所述滚动轴承是具有保持架的球轴承，所述比δ/σ小于4的轴承零件是内圈。
3、根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，
所述波纹的角数n和振幅r是将对所述轴承零件的滚动面形状进行测定得到的相对于正圆的振动量的测定信号进行谐波分析而得到的数值。
CN2007800105641A 2006-03-27 2007-03-26 滚动轴承 Expired - Fee Related CN101410642B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP085027/2006 2006-03-27
JP2006085027A JP4969124B2 (ja) 2006-03-27 2006-03-27 転がり軸受の分別方法
PCT/JP2007/000294 WO2007116581A1 (ja) 2006-03-27 2007-03-26 転がり軸受

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101410642A true CN101410642A (zh) 2009-04-15
CN101410642B CN101410642B (zh) 2010-12-08

Family

ID=38580883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800105641A Expired - Fee Related CN101410642B (zh) 2006-03-27 2007-03-26 滚动轴承

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8104968B2 (zh)
EP (1) EP2000685B1 (zh)
JP (1) JP4969124B2 (zh)
CN (1) CN101410642B (zh)
WO (1) WO2007116581A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102022426A (zh) * 2010-11-26 2011-04-20 天津大学 改善滚动轴承运转性能的方法
CN104246256A (zh) * 2012-04-16 2014-12-24 Ntn株式会社 滚动轴承

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011080937A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Sumitomo Chemical Co Ltd 保温材下腐食の検査方法
JP2014152788A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Ntn Corp 転がり軸受
CN107609245B (zh) * 2017-09-04 2020-10-30 杭州萧山鼎立机械有限公司 一种轮毂轴承内圈与法兰盘过盈配合的轴向游隙修正方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3292980A (en) * 1964-05-22 1966-12-20 Skf Ind Inc Rolling bearings
US3608244A (en) * 1968-07-22 1971-09-28 North American Rockwell Cross raceway lapping of ball bearings
JP2961446B2 (ja) * 1991-03-20 1999-10-12 日本電産株式会社 回転機
JP3225618B2 (ja) * 1992-08-07 2001-11-05 日本精工株式会社 振動検査装置
US5495764A (en) * 1994-04-06 1996-03-05 Nsk Ltd. Vibration measurement system for a rolling bearing
US5782563A (en) * 1995-03-10 1998-07-21 Nsk Ltd. Rolling bearing unit
JPH1066300A (ja) * 1996-08-19 1998-03-06 Mitsubishi Electric Corp 回転電機
JPH10259451A (ja) * 1997-01-20 1998-09-29 Nippon Seiko Kk 転がり軸受
SE511232C2 (sv) * 1997-12-22 1999-08-30 Skf Nova Ab Förfarande jämte apparat för mätning av vågigheten på ytor
JP4118993B2 (ja) * 1998-01-08 2008-07-16 日本電産株式会社 回転機械
US6371653B2 (en) * 1998-10-07 2002-04-16 Minebea Co., Ltd. Anti-friction bearing and a motor including such a bearing
JP2000167724A (ja) * 1998-12-07 2000-06-20 Ntn Corp 転がり軸受製造設備
JP2002221228A (ja) * 2000-11-24 2002-08-09 Nsk Ltd 深溝玉軸受及び軸受装置
CN2463597Y (zh) * 2000-12-29 2001-12-05 李千 低转数消声尼龙轴承
JP4203843B2 (ja) * 2002-08-05 2009-01-07 日本精工株式会社 転がり軸受及び軸受装置
JP2004116751A (ja) * 2002-09-30 2004-04-15 Nsk Ltd プーリ用回転支持装置
JP2004308822A (ja) * 2003-04-09 2004-11-04 Ntn Corp 円筒ころ軸受
CN2692406Y (zh) * 2004-04-20 2005-04-13 丽水市新亿特轴承有限公司 一种直线轴承
JP4753654B2 (ja) * 2005-08-03 2011-08-24 Ｎｔｎ株式会社 転がり軸受部品の評価法
US7421349B1 (en) * 2006-05-15 2008-09-02 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Bearing fault signature detection

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102022426A (zh) * 2010-11-26 2011-04-20 天津大学 改善滚动轴承运转性能的方法
CN102022426B (zh) * 2010-11-26 2012-12-05 天津大学 改善滚动轴承运转性能的方法
CN104246256A (zh) * 2012-04-16 2014-12-24 Ntn株式会社 滚动轴承
US9353795B2 (en) 2012-04-16 2016-05-31 Ntn Corporation Rolling bearing
CN104246256B (zh) * 2012-04-16 2016-12-21 Ntn株式会社 滚动轴承

Also Published As

Publication number Publication date
EP2000685B1 (en) 2017-03-01
US8104968B2 (en) 2012-01-31
EP2000685A1 (en) 2008-12-10
WO2007116581A1 (ja) 2007-10-18
EP2000685A4 (en) 2012-10-03
CN101410642B (zh) 2010-12-08
JP2007263136A (ja) 2007-10-11
JP4969124B2 (ja) 2012-07-04
US20090169144A1 (en) 2009-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101410642B (zh) 滚动轴承
Jamaludin et al. Monitoring extremely slow rolling element bearings: part I
Cheng et al. Research on ball bearing model based on local defects
Chen et al. Proportional selection scheme: A frequency band division tool for rolling element bearing diagnostics
JP4753654B2 (ja) 転がり軸受部品の評価法
Rehab et al. A study of diagnostic signatures of a deep groove ball bearing based on a nonlinear dynamic model
Caesarendra et al. Condition monitoring of low speed slewing bearings based on ensemble empirical mode decomposition method
Li et al. Simulation and experimental validation of tapered roller bearing vibration induced by geometrical imperfection on cup raceway
CN103033257A (zh) 一种滚动轴承振动状态的测定方法
Omoregbee et al. Low speed rolling bearing diagnostics using acoustic emission and higher order statistics techniques
Kozochkin et al. Measurement of spatial vibrations for diagnostics of the performance of a set of spindle assemblies
Bai et al. On the circumferential distribution of ceramic bearing sound radiation
Chi et al. Effect of scale-varying fractional-order stochastic resonance by simulation and its application in bearing diagnosis
Li et al. Uncertainty Evaluation of Bearing Performance Based on Gray Bootstrap Method
Yu et al. Incipient rotating machinery fault diagnosis based on multi-stable stochastic resonance driven by alpha-stable noise
Li et al. Fault Diagnosis of Rolling Bearings Based on Hilbert Resonance Demodulation Method
Rebiai et al. An Interactive Educational Tool for Studying the Diagnosis of Bearing Faults Using Vibration Analysis
İnal Diagnosing the cause of the bearing defects by means of signal analysis of online vibro-acoustic records
Dai et al. Bearing Fault Diagnosis Based on Prime Mean Spectral Segmentation Kurtogram
Wang et al. Dynamic analysis of a cylindrical roller bearing with time-varying localized defects on raceways
CN117743897A (zh) 一种基于数字孪生技术的零样本数据集生成方法
Liu et al. A Study on the Higher-order Waviness Errors in Ball Bearings Based on Vibration Experiments
Li Transient Vibration of Tapered Roller Bearing Excited by Localized Damages on Cup Raceway
CN116663179A (zh) 一种滚动轴承早期故障演化的动力学建模方法及系统
Shi et al. 2150. Nonlinear dynamic model and vibration response of faulty outer and inner race rolling element bearings

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101208

Termination date: 20200326

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee