JP2002148148A - 転がり軸受の寿命予測方法、寿命予測装置、寿命予測装置を使用した転がり軸受選定装置及び記憶媒体 - Google Patents

転がり軸受の寿命予測方法、寿命予測装置、寿命予測装置を使用した転がり軸受選定装置及び記憶媒体

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JP2002148148A JP2000364427A JP2000364427A JP2002148148A JP 2002148148 A JP2002148148 A JP 2002148148A JP 2000364427 A JP2000364427 A JP 2000364427A JP 2000364427 A JP2000364427 A JP 2000364427A JP 2002148148 A JP2002148148 A JP 2002148148A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 転がり軸受の寿命を実際の転がり軸受寿命に
則した的確な寿命予測を行う。 【解決手段】 転がり軸受の諸元情報から動等価荷重P
を算出し、次いで信頼度係数a1 を決定し、使用する潤
滑剤に応じた潤滑パラメータaL を算出し、さらに材料
係数を考慮して汚染度係数aC を決定し、前記諸元情報
に基づいて疲労限度荷重Puを算出してから荷重パラメ
ータ{(P−Pu)/C}・1/aC を算出し、潤滑パ
ラメータaL と荷重パラメータ{(P−Pu)/C}・
1/aC とをもとに寿命補正係数算出用マップを参照し
て寿命補正係数aNSK を算出し、軸受寿命LA をLA
1 ・aNSK ・(C/P)p で算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基本動定格荷重及
び基本静定格荷重が計算できる仕様を有する転がり軸受
の寿命を正確に予測することができる転がり軸受の寿命
予測方法、寿命予測装置、寿命予測装置を使用した転が
り軸受選定装置及びそのプログラムを格納した記憶媒体
に関する。
【0002】
【従来の技術】転がり軸受の基本定格寿命L10に関して
はJIS B1518:1992で規定されており、通
常は次式のような計算式が用いられている。 L10=(C/P)p …………(1) ここで、Cは転がり軸受の基本動定格荷重、Pは軸受に
作用する動等価荷重である。また、pは荷重指数を表
し、玉軸受の場合p=3、ころ軸受の場合p=10/3
に設定される。この基本定格寿命L10は、信頼度が90
%で、普通使用する材料を用いて、通常の製造品質で、
且つ普通の使用条件におけるものである。
【0003】一方、破損確率がn%のときの信頼度(1
00−n)%及び特殊な軸受特性並びに特定の使用条件
に対する補正定格寿命Lnaは、次式のようになる。 Lna=a1 ・a2 ・a3 ・L10 …………(2) ここで、a1 は信頼度係数であって、下記表1で表記さ
れ、信頼度を高める程低い値となる。
【0004】
【表1】
【0005】また、a2 は軸受特性係数であって、材料
改良による疲れ寿命の延長を補正する係数で、通常1.
0とするが真空脱ガス軸受鋼材を使用すると1.0以上
となり、高清浄度鋼となると高い値となる。さらに、a
3 は使用条件係数であって、潤滑条件に及ぼす影響を補
正する係数で、十分な油膜厚さが期待できる場合にa 3
≧1となるが、油接触部における潤滑油の粘度が低すぎ
る場合、転動体の周速が非常に遅い場合、軸受温度が高
い場合及び潤滑剤の中に異物、水分が混入した場合には
3 <1となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、(1)式による基本定格寿命L10に信
頼度、軸受特性及び使用条件を加味した補正を行うこと
で、転がり軸受の寿命予測精度を向上させることができ
るものであるが、この補正定格寿命Lnaでは、軸受特性
係数a2 及び使用条件係数a3 は定量化することが困難
であり、特に使用条件係数a3 の決め方が不十分である
ため基本動定格寿命がバラツク問題が生じている。この
ため、a2 ×a3 を1つの値として取り扱う考え方もあ
る。この場合には、一般的な潤滑条件では、a2 ×a3
=1となるが、潤滑剤の粘度が低すぎる場合にはa2 ×
3 =0.2程度と小さな値になり、また軸受の傾きも
なく運転温度で十分な潤滑油膜厚さがある場合にはa2
×a3 =2を採ることができる。このように、軸受特性
係数a2 及び使用条件係数a3 の積で見ると、0.2〜
2.0と変化し、これら係数の積だけで寿命が10倍も
変化することになり、正確な寿命予測を行うことができ
ないという未解決の課題がある。
【0007】すなわち、NSKテクニカルジャーナル
(No.655(1993)p17〜24の図9)に記
載されているように、スーパークリーン(2段フィルタ
使用)の場合は、実際の軸受寿命L10がJISの計算寿
命の約20倍となり、マイルドコンタミネーションの場
合に、JISの計算寿命程度で、更に、シビアコンタミ
ネーションの場合は、JISの計算寿命の約1/7〜1
/25となり、バラツキが非常に大きいことが報告され
ている。このため、実際の転がり軸受の寿命予測を行う
のは非常に困難であり、正確寿命予測を行うことができ
ない。
【0008】また、古村、村上、阿部らの報告(AST
M STP 1195,J,JC.Hoo,Ed.,1
993,p199〜210)に記載されているように、
材料の清浄度の違いによって、転がり疲労限界を表す指
標としてバタフライの発生限度が異なり、材料S(NS
K標準材料)の発生限界が接触面圧=1850MPaに
対して、清浄度の劣る材料Lのバタフライ発生限界は、
1100MPaとなっている。従って、通常の軸受材料
に関して、安全側に考えるとクリーンな潤滑下で、且つ
理想的な状態下で使用される場合の接触面圧が1500
0MPa以下では、応力繰り返し数が1011サイクルに
至っても剥離を生じないときの、動等価荷重を疲労限度
荷重Puと考えることができる。
【0009】さらに、日本トライボロジー会議予稿集
(大阪 1997−11,p324〜326)に記載さ
れているように、潤滑条件を表す指標として、油膜パラ
メータΛ〔=hmin /√(hr1 2 −hr2 2 ) hr1,h
r2:接触2面の二乗平均粗さ、hmin :EHL油膜の最
小厚さ〕が小さい場合(例えばΛ<3)、油膜が十分あ
る場合の寿命と比較して1/10程度に低下する場合と
低下しない場合などがあり、この潤滑状態を表す指標と
して油膜パラメータΛではなく、他のパラメータとして
表記する必要性がある。
【0010】そこで、本発明は、上記従来例の未解決の
課題に着目してなされたものであり、入力条件を簡略化
しながら高精度の転がり軸受寿命を予測を行うことがで
きる転がり軸受の寿命予測方法及び予測装置を提供する
ことを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る転がり軸受の寿命予測方法は、基本
動定格荷重C及び基本静定格荷重C0 が計算可能な仕様
とされた転がり軸受の寿命予測を行う転がり軸受の寿命
予測方法において、等価荷重をP、荷重指数をp、潤滑
剤の粘度比をκ、汚染度係数をaC 、疲労限度荷重をP
u、寿命補正係数をaNSK としたときに、ある信頼度係
数a1 における転がり軸受の定格補正寿命LA を、 LA =a1 ・aNSK ・(C/P)pNSK ∝f〔F(κ),{(P−Pu)/C}・1/a
C 〕 で算出するようにしたことを特徴としている。
【0012】ここで、定格補正寿命LA を上式で算出す
る理由は、次の通りである。転がり軸受の寿命計算式の
起源となっているのは、1947年に、Lundberg,GとPa
lmgren,Aとが「 Dynamic Capacity of Rolling bearing
s」 として、Acta Polytechnica,Mechanical Engineerin
g of Basic Engineering,82,pp309〜320 に発表されて
いるように、下記(3)式が基本の考え方となってい
る。
【0013】
【数1】
【0014】ここで、Sは残存率、τ0 は最大せん断応
力、z0 はτ0 の発生する深さ、Nは剥離に至る応力繰
り返し数、Vは応力体積(応力が作用する接触面下の体
積)、c,h,eは定数である。また、上記(3)式を
発展させた考え方として、転がり軸受の寿命計算式にお
いて、疲労限度荷重の考えを導入したのは、Ioannieds,
E とHarris,Tらであり、「 A New fatigue life mldel f
or rolling bearings 」 として、ASME transactions,Jo
urnal of Tribogy,Vol.107,pp367〜378 にて、下記
(4)式のように報告している。
【0015】
【数2】
【0016】ここで、τu とは、軸受材料の清浄度、熱
処理に関連した疲労限界せん断応力を表している。しか
しながら、上記式(4)は、軸受の剥離寿命の考え方と
して、内部起点の考えを踏襲しているため、表面起点型
剥離の形態を考慮した式とは不十分といった課題があ
り、本発明では、表面起点型剥離の形態を表す式とし
て、潤滑環境として新たに、汚染度係数ac と潤滑パラ
メータaL を組込んだ下記式(5)を考えたものであ
る。
【0017】
【数3】
【0018】したがって、本発明の転がり軸受の寿命を
正確に予測するために、内部起点型剥離を表す式(4)
と、表面起点型剥離を表す式(5)とを組み合わせた式
として下記(6)式を考えた。
【0019】
【数4】
【0020】この(6)式を展開すると、軸受寿命を正
確に予測できる式として、 LA =a1 ・aNSK ・(C/P)p …………(7) aNSK ∝f〔F(κ),{(P−Pu)/C}・1/aC 〕 ………(8) が得られ、寿命補正係数aNSK が、潤滑パラメータaL
と荷重パラメータ{(P−Pu)/C}・1/aC の関
数となることを知見した。
【0021】また、請求項2に係る転がり軸受の寿命予
測方法は、請求項1に係る発明において、前記汚染度係
数aC が、鋼の成分及び熱処理により寿命延長を図るこ
とができる鋼の影響度として材料係数am を適用して、 aC =g(am ,aC ) で算出するようにしたことを特徴としている。
【0022】この請求項2に係る発明では、汚染度係数
c を鋼の成分及び熱処理により寿命延長を図ることが
できる鋼の影響度として材料係数am を適用し、この材
料係数am を考慮して汚染度係数を算出することによ
り、より正確な汚染度係数acを求めることができる。
さらに、請求項3に係る転がり軸受の寿命予測方法は、
請求項1又は2に係る発明において、前記寿命補正係数
NSK が、粘度比κの関数F(κ)を潤滑パラメータa
L として設定し、この潤滑パラメータaL と荷重パラメ
ータ{(P−Pu)/C}・1/aC とに基づいて算出
されることを特徴としている。
【0023】この請求項3に係る発明では、寿命補正係
数aNSK を潤滑パラメータaL と荷重パラメータとに基
づいて算出するので、表面起点型剥離の形態を考慮した
寿命補正係数aNSK を算出することができる。さらにま
た、請求項4に係る転がり軸受の寿命予測装置は、基本
動定格荷重C及び基本静定格荷重C0 が計算可能な仕様
とされた転がり軸受の寿命予測を行う転がり軸受の寿命
予測装置において、前記転がり軸受の前記基本動定格荷
重C及び基本静定格荷重C0 を含む諸元情報を入力する
諸元情報入力手段と、該諸元情報入力手段で入力された
諸元情報に基づいて動等価荷重を演算する動等価荷重演
算手段と、信頼度係数を設定する信頼度設定手段と、前
記諸元情報に基づいて潤滑パラメータを演算する潤滑パ
ラメータ演算手段と、汚染度を設定する汚染度設定手段
と、疲労限度荷重を演算する疲労限度荷重演算手段と、
前記基本動荷重、動等価荷重、疲労限度荷重及び汚染度
に基づいて荷重パラメータを決定する荷重パラメータ決
定手段と、前記潤滑パラメータ及び荷重パラメータに基
づいて寿命補正係数を設定する寿命補正係数設定手段
と、前記信頼度係数、寿命補正係数、基本動定格荷重、
動等価荷重及び荷重指数に基づいて軸受寿命を演算する
軸受寿命演算手段とを備えていることを特徴としてい
る。
【0024】この請求項4に係る発明では、諸元情報入
力手段で、諸元情報を入力すると共に、信頼度設定手段
で信頼度係数a1 を設定し、且つ汚染度設定手段で汚染
度を設定することにより、潤滑パラメータ演算手段で、
潤滑パラメータaL (=F(κ))を演算し、疲労限度
荷重演算手段で疲労限度荷重を演算し、さらに荷重パラ
メータ決定手段で荷重パラメータ{(P−Pu)/C}
・1/aC を演算することにより、寿命補正係数設定手
段で、前記(8)式の演算を行って寿命補正係数aNSK
を設定し、この寿命補正係数aNSK 、信頼度係数a1
基本動定格荷重C、動等価荷重P、疲労限度荷重Pu、
荷重指数pに基づいて前記(7)式の演算を行って軸受
寿命LA を算出する。
【0025】なおさらに、請求項5に係る転がり軸受の
寿命予測装置は、基本動定格荷重C及び基本静定格荷重
0 が計算可能な仕様とされた転がり軸受の寿命予測を
行う転がり軸受の寿命予測装置において、前記転がり軸
受の前記基本動定格荷重C及び基本静定格荷重C0 を含
む諸元情報を入力する諸元情報入力手段と、該諸元情報
入力手段で入力された諸元情報に基づいて動等価荷重を
演算する動等価荷重演算手段と、信頼度係数を設定する
信頼度設定手段と、前記諸元情報に基づいて潤滑パラメ
ータを演算する潤滑パラメータ演算手段と、汚染度を設
定する汚染度設定手段と、疲労限度荷重を演算する疲労
限度荷重演算手段と、前記基本動荷重、動等価荷重、疲
労限度荷重及び汚染度に基づいて荷重パラメータを決定
する荷重パラメータ決定手段と、前記潤滑パラメータ及
び荷重パラメータに基づいて寿命補正係数を設定する寿
命補正係数設定手段と、前記信頼度係数、寿命補正係
数、基本動定格荷重、動等価荷重及び荷重指数に基づい
て軸受寿命を演算する軸受寿命演算手段と、該軸受寿命
演算手段の演算結果が所望寿命に該当しないときに当該
所望寿命を一致させる再演算が必要であるか否かを判定
する再演算判定手段とを備えていることを特徴としてい
る。
【0026】この請求項5に係る発明では、前述した請
求項4に係る発明の作用に加えて、軸受寿命演算手段の
演算結果が所望寿命に該当しないときに、再演算判定手
段で、所望寿命を満足する為に再計算が必要であるか否
かを判定し、再計算が必要である場合には、転がり軸受
の名番を大きい方に変更するか、汚染度の低い材料に変
更するか、潤滑剤の粘度を高くするかの何れかを選択す
ることにより、再計算を行って、所望寿命を満足する転
がり軸受を決定する。
【0027】また、請求項6に係る転がり軸受の寿命予
測装置は、請求項4又は5に係る発明において、前記汚
染度設定手段が、鋼の成分及び熱処理により寿命延長を
図ることができる鋼の影響度としての材料係数を考慮し
た汚染度係数を設定するように構成されていることを特
徴としている。この請求項6に係る発明では、前述した
請求項2と同様に鋼の成分及び熱処理により寿命延長を
図ることができる鋼の影響度としての材料係数am を考
慮して汚染度係数を算出することにより、より正確な汚
染度係数ac を求めることができる。
【0028】さらに、請求項7に係る転がり軸受の寿命
予測装置は、請求項4乃至6の何れかの発明において、
前記潤滑パラメータ演算手段は、使用潤滑剤の運転動粘
度νと軸受平均直径dmと、軸受回転数Nとから運転温
度における使用潤滑剤の動粘度ν及び運転温度における
必要粘度ν1 の比である粘度比κを演算するように構成
されていることを特徴としている。
【0029】この請求項7に係る発明では、潤滑パラメ
ータとして使用潤滑剤の動粘度ν及び運転温度における
必要粘度ν1 の比である粘度比κを適用することによ
り、転がり軸受の運転状態における油膜厚さを考慮する
ことができ、粘度比κが大きくなると潤滑状態が良好と
なって軸受寿命が向上し、粘度比κが小さくなると潤滑
状態が悪くなり軸受寿命が低下する。
【0030】さらにまた、請求項8に係る転がり軸受の
寿命予測装置は、請求項4乃至7の何れかに係る発明に
おいて、前記寿命補正係数演算手段は、荷重パラメータ
及び潤滑パラメータをもとに、当該値と寿命補正係数と
の関係を潤滑パラメータをパラメータとして表す寿命補
正係数算出マップを参照して、寿命補正係数を算出する
ように構成されていることを特徴としている。
【0031】この請求項8に係る発明では、荷重パラメ
ータ及び潤滑パラメータをもとに、予め記憶した寿命補
正係数算出マップを参照することにより、寿命補正係数
を容易に算出することができる。さらに、請求項9に係
る転がり軸受の寿命予測装置は、請求項4乃至8の何れ
かに係る発明において、前記軸受寿命演算手段で算出し
た軸受寿命を提示する提示手段を備えることを特徴とし
ている。
【0032】この請求項9に係る発明では、軸受寿命演
算手段で算出したユーザー仕様における転がり軸受の寿
命予測の提示を行うことによって、ユーザーはこれを容
易に認識することができる。例えば、横軸パラメータと
して、軸受サイズ、軸受荷重、回転数、潤滑剤の種類、
汚染度、使用温度、材料の種類、信頼度係数を設定し、
縦軸に、軸受寿命値としたパラメトリック表示を行うよ
うにしてもよく、また、これに基づいて最適と考える軸
受名番、また、ユーザーに最適な使用条件をパラメトリ
ックに図や表にて提示するようにしてもよい。
【0033】なおさらに、請求項10に係る転がり軸受
の寿命予測装置を使用した転がり軸受選定装置は、ユー
ザーが所望とする軸受種別を入力する軸受種別入力手段
と、転がり軸受の前記基本動定格荷重C及び基本静定格
荷重C0 を含む必要諸元情報からユーザーが要求する要
求諸元情報以外の必要諸元情報を入力する諸元情報入力
手段と、該諸元情報入力手段で入力された要求諸元情報
と前記必要諸元情報とを比較して、入力されていない諸
元情報を仮定する諸元情報仮定手段と、前記諸元情報入
力手段で入力された諸元情報及び諸元情報仮定手段で仮
定された諸元情報に基づいて軸受寿命予測演算を行う前
記請求項4に係る転がり軸受の寿命予測装置と、該寿命
予測装置の演算結果が前記諸元情報入力手段で入力され
た諸元情報を満足するか否かを判定する判定手段と、該
判定手段の判定結果が演算結果が諸元情報を満足すると
きに諸元情報仮定手段で設定した諸元情報を提示する諸
元情報提示手段と、前記判定手段の判定結果が演算結果
が諸元情報を満足しないものであるときに前記諸元情報
仮定手段で仮定した諸元情報を変更して前記転がり軸受
寿命予測装置で再演算させる再演算手段とを備えている
ことを特徴としている。
【0034】この請求項10に係る発明では、軸受種別
入力手段で、玉軸受、ころ軸受、ラジアル軸受、スラス
ト軸受等の軸受タイプを入力し、諸元情報入力手段で、
ユーザーが最適軸受、最適運転条件、寿命予測時間の何
れか1つを知りたいときには、残りの2つの要求諸元情
報を入力すると、諸元情報仮定手段で、知りたい最適軸
受、最適運転条件、寿命予測時間の何れか1つを仮定
し、これら要求諸元情報及び仮定情報に基づいて請求項
5に係る予測寿命演算を行う。例えば、最適運転条件を
知りたいときには、使用したい軸受名及び要求寿命時間
を入力すると、運転条件として、軸受に作用する荷重、
軸受回転数、運転温度、潤滑剤の種類、軸受の汚染度、
軸受材料の種類を夫々仮定し、寿命予測演算を行い、寿
命予測時間が要求寿命時間を満足しないときには諸元情
報仮定手段で仮定した諸元情報を変更しながら寿命予測
演算を行い、要求寿命時間を満足する寿命予測演算が行
われたときに、そのときの運転条件を最適運転条件とし
て諸元情報提示手段で提示する。
【0035】また、請求項11に係る転がり軸受選定装
置は、請求項10に係る発明において、前記諸元情報入
力手段、諸元情報仮定手段、転がり軸受の寿命予測装
置、判定手段、諸元情報提示手段及び再演算手段は、イ
ンターネットを介してアクセス可能に構成されているこ
とを特徴としている。この請求項11に係る発明では、
ユーザーがインターネットを介して諸元情報入力手段、
諸元情報仮定手段、転がり軸受の寿命予測装置、判定手
段、諸元情報提示手段及び再演算手段にアクセスするこ
とにより、ユーザーの所有する情報端末で、最適軸受、
最適運転条件、寿命予測時間の何れかを容易に選定する
ことができる。
【0036】さらに、請求項12に係る転がり軸受選定
装置は、請求項11に係る発明において、インターネッ
トを介してユーザー登録を受付けるユーザー登録受付手
段を有し、該ユーザー登録受付手段で登録されたユーザ
ーのみがインターネットを介して前記諸元情報入力手
段、諸元情報仮定手段、転がり軸受の寿命予測装置、判
定手段、諸元情報提示手段及び再演算手段にアクセス可
能に構成されていることを特徴としている。
【0037】この請求項12に係る発明では、ユーザー
登録受付手段でユーザー登録したユーザーのみがインタ
ーネットを介して最適軸受、最適運転条件、寿命予測時
間の何れかを選定することができるので、ユーザー登録
受付手段で、ユーザー情報を取得することができる。さ
らにまた、請求項13に係る転がり軸受選定装置は、請
求項10又は11に係る発明において、前記諸元情報入
力手段、諸元情報仮定手段、転がり軸受の寿命予測装
置、判定手段、諸元情報提示手段及び再演算手段で扱う
言語を選択可能に構成されていることを特徴としてい
る。
【0038】この請求項13に係る発明では、諸元情報
入力手段、諸元情報仮定手段、転がり軸受の寿命予測装
置、判定手段、諸元情報提示手段及び再演算手段で扱う
言語が選択可能であるので、日本語、英語、独語、仏語
等の任意の言語を選択することにより、ユーザーの所望
とする言語を使用して転がり軸受の選定を行うことがで
きる。
【0039】なおさらに、請求項14に係る転がり軸受
選定装置は、請求項10乃至13の何れかの発明におい
て、前記諸元情報提示手段は、転がり軸受の寿命予測提
示、最適軸受の提示、最適使用条件の提示の何れかを行
うように構成されていることを特徴としている。この請
求項14に係る発明では、ユーザーが所望とする転がり
軸受の寿命時間、最適軸受、最適使用条件の何れかを的
確に提示することができる。
【0040】また、請求項15に係る転がり軸受選定装
置は、請求項10乃至13の何れかの発明において、前
記諸元情報提示手段は、転がり軸受の寿命予測提示、最
適軸受の提示、最適使用条件の提示の何れかをパラメー
タを変更可能な画像情報として提示するようにしたこと
を特徴としている。この請求項15に係る発明では、例
えば軸受の使用条件を提示する場合に、横軸に汚染度係
数を、縦軸に寿命予測値を表すグラフや表等でパラメー
タとなる汚染度を変更した場合の寿命予測値を表示する
ことが可能となり、最適軸受、最適運転条件、寿命時間
予測値の限界値を容易に視認することが可能となる。
【0041】さらに、請求項16に係る転がり軸受選定
装置は、請求項15に係る発明において、前記画像情報
は一方の軸を寿命予測値とし、他方の軸を軸受サイズ、
軸受荷重、回転速度、潤滑材の種類、汚染度、使用温
度、材料の種類、信頼度係数等から選択した1つとした
グラフで表示されることを特徴としている。この請求項
16に係る発明では、縦軸と横軸とに表される寿命予測
値と、他の条件とがグラフで表されることから、より容
易に限界値を視認することができる。
【0042】さらにまた、請求項17に係る転がり軸受
選定装置は、請求項10乃至16の何れかに係る発明に
おいて、前記諸元情報提示手段で提示した諸元情報に基
づく転がり軸受の納期及び見積もり金額の少なくとも一
方を提示する納品情報提示手段を備えていることを特徴
としている。この請求項17に係る発明では、諸元情報
提示手段で、最適軸受、最適運転条件、寿命予測時間の
提示をしたときに、該当する軸受の納期、見積もり金額
を提示することができ、ユーザーが納期や見積もり金額
の提示を改めて要求する必要がない。
【0043】なおさらに、請求項18に係る記憶媒体
は、基本動定格荷重C及び基本静定格荷重C0 が計算可
能な仕様とされた転がり軸受の寿命予測を行う寿命予測
プログラムを格納した記憶媒体であって、前記転がり軸
受の前記基本動定格荷重C及び基本静定格荷重C0 を含
む諸元情報を入力するステップと、該諸元情報入力手段
で入力された諸元情報に基づいて動等価荷重を演算する
ステップと、信頼度係数を設定するステップと、前記諸
元情報に基づいて潤滑パラメータを演算するステップ
と、汚染度を設定するステップと、疲労限度荷重を演算
するステップと、前記基本動荷重、動等価荷重、疲労限
度荷重及び汚染度に基づいて荷重パラメータを決定する
ステップと、前記潤滑パラメータ及び荷重パラメータに
基づいて寿命補正係数を設定するステップと、前記信頼
度係数、寿命補正係数、基本動定格荷重、動等価荷重及
び荷重指数に基づいて軸受寿命を演算するステップを実
行する寿命予測プログラムを格納している。
【0044】また、請求項19に係る記憶媒体は、基本
動定格荷重C及び基本静定格荷重C 0 が計算可能な仕様
とされた転がり軸受の寿命予測を行う寿命予測プログラ
ムを格納した記憶媒体であって、前記転がり軸受の前記
基本動定格荷重C及び基本静定格荷重C0 を含む諸元情
報を入力するステップと、該諸元情報入力手段で入力さ
れた諸元情報に基づいて動等価荷重を演算するステップ
と、信頼度係数を設定するステップと、前記諸元情報に
基づいて潤滑パラメータを演算するステップと、汚染度
を設定するステップと、疲労限度荷重を演算するステッ
プと、前記基本動荷重、動等価荷重、疲労限度荷重及び
汚染度に基づいて荷重パラメータを決定するステップ
と、前記潤滑パラメータ及び荷重パラメータに基づいて
寿命補正係数を設定するステップと、前記信頼度係数、
寿命補正係数、基本動定格荷重、動等価荷重及び荷重指
数に基づいて軸受寿命を演算するステップと、該軸受寿
命の演算結果が所望寿命に該当しないときに当該所望寿
命を一致させる再演算が必要であるか否かを判定するス
テップとを実行する寿命予測プログラムを格納してい
る。
【0045】さらに、請求項20に係る記憶媒体は、ユ
ーザーが要求する仕様に応じた転がり軸受を選定する軸
受選定プログラムを格納した記憶媒体であって、ユーザ
ーが所望とする軸受種別を入力するステップと、転がり
軸受の前記基本動定格荷重C及び基本静定格荷重C0
含む必要諸元情報からユーザーが要求する要求諸元情報
以外の必要諸元情報を入力するステップと、前記要求諸
元情報と前記必要諸元情報とを比較して、入力されてい
ない諸元情報を仮定するステップと、前記要求諸元情報
及びこれ以外の仮定した諸元情報情報に基づいて請求項
18に係る寿命予測プログラムを使用して寿命予測を行
うステップと、寿命予測結果が前記要求諸元情報を満足
するか否かを判定するステップと、寿命予測結果が前記
要求諸元情報を満足するときに仮定した諸元情報を軸受
選定情報として提示するステップと、寿命予測結果が前
記要求諸元情報を満足しないものであるときに前記仮定
した諸元情報を変更して前記寿命予測プログラムで再演
算するステップとを実行する軸受選定プログラムを格納
している。
【0046】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面を伴って説明する。図1は本発明の第1の実施形
態を示す概略構成図であって、図中、1はパーソナルコ
ンピュータであって、コンピュータ本体2と、これに接
続された液晶又はCRTで構成されるディスプレイ3、
キーボード4及びマウス5と、コンピュータ本体2に接
続されたプリンタ6とを備えている。
【0047】そして、コンピュータ本体2の内部回路
は、図2に示すように、中央演算処理装置11と、この
中央演算処理装置11にシステムバス12を介して接続
されたROM,RAM等の記憶装置13と、ディスプレ
イ3をシステムバス12に接続するディスプレイコント
ローラ14と、キーボード4をシステムバス12に接続
するキーボードインタフェース15と、マウス5をシス
テムバス12に接続するマウスインタフェース16と、
プリンタ6をシステムバス12に接続する入出力インタ
フェース17と、システムバス12にハードディスクコ
ントローラ18を介して接続されたハードディスク19
とを備えている。
【0048】ここで、ハードディスク19には、オペレ
ーティングシステムが格納されていると共に、転がり軸
受の寿命予測を行う寿命予測アプリケーションソフト及
び転がり軸受の諸元情報を格納した電子カタログが格納
されている。ここで、電子カタログは、図7に示すよう
に、軸受種別、呼び番号、主要寸法、基本動定格荷重
C、基本静定格荷重C0 、係数f0 、許容回転数、ラジ
アル荷重係数X、スラスト荷重係数Y等の諸元情報が格
納されている。
【0049】また、寿命予測アプリケーションソフト
は、表計算アプリケーションソフトを利用して、入力さ
れた諸元情報に基づいて所定の演算を行って、転がり軸
受の寿命予測処理を行う。この寿命予測処理は、図3に
示すように、先ず、ステップS1で、初期メニュー画面
を表示する。
【0050】この初期メニュー画面は、図4に示すよう
に、アプリケーションソフトに格納されている機能を選
択可能に表示するものであり、軸受の選定選択領域A
1、新寿命計算式選択領域A2、潤滑パラメータκの計
算選択領域A3、等価荷重の計算選択領域A4、軸受寿
命計算式(従来式)選択領域A5、推奨材料選択領域A
6、推奨潤滑剤選択領域A7及び商品紹介選択領域A8
と終了ボタン21とが表示される。
【0051】次いで、ステップS2に移行して、軸受の
選定選択領域A1がマウス5又はキーボード4によって
選択されたか否かを判定し、これが選択されたときには
ステップS2aに移行して、後述する軸受選択処理を実
行してから処理を終了し、軸受の選定選択領域A1が選
択されていないときにはステップS3に移行する。この
ステップS3では、新寿命計算式選択領域A2が選択さ
れているか否かを判定し、これが選択されているときに
はステップS3aに移行して、後述する新寿命計算処理
を実行してから処理を終了し、新寿命計算式選択領域A
2が選択されていないときにはステップS4に移行す
る。
【0052】このステップS4では、潤滑パラメータ計
算選択領域A3がマウス5又はキーボード4によって選
択されているか否かを判定し、これが選択されていると
きにはステップS4aに移行して、後述する潤滑パラメ
ータ計算処理を実行してから処理を終了し、潤滑パラメ
ータ計算選択領域A3が選択されていないときにはステ
ップS5に移行する。
【0053】このステップS5では、等価荷重の計算選
択領域A4がマウス5又はキーボード4によって選択さ
れているか否かを判定し、これが選択されているときに
はステップS5aに移行して、後述する等価荷重計算処
理を実行してから処理を終了し、等価荷重の計算選択領
域A4が選択されていないときにはステップS6に移行
する。
【0054】このステップS6では、軸受寿命計算式
(従来式)選択領域A5がマウス5又はキーボード4に
よって選択されているか否かを判定し、これが選択され
ているときにはステップS6aに移行して、前述した
(1)式に従って従来式の軸受寿命L10を算出してから
処理を終了し、軸受寿命計算式(従来式)選択領域A5
が選択されていないときにはステップS7に移行する。
【0055】このステップS7では、推奨材料選択領域
A6がマウス5又はキーボード4によって選択されてい
るか否かを判定し、これが選択されているときにはステ
ップS7aに移行して、予めハードディスク19に格納
された推奨材料選択リストをディスプレイ3に表示し
て、この選択リストから軸受の推奨材料を選択する推奨
材料選択処理を実行してから処理を終了、推奨材料選択
領域A6が選択されていないときにはステップS8に移
行する。
【0056】このステップS8では、推奨潤滑剤選択領
域A7がマウス5又はキーボード4によって選択されて
いるか否かを判定し、これが選択されているときにはス
テップS8aに移行して、予めハードディスク19に格
納された推奨潤滑剤選択リストをディスプレイ3に表示
して、この選択リストから軸受に使用する潤滑剤を選択
する潤滑剤選択処理を実行してから処理を終了し、推奨
潤滑剤選択領域A7が選択されていないときにはステッ
プS9に移行する。
【0057】このステップS9では、商品紹介選択領域
A8がマウス5又はキーボード4によって選択されてい
るか否かを判定し、これが選択されているときには、ス
テップS9aに移行して、予めハードディスク19に格
納されている商品紹介情報をディスプレイ3に表示する
商品紹介処理を実行してから処理を終了し、商品紹介選
択領域A8が選択されていないときにはステップS10
に移行する。
【0058】このステップS10では、終了ボタン21
がマウス5又はキーボード4によって選択されているか
否かを判定し、終了ボタン21が選択されたときにはそ
のまま寿命予測処理を終了し、終了ボタン21が選択さ
れていないときには前記ステップS2に戻る。ステップ
S2aの軸受選択処理は、図5に示すように、先ず、ス
テップS11で図6に示す軸受の選定画面をディスプレ
イ3に表示する。
【0059】この選択画面は、図6に示すように、軸受
テーブルから検索する検索領域22と呼び番号から検索
する検索領域23と、入力された転がり軸受の諸元情報
を表示するメニューボタン24及び終了ボタン25とが
表示されている。検索領域22には、内径d、外径D及
び幅(高さ)B(T)の最小値及び最大値を入力するテ
キスト入力領域22a〜22cと、軸受種別を選択する
深溝玉軸受選択ボタン22d、アンギュラ玉軸受選択ボ
タン22e、自動調心玉軸受選択ボタン22f、単式ス
ラスト玉軸受選択ボタン22g、円筒ころ軸受選択ボタ
ン22h、円すいころ軸受選択ボタン22i、自動調心
ころ軸受選択ボタン22j、スラストころ軸受選択ボタ
ン22kとが表示される。また、検索領域23には、呼
び番号を入力するテキスト入力ボックス23aと、呼び
番号一覧を表示する参照ボタン23bとが表示される。
【0060】次いで、ステップS12に移行して、軸受
テーブルから検索する場合の内径d、外径D及び幅(高
さ)B(T)の入力が完了し且つ軸受形式の選択が終了
しているか又は呼び番号から検索する場合の呼び番号の
入力が終了しているかを判定し、これらの何れかが終了
していないときには入力が終了するまで待機し、入力が
終了したときにはステップS13に移行して、軸受テー
ブルからの検索であるか否かを判定し、軸受テーブルか
らの検索である場合にはステップS14に移行して、内
径d、外径D及び幅(高さ)B(T)及び軸受形式に基
づいて電子カタログを検索して該当する諸元情報を表示
する図7に示す軸受テーブル画面を表示してからステッ
プS16に移行し、呼び番号から検索が選択されている
場合にはステップS15に移行して、テキスト入力ボッ
クス23aに入力された呼び番号に基づいて電子カタロ
グを検索して該当する諸元情報を表示する図7に示す軸
受テーブル画面を表示してからステップS16に移行す
る。
【0061】ここで、軸受テーブル画面は、図7に示す
ように、電子カタログの該当する諸元情報を表示する諸
元情報表示領域31と、従来式寿命計算ボタン32、本
発明による新寿命計算ボタン33、動等価荷重計算ボタ
ン34、戻るボタン35、メニューボタン36及び終了
ボタン37とが表示される。ステップS16では、所望
の呼び番号を選択した後に従来式寿命計算ボタン32が
選択されたか否かを判定し、従来式寿命計算ボタン32
が選択されたときには、ステップS16aに移行して、
前述した(1)式の演算を行って基本定格寿命L10を算
出する従来式寿命算出処理を行ってから処理を終了し、
従来式寿命計算ボタン32が選択されていないときには
ステップS17に移行する。
【0062】このステップS17では、所望の呼び番号
を選択した後に新寿命計算ボタン33が選択されたか否
かを判定し、新寿命計算ボタン33が選択されたときに
はステップS17bに移行して、後述する新寿命計算処
理を行ってから処理を終了し、新寿命計算ボタン33が
選択されていないときにはステップS18に移行する。
【0063】このステップS18では、所望の呼び番号
を選択した後に動等価荷重計算ボタン34が選択された
か否かを判定し、動等価荷重計算ボタン34が選択され
たときにはステップS18aに移行して、後述する動等
価荷重計算処理を行ってから処理を終了し、動等価荷重
計算ボタン34が選択されていないときにはステップS
19に移行する。
【0064】このステップS19では、メニューボタン
36が選択されているか否かを判定し、メニューボタン
36が選択されているときにはステップS19aに移行
して、図3の初期メニュー表示処理を起動してから処理
を終了し、メニューボタン36が選択されていないとき
には、ステップS20に移行する。このステップS20
では、終了ボタン37が選択されているか否かを判定
し、これが選択されているときにはそのまま寿命計算処
理を終了し、終了ボタン37が選択されていないときに
はステップS21に移行して、戻るボタン35が選択さ
れているか否かを判定し、これが選択されているときに
は前記ステップS11に戻り、戻るボタン35が選択さ
れていないときには前記ステップS16に戻る。
【0065】前記ステップS3a及びS17aの新寿命
計算処理は、図8に示すように、先ず、ステップS31
で、図9に示す新寿命計算画面を表示する。この新寿命
計算画面は、所定項目を表示する表示領域41と、この
表示領域41の下側に配設された計算実行ボタン42、
読み込みボタン43、保存ボタン44、初期化ボタン4
5、戻るボタン46、メニューボタン47とが設けられ
ている。
【0066】ここで、表示領域41には、表題部に前記
(7)式の寿命計算式を表示すると共に、軸受タイプを
選択するコンボボックス51、呼び番号を入力するテキ
ストボックス52、軸受動定格荷重Cを入力するテキス
トボックス53、軸受静定格荷重C0 を入力するテキス
トボックス54、軸受内径dを入力するテキストボック
ス55、軸受外径Dを入力するテキストボックス56、
軸受動等価荷重Pを表示するテキストボックス57、荷
重係数fW を入力するテキストボックス58、信頼度係
数a1 を選択するコンボボックス59、動等価荷重の計
算を指示する動等価荷重計算ボタン60、回転数を入力
するテキストボックス61、潤滑剤を選択するコンボボ
ックス62、運転粘度νを表示するテキストボックス6
3、運転粘度の計算を指示する運転粘度計算ボタン6
4、汚染度係数aC を選択するコンボボックス65、汚
染度係数aC を表示するテキストボックス66、軸受材
料仕様を選択するコンボボックス67及び疲労限度荷重
Puの特別入力の有無を選択するセレクトボタン68を
備えている。そして、荷重係数fW のテキストボックス
58には“1.0”が、信頼度係数a1 のコンボボック
ス59には“90”が、汚染度係数aC のコンボボック
ス65には“普通(aC =0.5)”が、汚染度係数a
C のテキストボックス66には“0.5”が、軸受材料
仕様のコンボボックス67には“高炭素クロム軸受鋼
(SUJ2Z,SUJ3Z)”がデフォルト値として表
示されている。
【0067】次いで、ステップS32に移行して、読み
込みボタン43が選択されているか否かを判定し、これ
が選択されていないときには直接ステップS38に移行
し、読み込みボタン43が選択されているときにはステ
ップS33に移行して、コンボボックス51、テキスト
ボックス52の順に図7の軸受テーブルで選択された呼
び番号の転がり軸受の諸元情報が順次表示され、テキス
トボックス56に軸受外径Dを表示すると、ステップS
34に移行して、図10に示す荷重定数の定義文を表示
した表示領域61及び閉じるボタン62を有する荷重係
数の定義画面を表示し、次いでステップS35に移行し
て、閉じるボタン62が選択されたか否かを判定し、こ
れが選択されていないときには選択されるまで待機し、
選択されたときにはステップS36に移行する。
【0068】このステップS36では、図11に示す信
頼度係数についての文を表示した表示領域63及び閉じ
るボタン64を有する信頼度係数説明画面を表示してか
らステップS37に移行し、閉じるボタン64が選択さ
れたか否かを判定し、これが選択されていないときには
選択されるまで待機し、閉じるボタン64が選択された
ときにはステップS38に移行する。
【0069】このステップS38では、動等価荷重計算
ボタン60が選択されたか否かを判定し、これが選択さ
れたときにはステップS39に移行して、後述する動等
価荷重計算処理を行ってからステップS42に移行し、
動等価荷重計算ボタン60が選択されていないときには
ステップS40に移行して、運転粘度計算ボタン64が
選択されているか否かを判定し、運転粘度計算ボタン6
4が選択されているときにはステップS41に移行し
て、後述する運転粘度計算処理を実行してからステップ
S42に移行する。
【0070】このステップS42では、計算実行ボタン
42が選択されているか否かを判定し、計算実行ボタン
42が選択されているときには、ステップS43に移行
して、動等価荷重P及び必要運転粘度νの算出が終了し
ているか否かを判定し、これらが終了していないときに
はステップS44に移行して、動等価荷重P及び運転粘
度νの算出を先に完了させることを促すメッセージ情報
を表示してから前記ステップS38に戻り、動等価荷重
P及び運転粘度νの算出が終了しているときにはステッ
プS45に移行して、前述した(7)式の演算を行って
転がり軸受寿命LA を算出する寿命算出処理を行ってか
ら処理を終了し、ステップS42の判定結果が計算実行
ボタン42が選択されていないときには、ステップS4
6に移行して、保存ボタン44が選択されているか否か
を判定し、保存ボタン44が選択されているときにはス
テップS47に移行して、この時点で各ボックス51〜
59、61〜63及び65〜67に表示されているデー
タを保存してから前記ステップS42に戻り、保存ボタ
ン44が選択されていないときには、ステップS48に
移行する。
【0071】このステップS48では、初期化ボタン4
5が選択されているか否かを判定し、初期化ボタン45
が選択されているときにはステップS49に移行して、
表示されているデータを消去してから前記ステップS3
2に戻り、初期化ボタン45が選択されていないときに
はステップS50に移行して、戻るボタン46が選択さ
れているか否かを判定し、戻るボタン46が選択されて
いるときには前記図5の軸受選択処理におけるステップ
S13に戻り、戻るボタン46が選択されていいないと
きにはステップS51に移行して、メニューボタン47
が選択されたか否かを判定し、メニューボタン47が選
択されたときにはステップS52に移行して、図3の初
期メニュー表示処理を起動してから処理を終了し、メニ
ューボタン47が選択されていないときには前記ステッ
プS38に戻る。
【0072】前記ステップS5a、S18aの動等価荷
重算出処理は、図12に示すように、先ず、ステップS
51で、図13に示す動等価荷重計算画面を表示する。
この動等価荷重計算画面は、所定項目を表示する表示領
域71と、この表示領域71の下側に表示された計算実
行ボタン72、結果反映ボタン73、戻るボタン74及
びメニューボタン75とを備えている。
【0073】表示領域71には、軸受タイプを選択表示
するコンボボックス76、呼び番号を表示するテキスト
ボックス77、使用条件のラジアル荷重Frを入力する
テキストボックス78、アキシャル荷重Faを入力する
テキストボックス79、回転数を入力するテキストボッ
クス80、使用条件比率を入力するテキストボックス8
1、追加入力ボタン82、動等価荷重Pを表示するテキ
ストボックス83及び平均回転数Nを表示するテキスト
ボックス84を備えている。
【0074】次いで、ステップS62に移行して、計算
実行ボタン72が選択されたか否かを判定し、計算実行
ボタン72が選択されたときには、ステップS63に移
行して、テキストボックス78及び79に入力されたラ
ジアル荷重Fr及びアキシャル荷重Faと、諸元情報で
設定されたラジアル係数X及びアキシャル係数Yと、図
9の新寿命計算画面で設定した荷重係数fW とに基づい
て下記(9)式の演算を行って動等価荷重Pを算出し、
算出した動等価荷重Pをテキストボックス83に表示し
てからステップS64に移行する。
【0075】 P=fW (X・Fr+Y・Fa) …………(9) このステップS64では、結果反映ボタン73が選択さ
れているか否かを判定し、結果反映ボタン73が選択さ
れたときには、ステップS65に移行して、算出した動
等価荷重Pを図9の新寿命計算式画面における動等価荷
重のテキストボックス57に反映してからステップS6
6に移行して、図13の動等価荷重計算画面を閉じて、
図9の新寿命計算画面をアクティブ状態としてから処理
を終了する。
【0076】また、ステップS62で計算実行ボタン7
2が選択されていないとき及びステップS64で結果反
映ボタン73が選択されていないときにはステップS6
7に移行して、戻るボタン74が選択されているか否か
を判定し、戻るボタン74が選択されたときには前記ス
テップS66に移行して、前記図9の新寿命計算画面を
再表示してから処理を終了し、戻るボタン74が選択さ
れていないときにはステップS68に移行して、メニュ
ーボタン75が選択されているか否かを判定し、メニュ
ーボタン75が選択されているときにはす69に移行し
て前記図3の初期メニュー表示処理を起動してから処理
を終了し、メニューボタン75が選択されていないとき
には前記ステップS62に戻る。
【0077】さらに、前記ステップS41の運転粘度計
算処理は、図14に示すように、先ず、ステップS71
で、図15に示す潤滑パラメータ計算画面を表示する。
この潤滑パラメータ計算画面は、所定項目を表示する表
示領域81と、この表示領域81の下側に配設した運転
粘度の計算ボタン82、必要粘度の計算ボタン83、計
算結果反映ボタン84、キャンセルボタン85及びメニ
ューボタン86とが表示される。
【0078】ここで、表示領域81には、潤滑剤を選択
表示するコンボボックス87、40℃の時の潤滑油粘度
を表示するテキストボックス88、100℃の時の潤滑
油粘度を表示するテキストボックス89、運転温度を入
力するテキストボックス90、運転粘度νを入力するテ
キストボックス91を有する運転粘度設定領域92と、
ピッチ円直径dmを表示するテキストボックス93、軸
受回転数Nを入力するテキストボックス94、必要粘度
ν1 を表示するテキストボックス95、軸受性能係数A
を入力するテキストボックス96、必要粘度ν1 ′を表
示するテキストボックス97、潤滑パラメータκを表示
するテイストボックス98を有する必要粘度設定領域9
9とを備えている。
【0079】次いで、ステップS72に移行して、運転
粘度計算ボタン82が選択されているか否かを判定し、
運転粘度計算ボタン82が選択されているときにはステ
ップS73に移行して、入力された運転温度と40℃の
時の潤滑油粘度及び100℃の時の潤滑油粘度とから運
転粘度νを算出し、算出した運転粘度νをテキストボッ
クス91に表示してからステップS74に移行し、運転
粘度計算ボタン82が選択されていないときには直接ス
テップS74に移行する。
【0080】ステップS74では、必要粘度計算ボタン
83が選択されているか否かを判定し、必要粘度計算ボ
タン83が選択されているときには、ステップS75に
移行して、図16に示す潤滑パラメータの説明画面を表
示する。この潤滑パラメータの説明画面では、潤滑パラ
メータとして粘度比κ(=ν/ν1 ′)を算出すること
と、運転温度における必要粘度v1 に軸受性能係数Aを
乗じて補正必要粘度ν1 ′を算出することとが表示領域
110に記載されていると共に、表示領域110の下側
に閉じるボタン111が表示されている。ここで、軸受
性能係数Aについては通常はA=1.0に設定するが、
軸受性能(真円度,粗さなど)が良好な場合はA<1.
0と設定する。
【0081】次いで、ステップS76に移行して、閉じ
るボタン111が選択されているか否かを判定し、閉じ
るボタン111が選択されていないときにはこれが選択
されるまで待機し、閉じるボタン111が選択されたと
きにはステップS77に移行する。このステップS77
では、必要粘度ν1 を算出するために必要なピッチ円直
径dm、軸受回転数N、軸受性能係数A及び運転粘度ν
が入力されているか否かを判定し、これが入力されてい
ないときにはステップS78に移行して、入力されてい
ないピッチ円直径dm、軸受回転数、軸受性能係数AN
及び/又は運転粘度νの入力を促すメッセージ情報を表
示してから前記ステップS77に戻り、ピッチ円直径d
m、軸受回転数N、軸受性能係数A及び運転粘度νが入
力されているときには直接ステップS79に移行する。
【0082】このステップS79では、軸受回転数Nが
1000min-1以下であるか否かを判定し、N≦10
00min-1であるときには、ステップS80に移行し
て、係数Kを下記(10)式に基づいて算出してからス
テップS82に移行する。 K=(1000/N)1/3 …………(10) また、ステップS79の判定結果がN>1000min
-1であるときにはステップS81に移行して、係数Kを
“1”に設定してからステップS82に移行する。
【0083】ステップS82では、下記(11)式の演
算を行って必要粘度ν1 を算出すると共に、算出した必
要粘度ν1 をテキストボックス95に表示する。 ν1 =K・4500/√(N・dm) …………(11) 次いで、ステップS83に移行して、下記(12)式に
従って補正必要粘度ν 1 ′を算出し、算出した補正必要
粘度ν1 ′をテキストボックス97に表示してからステ
ップS84に移行する。
【0084】ν1 ′=A・ν1 …………(12) 次いで、ステップS84に移行して、下記(13)式に
基づいて粘度比でなる潤滑パラメータκを算出すると共
に、算出した潤滑パラメータκをテキストボックス98
に表示してから処理を終了する。 κ=ν/ν1 ′ …………(13) また、前記ステップS74の判定結果が必要粘度計算ボ
タン83が選択されていないものであるときには、ステ
ップS85に移行して、計算結果反映ボタン84が選択
されているか否かを判定し、計算結果反映ボタン84が
選択されたときにはステップS86に移行して、潤滑パ
ラメータκの演算が終了しているか否かを判定し、潤滑
パラメータκの演算が終了していないときにはステップ
S87に移行して、潤滑パラメータκの演算を促すメッ
セージ情報を表示してから前記ステップS85に戻り、
潤滑パラメータκの演算が終了しているときにはステッ
プS88に移行して、潤滑パラメータκを新寿命計算画
面に反映させてから処理を終了する。
【0085】さらに、ステップS85の判定結果が計算
結果反映ボタン84が選択されていないものであるとき
には、ステップS89に移行して、キャンセルボタン8
9が選択されているか否かを判定し、キャンセルボタン
89が選択されているときには、ステップS90に移行
して、テキストボックス88〜98のうち選択されたテ
キストボックスのデータを消去してからステップS91
に移行し、キャンセルボタン89が選択されていないと
きには直接ステップS91に移行する。
【0086】このステップS91では、メニューボタン
90が選択されているか否かを判定し、メニューボタン
90が選択されているときにはステップS92に移行し
て、前述した図3の初期メニュー表示処理を起動してか
ら処理を終了する。さらに、図7の新寿命計算処理にお
けるステップS45の軸受寿命算出処理は、図17及び
図18に示すように、先ず、ステップS101で、図9
に示す新寿命計算画面を表示し、次いでステップS92
に移行して、図19に示す汚染度係数定義画面を表示す
る。この汚染度係数定義画面は、下記表2に示す使用環
境に応じた材料係数を考慮して汚染度係数aC を決定す
る表を表示する表示領域121と、この表示領域121
の下側に配設された閉じるボタン122とが表示されて
いる。
【0087】
【表2】
【0088】次いで、ステップS103に移行して、閉
じるボタン122が選択されているか否かを判定し、閉
じるボタン122が選択されていないときには閉じるボ
タン122が選択されるまで待機し、閉じるボタン12
2が選択されたときにはステップS104に移行して、
転動体径Da、軸受列数i、転動体荷重Q、軸受接触角
α、物体1の主曲率ρ11,ρ12、ころ接触長さLWe、物
体2の主曲率ρ21,ρ 22を読込み、次いでステップS1
05に移行して、軸受形式が玉軸受であるかころ軸受で
あるかを判定し、ころ軸受であるときにはステップS1
06に移行して、物体1の主曲率ρ11=ρ21=0に設定
してからステップS107に移行し、玉軸受であるとき
にはそのままステップS107に移行する。
【0089】このステップS107では、下記(14)
式によって主曲率の和Σρを算出すると共に、下記(1
5)式によって cosτを算出する。 Σρ=ρ11+ρ12+ρ21+ρ22 …………(14) cosτ=(|ρ11−ρ12+ρ21−ρ22|)/Σρ …………(15) 次いで、ステップS108に移行して、算出した cosτ
に基づいて予め記憶された記憶テーブルを参照して、摩
擦係数μ及び粘度νを算出し、次いでステップS109
に移行して、軸受形式が玉軸受であるかころ軸受である
かを判定し、玉軸受であるときにはステップS110に
移行して、下記(16)式の演算を行って疲労限度荷重
Puを演算してからステップS112に移行する。
【0090】 Pu=(Z/5){μ・ν・Pmax /A・(Σρ)2/3 } ………(16) 但し、Pmax =1.5GPa、A=858Nである。ま
た、ステップS109の判定結果がころ軸受であるとに
はステップS111に移行して、下記(17)式の演算
を行って疲労厳と荷重Puを演算してからステップS1
12に移行する。
【0091】 Pu=(i・Z cosα/4.6)(Pmax /A1 )(LWe/Σρ)1/2 ………(17) 但し、Pmax =1.5GPa、A1 =191Nである。
ステップS112では、(P−Pu)/Cの値を演算
し、次いでステップS113に移行して、(P−Pu)
/Cが0.05≦(P−Pu)/C≦10であるか否か
を判定し、(P−Pu)/C<0.05であるときには
ステップS114に移行して、(P−Pu)/C=0.
05に設定してからステップS116に移行し、0.0
5≦(P−Pu)/C≦10であるときにはそのままス
テップS116に移行し、(P−Pu)/C>10であ
るときにはステップS115に移行して、(P−Pu)
/C=10に設定してからステップS116に移行す
る。
【0092】このステップS116では、(P−Pu)
/Cに1/aC を乗算して荷重パラメータ{(P−P
u)/C}・1/aC を算出し、次いで図18のステッ
プS117に移行して算出した荷重パラメータ{(P−
Pu)/C}・1/aC が0.05≦{(P−Pu)/
C}・1/aC ≦10であるか否かを判定し、{(P−
Pu)/C}・1/aC <0.05であるときにはステ
ップS118に移行して、荷重パラメータ{(P−P
u)/C}・1/aC =0.05に設定してからステッ
プS120に移行し、0.05≦{(P−Pu)/C}
・1/aC ≦10であるときにはそのままステップS1
20に移行し、{(P−Pu)/C}・1/aC >10
であるときにはステップS119に移行して、荷重パラ
メータ{(P−Pu)/C}・1/aC =10に設定し
てからステップS120に移行する。
【0093】ステップS120では、潤滑パラメータκ
が0.1≦κ≦4であるか否かを判定し、κ<0.1で
あるときにはステップS121に移行して、κ=0.1
に設定してからステップS123に移行し、κ>4であ
るときにはステップS122に移行して、κ=4に選定
してからステップS123に移行し、0.1≦κ≦4で
あるときには直接ステップS123に移行する。
【0094】なお、汚染度係数aC =0.05とした場
合、荷重パラメータ{(P−Pu)/C}・1/aC
関わらず、寿命補正係数aNSK は0.1に設定される。
ステップS123では、潤滑パラメータκ及び荷重パラ
メータ{(P−Pu)/C}・1/aC をもとに図20
に示す寿命補正係数算出用マップを参照して寿命補正係
数aNSK を算出する。
【0095】ここで、図20の寿命補正係数算出用マッ
プは、横軸に荷重パラメータ{(P−Pu)/C}・1
/aC を採り、縦軸に寿命補正係数aNSK を採って、潤
滑パラメータκをパラメータとする複数の特性曲線が表
され、潤滑パラメータκが0.1であるときに荷重パラ
メータ{(P−Pu)/C}・1/aC の値にかかわら
ず寿命補正係数aNSK が“0.1”に設定され、この状
態から潤滑パラメータκの値が大きくなると荷重パラメ
ータ{(P−Pu)/C}・1/aC の値が小さくなる
につれて寿命補正係数aNSK の変化率が徐々に増加する
ように湾曲する特性曲線となり、この特性曲線の曲率が
潤滑パラメータκが大きくなる程小さくなるように設定
されている。
【0096】次いで、ステップS124に移行して、算
出された寿命補正係数aNSK が50以下であるか否かを
判定し、aNSK >50であるときにはステップS125
に移行して、aNSK =50に設定してからステップS1
26に移行し、aNSK ≦50であるときにはそのままス
テップS126に移行する。このステップS126で
は、前述した(7)式の演算を行って、転がり軸受寿命
A を算出し、次いでステップS127に移行して、算
出した転がり軸受寿命LA が20万時間以下であるか否
かを判定し、LA >200000Hrであるときにはス
テップS128に移行して、LA =200000Hr以
上に設定してからステップS129に移行し、LA ≦2
00000HrであるときにはそのままステップS12
9に移行する。
【0097】このステップS129では、決定された軸
受寿命LA を図21に示す結果出力画面に表示する。こ
こで、結果出力画面は、所定項目を表示する表示領域1
31と、この表示領域131の下側に配設された印刷ボ
タン132、戻るボタン133、メニューボタン134
を備えている。表示領域131には、軸受タイプを表示
するテキストボックス135、呼び番号を表示するテキ
ストボックス136、軸受動定格荷重を表示するテキス
トボックス137、軸受静定格荷重を表示するテキスト
ボックス138、軸受動等価荷重を表示するテキストボ
ックス139、回転数を表示するテキストボックス14
0、粘度比κを表示するテキストボックス141、汚染
度係数aC を表示するテキストボックス142、信頼度
係数a1 を表示するテキストボックス143、補正寿命
係数aNSK を表示するテキストボックス144、従来寿
命L10を表示するテキストボックス145及び転がり軸
受寿命LA を表示するテキストボックス146を備えて
いる。
【0098】次いで、ステップS130に移行して、設
定された転がり軸受寿命LA がユーザーが設定した所望
寿命LU 以下であるか否かを判定し、LA ≧LU である
ときにはユーザーの所望とする所望寿命LU を満足して
いるものと判断してステップS131に移行し、疲労限
度荷重を考慮することによる利点を記載した図22に示
す説明画面を表示する。
【0099】この説明画面は、疲労限度荷重を考慮する
ことによる利点を表示する表示領域151と、その下側
に配設された閉じるボタン152とが表示されている。
表示領域151には、「従来例で説明した転がり軸受計
算式では、疲労限度の考えが盛り込まれていないが、本
出願人の耐久試験では、クリーンで低荷重の使用環境下
では従来の計算寿命式の50倍を超え、20年上もフレ
ーキング無しで運転中の軸受がある。また、工作機械用
軸受においても、温度上昇を抑制し、且つ比較的クリー
ンで低荷重の使用環境下では、従来の寿命計算式の80
倍の寿命を達成している実績がある。
【0100】以上の現象は、下図に示されるように、転
がり疲れ寿命に疲労限度荷重Puが存在することを示唆
している。この疲労限度荷重Puは、クリーンで理想的
な状態下で転動体と軌道輪が接触する際に生じる最大接
触面圧Pmax =1.5GPaのときの等価荷重と定義す
る。」との記載と、横軸に耐久時間を採り、縦軸に軸受
荷重を採った特性曲線図とが表示されている。この特性
曲線図では、従来理論では特性線L1 で示すように、耐
久時間が増加するにつれて軸受荷重が直線的に減少する
が、本願発明による新寿命理論では、特性曲線L2 に示
すように、耐久時間の増加によって徐々に変化率が小さ
くなって疲労限度荷重Puに近づく漸近線で表されてい
る。
【0101】また、ステップS130の判定結果がLA
<LU であるときにはステップS132に移行して、図
23に示す変更選択画面を表示する。この変更選択画面
は、呼び番号を変更して転がり軸受を大型化することを
選択する選択ボタン151と、汚染度係数aC を大きい
値に変更することを選択する選択ボタン152と、潤滑
剤の粘度比κを高くすることを選択する選択ボタン15
3と、戻るボタン154とが設けられている。
【0102】次いで、ステップS133に移行して、選
択ボタン151が選択されているか否かを判定し、選択
ボタン151が選択されているときには、前述した図5
の軸受選択処理における前記ステップS11に戻り、選
択ボタン151が選択されていないときにはステップS
134に移行して、選択ボタン152が選択されている
か否かを判定し、選択ボタン152が選択されていると
きには前述した図17の新寿命計算処理におけるステッ
プS101に戻り、選択ボタン152が選択されていな
いときにはステップS135に移行して、選択ボタン1
53が選択されているか否かを判定し、選択ボタン15
3が選択されているときには前述した図14の潤滑パラ
メータ算出処理におけるステップS71に戻り、選択ボ
タン153が選択されていないときには戻るボタン15
4が選択されているか否かを判定し、戻るボタン154
が選択されているときには前記ステップS129に戻
り、戻るボタン154が選択されていないときには前記
ステップS133に戻る。
【0103】以上の処理において、図5の処理が諸元情
報入力手段に対応し、図8におけるステップS36,S
37の処理及び図11の信頼度説明画面が信頼度設定手
段に対応し、図12の処理が動等価荷重演算手段に対応
し、図14の処理が潤滑パラメータ演算手段に対応し、
図17の処理におけるステップS102,S103の処
理及び図19の汚染度係数定義画面が汚染度係数設定手
段に対応し、図17の処理におけるステップS104〜
S111の処理が疲労限度荷重演算手段に対応し、図1
7及び図18の処理におけるステップS112〜S11
9の処理が荷重パラメータ演算手段に対応し、図18の
処理におけるステップS123〜S125の処理及び図
20の寿命補正係数算出用マップが寿命補正係数設定手
段に対応し、図18の処理におけるステップS126〜
S129の処理が軸受寿命演算手段に対応し、ステップ
S130,S132〜S135の処理が再演算判定手段
に対応している。
【0104】したがって、今、例えば呼び番号が「62
06」の深溝玉軸受の寿命を予測するものとすると、先
ず、コンピュータ本体2の電源を投入して、オペレーテ
ィングシステムを起動し、次いで寿命予測アプリケーシ
ョンソフトを起動する。これにより、図3に示す転がり
軸受の寿命予測処理の実行を開始し、先ず、図4に示す
初期メニュー画面が表示される。この初期メニュー画面
で、例えばマウス5により軸受の選定選択領域A1をク
リックすることにより、図6に示す軸受選定画面が表示
される。この軸受選定画面で、軸受テーブルから軸受を
検索する場合には、少なくとも内径、外形及び幅の各テ
キストボックス22a、22b及び22cをマウス5で
順次選択することにより所望とする転がり軸受のミリ単
位の寸法“30”、“62”及び“16”をキーボード
4から入力すると共に、深溝玉軸受選択ボタン22dを
選択する。
【0105】これによって、電子カタログを検索して該
当する呼び番号「6206」の主要寸法d,D,B,
r、基本動定格荷重C、基本静定格荷重C0 、係数
0 、許容回転数、ラジアル荷重係数X、スラスト荷重
係数Y等の諸元情報が図7の軸受テーブル画面に白抜き
文字で表示される。また、呼び番号「6206」を直接
入力したときにも、同様に図7の軸受テーブル画面が表
示される。
【0106】この軸受テーブル画面で、新寿命計算ボタ
ン33をマウス5でクリックして選択することにより、
図9の新寿命計算式画面が表示され、この新寿命計算式
画面で、読み込みボタン43をクリックすることによ
り、図7の軸受テーブルで選択した呼び番号の諸元情報
が順次入力される。すなわち、コンボボックス51に軸
受タイプとして「深溝玉軸受」が表示され、呼び番号の
テキストボックス52に「6206」が表示され、軸受
動定格荷重Cのテキストボックス53に「19500」
が表示され、軸受静定格荷重C0 のテキストボックス5
4に「1130」が表示され、軸受内径dのテキストボ
ックス55に「30」が表示され、軸受外径Dのテキス
トボックス56に「62」が表示される。
【0107】その後、新寿命計算画面の上に図10に示
す荷重定数の定義画面が表示され、この定義画面を参照
して、運転条件或いは使用個所から荷重係数fW を決定
する。この例では、衝撃のない円滑運転で、電動機、工
作機械、空調機械等に使用するように、荷重係数fW
デフォルト値である“1.0”に決定する。その後、閉
じるボタン62を選択することにより、荷重係数の定義
画面が閉じられ、これに代えて図11に示す信頼度係数
の説明画面が表示され、この信頼度係数の説明画面を参
照して、信頼度係数a1 を決定する。この例では、信頼
度をデフォルト値である90%に決定することにより、
信頼度係数a1 として“1.00”を決定する。
【0108】その後、閉じるボタン64をマウス5で選
択することにより、信頼度係数説明画面が閉じられ、こ
れによって、新寿命計算画面がアクティブ状態となる。
このとき、決定した荷重係数fW 及び信頼度係数a1
キーボード4を使用して夫々テキストボックス58及び
59に入力するが、この例では、デフォルト値を使用す
るので、入力を省略する。
【0109】この状態で、動等価荷重計算ボタン60を
マウス5で選択することにより、図13に示す動等価荷
重計算画面が表示される。この動等価荷重計算画面で、
使用条件から求めた理論ラジアル荷重Fr及び理論アキ
シアル荷重Faとをキーボード4を使用してテキストボ
ックス78及び79に入力すると共に、回転数例えば
「5000」min-1 をキーボード4を使用してテキ
ストボックス80に入力する。このとき、使用条件が複
数ある場合には、追加入力ボタン82をマウス5で選択
してから他の使用条件における理論ラジアル荷重Fr、
理論アキシアル荷重Fa、回転数N及び使用条件比率を
キーボード4を使用して入力する。
【0110】これらの入力が完了した状態で、計算実行
ボタン72をマウス5で選択することにより、前記
(9)式の演算を行って、動等価荷重Pを算出すると共
に、使用条件が複数ある場合には平均回転数Nを算出
し、単数であるときにはテキストボックス80に入力さ
れた回転数を平均回転数Nとして算出し、算出した動等
価荷重P及び平均回転数Nをテキストボックス83及び
84に表示する。
【0111】その後、結果反映ボタン73をマウス5で
選択することにより、動等価荷重計算画面が閉じられ
て、図9の新寿命計算式画面がアクティブとなり、算出
した動等価荷重P及び平均回転数Nがテキストボックス
57及び61に表示される。算出した動等価荷重Pに関
して、基本動定格荷重Cの50%を越える場合や基本静
定格荷重C0 を越える荷重に関しては、警告のメッセー
ジを表示する。
【0112】また、平均回転数においても、グリース潤
滑又は油潤滑に関して、許容回転数を越えた場合、警告
のメッセージを表示する。そして、表示されている新寿
命計算式画面で、運転粘度計算ボタン64をマウス5で
選択することにより、新寿命計算式画面の上に図15に
示す潤滑パラメータ計算画面が表示される。この潤滑パ
ラメータ計算画面では、電子カタログの諸元情報からピ
ッチ円直径dmがテキストボックス93に表示されると
共に、動等価荷重計算画面で算出した平均回転数Nが軸
受回転数としてテキストボックス94に表示され、軸受
性能係数Aとしてデフォルト値“1.00”が表示され
ており、この状態で、コンボボックス87で潤滑剤リス
トから使用する潤滑剤例えば「ISO VG68」を選
択して表示させると、これに応じて40℃の時の潤滑油
粘度及び100℃の時の潤滑油粘度がテキストボックス
88及び89に表示され、この状態で運転温度をテキス
トボックス90にキーボード4を使用して入力してから
運転粘度計算ボタン82をマウス5で選択することによ
り、40℃及び100℃の潤滑油粘度を結ぶ直線に基づ
いて運転温度での運転粘度νが比例計算されて算出さ
れ、これがテキストボックス91に表示される。
【0113】次いで、必要粘度計算ボタン83をマウス
5で選択してクリックすることにより、軸受回転数Nが
5000min-1であって1000min-1を超えてい
るので、係数Kが“1”に設定され、この係数K、軸受
回転数N及びピッチ円直径dmをもとに前記(11)式
の演算を行って必要粘度ν1 を算出し、これをテキスト
ボックス95に表示する。
【0114】次いで、潤滑パラメータ計算画面の上に図
16の潤滑パラメータ説明画面が表示され、この説明文
における軸受性能係数Aの記載から軸受性能係数Aが
“1.00”で良いか否かを判断してから閉じるボタン
111をマウス5で選択してクリックすることにより、
図15に示す潤滑パラメータ説明画面を閉じて、図15
に示す潤滑パラメータ計算画面をアクティブ状態とし、
潤滑パラメータ説明画面で判断した軸受性能係数Aを変
更する場合には、テキストボックス96に新たな軸受性
能係数Aをキーボード4を使用して入力する。その後、
(12)式の演算を行うことにより、補正必要粘度
ν1 ′を算出し、これをテキストボックス97に表示し
てから前記(13)式の演算を行って粘度比で表される
潤滑パラメータκを算出し、これをテキストボックス9
8に表示する。
【0115】この状態で、計算結果反映ボタン84をマ
ウス5で選択してクリックすることにより、潤滑パラメ
ータ計算画面を閉じて、図9に示す新寿命計算式画面を
アクティブ状態として、そのテキストボックス62に潤
滑剤「ISO VG68」を表示すると共に、テキスト
ボックス63に運転粘度ν「28.5」を表示する。そ
の後、新寿命計算式画面の上に図19に示す汚染度係数
定義画面が表示され、汚染度係数aC がデフォルト値
「普通(aC =0.5)で良いか否かを判断し、使用条
件が通常使用状態であるときには、デフォルト値をその
まま使用し、10μm未満のフィルタ管理を行う電機情
報用密封グリース軸受を使用する場合には極めて清浄で
あるため、汚染度係数aC を“1”に設定し、これより
清浄度が低下するにレベル応じて汚染度係数aC が小さ
い値となり、重汚染状態で使用する場合には汚染度係数
C を“0.05”に設定する。
【0116】次いで、物体1の主曲率ρ11,ρ12及び物
体2の主曲率ρ21,ρ22に基づいて前記(14)式に従って
主曲率の和Σρを算出すると共に、算出した和Σρと主
曲率ρ11, ρ12, ρ21及びρ22に基づいて COSτを算出
し、これらに基づいて記憶テーブルを参照するか COSτ
と粘度ν及び摩擦係数μとの関係を示すマップを参照し
て粘度ν及び摩擦係数μを算出し、軸受形式が玉軸受で
あるので、前記(16)式の演算を行って疲労限度荷重
Puを算出し、次いで、算出した疲労限度荷重Pu、動
等価荷重P、軸受動定格荷重C及び汚染度係数aC に基
づいて荷重パラメータ{(P−Pu)/C}・1/aC
を算出し、算出した荷重パラメータ{(P−Pu)/
C}・1/aC と潤滑パラメータκとに基づいて図18
の寿命補正係数算出用マップを参照して寿命補正係数a
NSK を算出し、次いで前記(7)式の演算を行って軸受
寿命LA を算出し、図21に示す結果出力画面を表示し
て、テキストボックス143、144、145及び14
6に夫々信頼度係数a1 、寿命補正係数aNSK 、従来寿
命L10及び軸受寿命LA を表示する。
【0117】この結果出力画面で、印刷ボタン132を
マウス5で選択してクリックすることにより、結果出力
画面で表示されている全てのデータがプリンタ6で印刷
される。その後、算出された軸受寿命がユーザーの所望
する軸受寿命を満足しているか否かを判定し、満足して
いる場合には処理を終了するが、ユーザーの所望る軸受
寿命を満足していない場合には、呼び番号を変更して使
用する軸受を大型化するか、潤滑剤のフィルタ管理を強
化して汚染度係数aC を増加させるか、潤滑剤の粘度比
κを大きくするかの何れかを図23に示す変更選択画面
における選択ボタン151〜153の何れかを選択する
ことにより決定し、これに基づいて軸受寿命LA を再計
算することにより、ユーザーが所望とする軸受寿命を満
足する転がり軸受を選定することができる。
【0118】このように、上記実施形態によれば、動等
価荷重P及び疲労限度荷重Puを算出すると共に、材料
係数を考慮して汚染度係数aC を決定し、諸元情報から
軸受基本動定格荷重Cを入力することにより、荷重パラ
メータ{(P−Pu)/C}・1/aC を算出し、潤滑
剤情報に基づいて潤滑パラメータκを算出することによ
り、図20に示す寿命補正係数算出マップを参照するこ
とにより、寿命補正係数aNSK を算出し、この寿命補正
係数aNSK 、信頼度係数a1 、軸受基本動定格荷重C、
動等価荷重P及び荷重指数pをもとに前記(7)式の演
算を行って軸受寿命LA を算出するようにしたので、前
述した図22の特性線L1 で示すように、耐久時間が増
加するにつれて軸受荷重が直線的に減少する従来理論に
比較して、本願発明による新寿命理論では、特性曲線L
2 に示すように、耐久時間の増加によって徐々に変化率
が小さくなって疲労限度荷重Puに近づく漸近線で表さ
れることになり、実際の転がり軸受の寿命に則した的確
な寿命予測を行うことができる。
【0119】
【実施例】下記表3に呼び番号「6206」の深溝玉軸
受を用いて行った試験条件及び実験結果と、a1 =a2
=a3 =1.0として(C/P)p で計算される従来寿
命計算式LCA及び本発明の新寿命計算式LA の演算結果
とを示す。なお、試験回転数はN=5000rpmで行
い、試験温度は40〜145℃である。
【0120】
【表3】
【0121】また、下記表4に呼び番号「L44649
/610」の円すいころ軸受を用いて行った試験条件及
び実験結果と、a1 =a2 =a3 =1.0として(C/
P) p で計算される従来寿命計算式LCA及び本発明の新
寿命計算式LA の演算結果とを示す。なお、試験回転数
はN=1000rpmで行い、試験温度は40〜145
℃である。
【0122】
【表4】
【0123】なお、各試験とも、N=10個行い、剥離
した視線における90%信頼度の剥離寿命L10(hr)
を求めた。使用した潤滑油はVG15〜150の鉱油を
使用した。本発明による新寿命予測に使用した寿命補正
係数算出用マップは玉軸受の場合を図24に、ころ軸受
の場合を図25に夫々示す。
【0124】さらに、寿命補正係数算出用マップを使用
して表3及び表4の試験結果に条件を代入して演算を行
い、従来の寿命計算式(JIS B 1518)と本発
明の寿命計算式LA とを比較した結果、実寿命L10と比
較して、全ての試験結果において、本発明の寿命計算式
の値が、誤差10%程度の範囲でよく一致しており、本
発明による寿命予測精度が従来式に比較して向上してい
ることが実証された。
【0125】また、今回、実験に用いた材料は、SUJ
2であったが、清浄度を向上させた鋼を使用する場合
は、疲労限度荷重Puを、現行の最大接触面圧Pmax
1500MPaより上を設定することができる。また、
異物が軸受内に侵入するような環境下で使用される軸受
においては、NSKテクニカルジャーナルNo.652
(1992,pp9〜16)に記載されているような、
残留オーステナイト量を20〜50%とし、硬さをHv
700〜850とした特殊軸受に関しては、汚染度係数
C を下記(18)式で表されるように、SUJ2の値
の関数として計算式(7),(8)に組込むことが有効
と考えられる。
【0126】 aC =g(am ,aC ) …………(18) さらに、粘度比κと寿命比の関係を図式化して、計算式
へ反映させることを考えるために、Beiblatt
1993 DIN ISO281に掲載された粘度比κ
と使用条件係数a3 との関係線図と、本発明者が積に報
告しているΛとa23との関係線図(日本トライボロジー
会議予稿集(大阪 1997−11,p324〜32
6)を考慮して、図25に示すように、粘度比κと寿命
との関係を潤滑パラメータaL として定義すると、さら
に精度が高い寿命計算式となる。
【0127】なお、上記第1の実施形態においては、荷
重係数の定義画面、信頼度係数説明画面、潤滑パラメー
タ説明画面、汚染度係数の定義画面、寿命補正係数説明
画面が自動的に表示されるようにした場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、これらを使用
する新寿命計算式画面、潤滑パラメータ計算画面等に各
定義画面及び説明画面を表示するための表示ボタンを設
け、これをマウス5で選択してクリックすることによ
り、各画面を表示するようにしてもよく、さらにはツー
ルバーにヘルプその他のプルダウンメニューを設け、こ
のプルダウンメニューに各画面を表示するメニューを登
録するようにしてもよい。
【0128】また、上記第1の実施形態においては、パ
ーソナルコンピュータ1に寿命予測アプリケーションプ
ログラムをインストールする場合について説明したが、
これに限定されるものではなく、複数のコンピュータを
LAN接続している場合には、1台のコンピュータにイ
ンストールした寿命予測アプリケーションプログラムを
他のコンピュータで共有するようにしてもよく、また、
インターネットのホームページに寿命予測アプリケーシ
ョンプログラムを格納し、クライアントから有料又は無
料でアクセス可能とするようにしてもよい。
【0129】さらには、寿命予測アプリケーションプロ
グラムをハードディスク以外のコンパクトディスク(C
D)や光磁気ディスク(MO)等の記憶媒体に格納し
て、携帯したり、他の情報処理装置にインストールする
ようにしてもよい。い。さらに、上記第1の実施形態に
おいては、潤滑パラメータκ及び荷重パラメータ{(P
−Pu)/C}・1/aC をもとに図18に示す寿命補
正係数算出用マップを参照して寿命補正係数aNSK を算
出する場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、図18の寿命補正係数算出用マップの各特性
曲線の近似方程式を求め、これを使用して演算すること
により寿命補正係数aNSK を算出するようにしてもよ
い。
【0130】さらにまた、上記第1の実施形態において
は、寿命予測時間を図21に示すように、1つの数値で
結果出力する場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、図11及び表1に示す各信頼度a1
夫々について寿命予測演算を行って、その演算結果を、
図27に示すような、縦軸に寿命予測時間を、横軸に演
算に使用した各信頼度係数a1 をとったグラフで表すパ
ラメトリック表示情報とし、これをディスプレイ3又は
プリンタ6等の提示手段に出力するようにしてもよく、
この場合には、信頼度係数a1 と寿命予測時間との関係
をパラメータ毎に的確に視認することができ、さらに好
ましい顧客サービス情報を提供することができる。ここ
で、パラメータとしては信頼度係数a1 に限らず、軸受
サイズ、汚染度係数、動的軸受荷重P、軸受回転速度、
潤滑剤の種類、使用温度、材料の種類等の任意のパラメ
ータを採用することができる。
【0131】次に、本発明の第2の実施形態を図28以
降について説明する。この第2の実施形態では、図28
に示すように、インターネット200にルータ201を
介して接続されたWWW(World Wide We
b)サーバー202のハードディスクに寿命予測アプリ
ケーションソフトを含む軸受選定アプリケーションソフ
ト及び転がり軸受の諸元情報を格納した電子カタログが
インストールされている。
【0132】軸受選定アプリケーョンソフトは、表計算
アプリケーションソフト等を利用して、入力された諸元
情報に基づいて前述した第1の実施形態における転がり
軸受の寿命予測処理含む転がり軸受選定処理を行って、
ユーザーが所望とする最適軸受、最適運転条件、寿命予
測時間を提示する。この転がり軸受選定処理は、図29
に示すように、先ず、ステップS401で、インターネ
ット200を介してユーザーのパーソナルコンピュータ
等の情報処理装置からアクセスがあったか否かを判定
し、ユーザーからアクセスがないときにはアクセスがあ
るまで待機し、ユーザーからアクセスがあったときに
は、ステップS402に移行して、言語として日本語、
英語、独語、仏語等を選択する言語選択部を有する軸受
選定画面を表示する表示情報をユーザーの情報処理装置
に送信し、次いでステップS403に移行して、何れの
言語が選択されたかを判定し、選択された言語での表記
処理を実行してからステップS404に移行する。
【0133】このステップS404では、ユーザーアカ
ウント情報及びパスワードの入力を要求すると共に、ユ
ーザー登録をしていない場合にユーザー登録を促す入力
画面情報をユーザーの情報処理装置に送信し、次いでス
テップS405に移行して、ユーザーアカウント情報及
びパスワードの入力が行われたか否かを判定し、これら
の入力が行われたときには後述するステップS409に
移行し、ユーザーアカウント情報及びパスワードの入力
が行われていないときにはステップS406に移行し
て、ユーザー登録が選択されたか否かを判定し、これが
選択されていないときには前記ステップS407に移行
して、ユーザーアクセスが終了したか否かを判定し、ユ
ーザーアクセスが終了したときには前記ステップS40
1に戻り、ユーザーアクセスが終了していないときには
前記ステップS405に戻る。
【0134】また、ステップS406の判定結果がユー
ザー登録が選択されているものであるときには、ステッ
プS408に移行して、ユーザー登録処理を実行してか
らステップS409に移行する。このユーザー登録処理
は、氏名、会社名、所属名、電子メールアドレス又は電
話番号を入力する入力画面を表示する入力画面情報をユ
ーザーの情報処理装置に送信し、この入力画面情報に所
定事項が入力されたときに、ユーザーアカウント情報と
パスワードとを発行して処理を終了してステップS40
9に移行する。
【0135】ステップS409では、軸受希望納期及び
軸受の希望コストの入力を行う購入情報入力画面情報を
ユーザーの情報処理装置に送信し、次いでステップS4
10に移行して、購入情報入力画面情報に基づいて軸受
希望納期及び希望コストが入力されたか否かを判定し、
これらの何れか一方又は双方が入力されたときにはステ
ップS411に移行して、入力された軸受希望納期及び
/又は希望コストを所定記憶領域に記憶してからステッ
プS413に移行し、軸受希望納期及び希望コストの入
力がないときにはステップS412に移行して、スキッ
プボタンが選択されたか否かを判定し、スキップボタン
が選択されていないときには前記ステップS410に戻
り、スキップボタンが選択されているときにはステップ
S413に移行する。
【0136】ステップS413では、軸受種別を入力す
る図32に示す軸受種別表示画面を表示する表示情報を
ユーザーの情報処理装置に送信する。この軸受種別表示
画面は、玉軸受であるかころ軸受であるかを選択するチ
ェックボックス211、ラジアル軸受であるかスラスト
軸受であるかを選択するチェックボックス212、列指
定の有無を選択するチェックボックス213、単列、複
列、多列を選択するドロップダウンボックス214、戻
るボタン215及び次へボタン216が表示され、チェ
ックボックス211及び212が必須入力項目として設
定されている。
【0137】次いで、ステップS414に移行して、次
へボタン216が選択されたか否かを判定し、これが選
択されていないときにはステップS415に移行して、
戻るボタン215が選択されているか否かを判定し、こ
れが選択されていないときには前記ステップS414に
戻り、選択されているときには前記ステップS409に
戻る。
【0138】また、前記ステップS414の判定結果が
次へボタン216が選択されているものであるときに
は、ステップS416に移行し、図33に示す諸元情報
入力画面を表示する表示情報をユーザーの情報処理装置
に送信する。この諸元情報入力画面は、所定項目を表示
する表示領域221と、この表示領域221の下側に配
設された計算実行ボタン222、読み込みボタン22
3、保存ボタン224、初期化ボタン225、戻るボタ
ン226とが設けられている。
【0139】ここで、表示領域221には、軸受タイプ
を選択するコンボボックス231、呼び番号を入力する
テキストボックス232、軸受動定格荷重Cを入力する
テキストボックス233、軸受静定格荷重C0 を入力す
るテキストボックス234、軸受内径dを入力するテキ
ストボックス235、軸受外径Dを入力するテキストボ
ックス236、軸受に作用する荷重P/Cを表示するテ
キストボックス237、回転数を入力するテキストボッ
クス238、潤滑剤を選択するコンボボックス239、
運転粘度νを入力するテキストボックス240、汚染度
係数aC を選択するコンボボックス241、汚染度係数
C を表示するテキストボックス242、軸受材料仕様
を選択するコンボボックス243、軸受寿命時間を入力
するテキストボックス244を備えている。そして、汚
染度係数aC のコンボボックス241には“普通(aC
=0.5)”が、汚染度係数aC のテキストボックス2
42には“0.5”が、軸受材料仕様のコンボボックス
243には“高炭素クロム軸受鋼(SUJ2Z,SUJ
3Z)”がデフォルト値として表示されている。また、
テキストボックス232に呼び番号を入力した状態で、
読み込みボタン223を選択することにより、呼び番号
に対応する軸受動定格荷重C、軸受静定格荷重C0 、軸
受内径及び軸受外径が夫々テキストボックス233〜2
36に表示され、保存ボタン224を選択することによ
り、表示領域221に設定された各データが保存され、
初期化ボタン225が選択されると、表示領域221の
データが初期状態に戻る。
【0140】次いで、ステップS417に移行して、計
算実行ボタン222が選択されたか否かを判定し、計算
実行ボタンが選択されていないときには、ステップS4
18に移行して、戻るボタン226が選択されているか
否かを判定し、戻るボタン226が選択されているとき
には前記ステップS413に戻り、戻るボタン226が
選択されていないときには前記ステップS417に戻
る。
【0141】さらに、前記ステップS417の判定結果
が計算実行ボタン222が選択されているものであると
きには、ステップS419に移行して、呼び番号が入力
されているか否かを判定し、呼び番号が入力されている
ときにはステップS420に移行して、軸受に作用する
荷重P/C、軸受回転数、潤滑剤、運動粘度ν、汚染度
係数aC 、軸受材料仕様の運転条件項目が入力されてい
るか否かを判定し、運転条件項目が入力されているとき
には、ユーザーが軸受寿命時間を要求しているものと判
断してステップS422に移行して、前述した第1の実
施形態における軸受寿命演算処理を実行して、潤滑パラ
メータκ、荷重パラメータ{(P−Pu)/C}・1/
C 、及び補正寿命係数aNSK を算出し、これらに基づ
いて転がり軸受寿命時間LA を算出し、次いでステップ
S423に移行して、算出した転がり軸受寿命時間LA
を表示すると共に、最適軸受の納期及び納入コストを表
示する表示画面情報をユーザーの情報処理装置に送信し
てからには、ステップS424に移行して、表示画面情
報に含まれている終了ボタンが選択されているか否かを
判定し、終了ボタンが選択されているときには前記ステ
ップS401に戻り、終了ボタンが選択されていないと
きには、ステップS425に移行して戻るボタンが選択
されているか否かを判定し、戻るボタンが選択されてい
るときには前記ステップS416に戻り、戻るボタンが
選択されていないときにはステップS424に戻る。
【0142】また、前記ステップS420の判定結果が
運転条件項目が入力されていないものであるときには、
ステップS426に移行して、要求軸受寿命時間LD
入力されているか否かを判定し、要求軸受寿命時間LD
が入力されていないときにはステップS427に移行し
て、運転条件又は要求軸受寿命時間の入力を促すガイダ
ンス情報をユーザーの情報処理装置に送信してから前記
ステップS420に戻り、要求軸受寿命時間LD が入力
されているときには、ユーザーが最適運転条件を要求し
ているものと判断して、ステップS428に移行して、
最適運転条件決定処理を行う。
【0143】この最適運転条件決定処理は、図30に示
すように、先ず、ステップS429に移行して、運転条
件として、仮定値を設定する。この仮定値としては、例
えば軸受に作用する荷重の仮定値としてP/C=0.1
を設定し、軸受回転数の仮定値として許容回転数の1/
10の値を設定し、運転温度の仮定値として50℃を設
定し、潤滑剤の仮定値として油:ISO VG68、グ
リース:NS7を設定し、汚染度係数aC の仮定値とし
てaC =0.5を設定し、軸受材料の仮定値としてSU
J2を設定する。
【0144】次いで、ステップS430に移行して、各
仮定値と呼び番号に基づく軸受動定格荷重C、軸受静定
格荷重C0 とに基づいて前述した第1の実施形態におけ
る軸受寿命演算処理を実行して、潤滑パラメータκ、荷
重パラメータ{(P−Pu)/C}・1/aC 、及び補
正寿命係数aNSK を算出し、これらに基づいて転がり軸
受寿命時間LA を算出してからステップS431に移行
する。
【0145】このステップS431では、算出した軸受
寿命時間LA が入力された要求軸受寿命時間LD の例え
ば±10%内であるか否かを判定し、LD ×0.9≦L
A ≦LD ×1.1であるときには仮定した運転条件が最
適条件であるものと判断して、ステップS431に移行
して、これら最適運転条件を表示する最適条件表示画面
の表示情報をユーザーの情報処理装置に送信してから前
記表示すると共に、最適軸受の納期及び納入コストを表
示する表示画面情報をユーザーの情報処理装置に送信し
てからサブルーチン処理を終了して図29の前記ステッ
プS424に移行する。
【0146】また、前記ステップS431の判定結果
が、LA <LD ×0.9又はLA >L D ×1.1である
ときにはステップS433に移行して、運転条件の仮定
値を予め設定された次の仮定値に変更してから前記ステ
ップS430に移行する。図29に戻って、前記ステッ
プS419の判定結果が呼び番号が入力されていないも
のであるときには、ステップS434に移行して、前述
した運転条件が入力されているか否かを判定し、運転条
件が入力されているときには、ステップS435に移行
して、要求軸受寿命時間LD が入力されているか否かを
判定し、要求軸受寿命時間LD が入力されているときに
は、ユーザーが最適軸受の選定を要求しているものと判
断して、ステップS436に移行して、最適軸受決定処
理を実行する。
【0147】この最適軸受決定処理は、図31に示すよ
うに、先ず、ステップS437で軸受タイプを参照し
て、軸受の生産量の多い標準的な軸受例えばラジアル玉
軸受である場合には深溝玉軸受の呼び番号6206、ア
ンギュラ玉軸受の呼び番号7206の何れかを仮定し、
ラジアルころ軸受であるときには円筒ころ軸受の呼び番
号NU206、円錐ころ軸受の呼び番号HR30206
の何れかを仮定し、スラスト玉軸受であるときにはスラ
スト玉軸受の呼び番号51306を仮定し、スラストこ
ろ軸受であるときにはスラスト自動調心ころ軸受の呼び
番号29420を仮定する。
【0148】次いで、ステップS438に移行して、仮
定した軸受の呼び番号と、運転条件とに基づいて前述し
た第1の実施形態における軸受寿命演算処理を実行し
て、潤滑パラメータκ、荷重パラメータ{(P−Pu)
/C}・1/aC 、及び補正寿命係数aNSK を算出し、
これらに基づいて転がり軸受寿命時間LA を算出してか
らステップS439に移行する。
【0149】このステップS439では、算出した軸受
寿命時間LA が入力された要求軸受寿命時間LD の例え
ば±10%内であるか否かを判定し、LD ×0.9≦L
A ≦LD ×1.1であるときには仮定した軸受呼び番号
が最適条件であるものと判断して、ステップS440に
移行して、最適軸受呼び番号を表示すると共に、最適軸
受の納期及び納入コストを表示する最適軸受選定表示画
面情報をユーザーの情報処理装置に送信してから前記ス
テップS424に移行する。
【0150】さらに、前記ステップS439の判定結果
が、LA <LD ×0.9又はLA >LD ×1.1である
ときにはステップS441に移行して、仮定した軸受呼
び番号を大きい値又は小さい値に変更してから前記ステ
ップS438に戻る。また、図29に戻って、ステップ
S434の判定結果が、運転条件が入力されていないも
のであるときには、ステップS442に移行して、呼び
番号又は運転条件の入力を促すガイダンス情報をユーザ
ーの情報処理装置に送信してから前記ステップS419
に戻り、また、前記ステップS435の判定結果が要求
軸受寿命時間LD が入力されていないものであるときに
はステップS443に移行して、軸受呼び番号又は要求
軸受寿命時間LD の入力を促すガイダンス情報をユーザ
ーの情報処理装置に送信してから前記ステップS419
に戻る。
【0151】次に、上記第2の実施形態の動作を説明す
る。今、ユーザーがインターネット200を介してWW
Wサーバ202にアクセスすると、先ず、ユーザーアカ
ウント情報及びパスワードを入力するユーザー登録入力
画面が表示され、このユーザー登録入力画面で、ユーザ
ー登録が行われているユーザーであるときにはユーザー
アカウント情報及びパスワードを入力することにより、
軸受選定処理を実行することができるが、ユーザー登録
が行われていない未登録ユーザーである場合には、ユー
ザー登録画面で所定事項を入力することにより、ユーザ
ー登録が行われ、ユーザーアカウント情報及びパスワー
ドが設定されて、軸受選定処理を実行する。
【0152】この軸受選定処理では、先ず、図32に示
す軸受種別入力画面が表示され、この軸受種別入力画面
で、必須入力項目である玉軸受であるかころ軸受である
かを選択する共に、ラジアル軸受であるかスラスト軸受
であるかを選択し、列指定については任意選択項目であ
るので、指定をしてもしなくてもよい。そして、必須項
目の選択が完了した時点で、次へボタン216を選択す
ることにより、希望納期及び希望コストを入力する入力
画面が表示され、これらを必要とする場合には、希望納
期及び希望コストの何れか一方又は双方を入力し、必要
でない場合にはスキップする。
【0153】次いで、図33に示す諸元情報入力画面が
表示される。この諸元情報入力画面で、深溝玉軸受、ア
ンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受等の
軸受が決定されており、呼び番号が決定されている軸受
について軸受寿命時間LA を知りたい場合には、少なく
とも運転条件の必須入力項目である軸受に作用する荷重
P/C、軸受回転数、運転温度及び潤滑剤種別を入力す
る。運動粘度ν、汚染度係数aC 軸受材料仕様について
は未入力の場合、潤滑剤が油のみを指定した場合、油:
ISO VG68が、グリースのみを指定した場合、グ
リース:NS7が設定され、汚染度係数aC については
未入力のときaC =0.5が設定され、軸受材料が未入
力であるときにはSUJ2が設定される。
【0154】これら運転条件の入力が完了して、計算実
行ボタン222を選択することにより、前述した第1の
実施形態と同様の演算を行って、潤滑パラメータκ、荷
重パラメータ{(P−Pu)/C}・1/aC 、及び補
正寿命係数aNSK を算出し、これらに基づいて転がり軸
受寿命時間LA を算出し、算出した転がり軸受寿命時間
A をディスプレイ3又はプリンタ6に出力する。
【0155】また、最適運転条件を知りたい場合には、
図33の諸元情報入力画面で軸受呼び番号を入力すると
共に、要求軸受寿命時間LD を入力する。ここで、例え
ば軸受呼び番号が「6306」で要求軸受寿命時間LD
を「50000hr」として入力し、計算実行ボタン2
22を選択すると、運転条件として、軸受に作用する荷
重P/Cとして仮定値P/C=0.1(P=2670
N)が設定され、軸受回転数の仮定値として5000r
pmが設定され、運転温度の仮定値として70℃が設定
され、潤滑剤としてISO VG68が設定され、汚染
度係数aC の仮定値として0.5が設定される。
【0156】これらの条件に基づいて第1の実施形態と
同様の寿命計算処理を行うことにより、荷重パラメータ
{(P−Pu)/C}・1/aC =0.14、潤滑パラ
メータκ=2.24、補正寿命係数aNSK =25.57
が算出され、これらに基づいて軸受寿命時間LA =85
243時間が算出される。この軸受寿命時間LA は要求
軸受寿命時間LD =50000時間より1.7倍大き
く、LD ×1.1=5500時間よりも大きいので、軸
受に作用する荷重P/Cの仮定値をP/C=0.125
(P=3337.5)に変更し、この仮定値に基づいて
再度寿命予測演算を行うと、軸受寿命時間LA =232
86時間が算出され、この軸受寿命時間LA は要求軸受
寿命時間LD =50000時間より小さく、さらにLD
×0.9=4500時間よりも小さいので、軸受に作用
する荷重P/Cの仮定値をP/C=0.11(P=29
37N)に変更し、この仮定値に基づいて再度寿命予測
演算を行うことにより、軸受寿命時間LA =48116
時間が算出され、この軸受寿命時間LA は要求軸受時間
D =50000時間より小さいがLD ×0.9=45
00時間よりは大きく、許容範囲内であるので、軸受に
作用する荷重P/Cをきりが良いP=2900Nに変更
して、再度寿命予測演算を行うことにより、軸受寿命時
間LA =51832時間が算出され、要求寿命時間LD
=50000時間を満足する。
【0157】したがって、軸受呼び番号「6306」、
軸受に作用する荷重P=2900N、軸受回転数:50
00rpm、運転温度:70℃、潤滑剤:ISO VG
68、汚染度係数aC =0.5の運転条件及び軸受寿命
時間LA =51832時間が表示されると共に、軸受見
積もり金額及び納入納期が表示された回答画面がディス
プレイ3に表示される。
【0158】この数値で表される回答画面に代えて、図
34(a)に示すように、縦軸に寿命時間を、横軸に汚
染度係数aC をとり、汚染度係数aC が0.05、0.
1、0.2、0.4、0.5、0.8、1の場合の寿命
時間LA と要求寿命時間LDとの関係をパラメトリック
表示するグラフ及び図34(b)に示すように、縦軸に
寿命時間を、横軸に軸受荷重Pをとり、軸受荷重Pを2
000N、2670N、3337.5N及び4000N
の場合の寿命時間LA と要求寿命時間LD との関係をパ
ラメトリック表示するグラフを表示することもでき、こ
の場合には、要求寿命時間LD を満足する限界値をユー
ザーが容易に把握することができる。
【0159】また、運転条件及び要求寿命時間LD を指
定して、内径30mmの最適軸受を知りたい場合には、
軸受として、軸受種別が玉軸受でラジアル軸受が設定さ
れている場合には、一般的な深溝玉軸受の呼び番号とし
て「6306」が仮定され、この深溝玉軸受について寿
命予測演算を行って、軸受寿命時間LA を算出し、軸受
サイズの外径寸法を47、55、62、72とする呼び
番号「6906」、「6006」、「6206」、「6
306」を順次仮定することにより、要求寿命時間LD
に許容範囲内に入る軸受呼び番号を最適軸受として選定
する。
【0160】なお、上記第2の実施形態においては、W
WWサーバ202に軸受選定プログラムをインストール
した場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、ローカルエリアネットワークに接続されたサー
バに軸受選定プログラムをインストールして、このサー
バにローカルエリアネットワークを介してパーソナルコ
ンピュータ等の情報処理端末からアクセスするようにし
てもよい。
【0161】また、上記第2の実施形態においては、W
WWサーバ202でユーザー登録を行う場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、郵送やファ
クシミリを使用してユーザー登録を行うようにしてもよ
い。さらに、上記第2の実施携帯においては、軸受選定
アプリケーションプログラムをWWWサーバ202のハ
ードディスクにインストールした場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、ハードディスク以
外のコンパクトディスク(CD)や光磁気ディスク(M
O)等の記憶媒体に格納して、携帯したり、他の情報処
理装置にインストールするようにしてもよい。
【0162】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る発
明によれば、潤滑パラメータaL と荷重パラメータ
{(P−Pu)/C}・1/aC の関数で表される寿命
補正係数a NSK と、信頼度係数a1 、軸受動荷重C、等
価荷重P及び荷重指数pとに基づいて前記(7)式に従
って軸受寿命を算出するようにしたので、実際の転がり
軸受の寿命に則した的確な寿命予測を行うことができる
という効果が得られる。
【0163】また、請求項2に係る発明によれば、汚染
度係数ac を鋼の成分及び熱処理により寿命延長を図る
ことができる鋼の影響度として材料係数am を適用し、
この材料係数am を考慮して汚染度係数を算出すること
により、より正確な汚染度係数ac を求めることができ
るという効果が得られる。さらに、請求項3に係る発明
によれば、寿命補正係数aNSK を潤滑パラメータaL
荷重パラメータとに基づいて算出するので、表面起点型
剥離の形態を考慮した寿命補正係数aNSK を算出するこ
とができるという効果が得られる。
【0164】さらにまた、請求項4に係る発明によれ
ば、諸元情報入力手段で、諸元情報を入力すると共に、
信頼度設定手段で信頼度係数a1 を設定し、且つ汚染度
設定手段で汚染度を設定することにより、潤滑パラメー
タ演算手段で、潤滑パラメータaL (=F(κ))を演
算し、疲労限度荷重演算手段で疲労限度荷重を演算し、
さらに荷重パラメータ決定手段で荷重パラメータ{(P
−Pu)/C}・1/a C を演算することにより、寿命
補正係数設定手段で、前記(8)式の演算を行って寿命
補正係数aNSK を設定し、この寿命補正係数aNSK 、信
頼度係数a1 、基本動定格荷重C、動等価荷重P、疲労
限度荷重Pu、荷重指数pに基づいて前記(7)式の演
算を行って軸受寿命LA を算出するので、請求項1に係
る発明と同様の効果を得ることができる。
【0165】なおさらに、請求項5に係る発明によれ
ば、前述した請求項4に係る発明の効果に加えて、軸受
寿命演算手段の演算結果が所望寿命に該当しないとき
に、再演算判定手段で、所望寿命を満足する為に再計算
が必要であるか否かを判定し、再計算が必要である場合
には、転がり軸受の名番を大きい方に変更するか、汚染
度の低い材料に変更するか、潤滑剤の粘度を高くするか
の何れかを選択することにより、再計算を行って、所望
寿命を満足する転がり軸受を決定することができるとい
う効果が得られる。
【0166】また、請求項6に係る発明によれば、前述
した請求項2と同様に鋼の成分及び熱処理により寿命延
長を図ることができる鋼の影響度としての材料係数am
を考慮して汚染度係数を算出することにより、より正確
な汚染度係数ac を求めることができるという効果が得
られる。さらに、請求項7に係る発明によれば、潤滑パ
ラメータとして使用潤滑剤の動粘度ν及び運転温度にお
ける必要粘度ν1 の比である粘度比κを適用することに
より、転がり軸受の運転状態における油膜厚さを考慮す
ることができ、粘度比κが大きくなると潤滑状態が良好
となって軸受寿命が向上し、粘度比κが小さくなると潤
滑状態が悪くなり軸受寿命が低下するので、潤滑剤の性
状に正確に対応した寿命予測が可能となるという効果が
得られる。
【0167】さらにまた、請求項8に係る発明によれ
ば、荷重パラメータ及び潤滑パラメータをもとに、予め
記憶した寿命補正係数算出マップを参照することによ
り、寿命補正係数を容易に算出することができるという
効果が得られる。また、請求項9に係る発明によれば、
予測した寿命を提示することによって、ユーザーに寿命
を容易に認識させることができるという効果が得られ
る。
【0168】さらに、請求項10に係る発明によれば、
軸受種別入力手段で、玉軸受、ころ軸受、ラジアル軸
受、スラスト軸受等の軸受タイプを入力し、諸元情報入
力手段で、ユーザーが最適軸受、最適運転条件、寿命予
測時間の何れか1つを知りたいときには、残りの2つの
要求諸元情報を入力すると、諸元情報仮定手段で、知り
たい最適軸受、最適運転条件、寿命予測時間の何れか1
つを仮定し、これら要求諸元情報及び仮定情報に基づい
て請求項5に係る予測寿命演算を行う。例えば、最適運
転条件を知りたいときには、使用したい軸受名及び要求
寿命時間を入力すると、運転条件として、軸受に作用す
る荷重、軸受回転数、運転温度、潤滑剤の種類、軸受の
汚染度、軸受材料の種類を夫々仮定し、寿命予測演算を
行い、寿命予測時間が要求寿命時間を満足しないときに
は諸元情報仮定手段で仮定した諸元情報を変更しながら
寿命予測演算を行い、要求寿命時間を満足する寿命予測
演算が行われたときに、そのときの運転条件を最適運転
条件として諸元情報提示手段で提示することができ、ユ
ーザーが必要とする最適条件を迅速に提示することがで
きるという効果が得られる。
【0169】さらにまた、請求項11に係る発明によれ
ば、ユーザーがインターネットを介して諸元情報入力手
段、諸元情報仮定手段、転がり軸受の寿命予測装置、判
定手段、諸元情報提示手段及び再演算手段にアクセスす
ることにより、ユーザーの所有する情報端末で、最適軸
受、最適運転条件、寿命予測時間の何れかを容易に選定
することができるという効果が得られる。
【0170】なおさらに、請求項12に係る発明によれ
ば、ユーザー登録受付手段でユーザー登録したユーザー
のみがインターネットを介して最適軸受、最適運転条
件、寿命予測時間の何れかを選定することができるの
で、ユーザー登録受付手段で、ユーザー情報を取得する
ことができ、客先情報を一元管理することができるとい
う効果が得られる。
【0171】また、請求項13に係る発明によれば、諸
元情報入力手段、諸元情報仮定手段、転がり軸受の寿命
予測装置、判定手段、諸元情報提示手段及び再演算手段
で扱う言語が選択可能であるので、日本語、英語、独
語、仏語等の任意の言語を選択することにより、ユーザ
ーの所望とする言語を使用して転がり軸受の選定を行う
ことができるという効果が得られる。
【0172】さらに、請求項14に係る発明によれば、
ユーザーが所望とする転がり軸受の寿命時間、最適軸
受、最適使用条件の何れかを的確に提示することができ
るという効果が得られる。さらにまた、請求項15に係
る発明によれば、例えば軸受の使用条件を提示する場合
に、横軸に汚染度係数を、縦軸に寿命予測値を表すグラ
フや表等でパラメータとなる汚染度を変更した場合の寿
命予測値を表示することが可能となり、最適軸受、最適
運転条件、寿命時間予測値の限界値を容易に視認するこ
とが可能となるという効果が得られる。
【0173】なおさらに、請求項16に係る発明によれ
ば、縦軸と横軸とに表される寿命予測値と、他の条件と
がグラフで表されることから、より容易に限界値を視認
することができるという効果が得られる。また、請求項
17に係る発明によれば、諸元情報提示手段で、最適軸
受、最適運転条件、寿命予測時間の提示をしたときに、
該当する軸受の納期、見積もり金額を提示することがで
き、ユーザーが納期や見積もり金額の提示を改めて要求
する必要がないという効果が得られる。
【0174】さらに、請求項18及び19に係る発明に
よれば、寿命予測プログラムを情報処理装置にインスト
ールして実行することにより、請求項4及び5と同様の
効果を得ることができる。さらにまた、請求項20に係
る発明によれば、軸受選定プログラムを情報処理装置に
インストールして実行することにより、請求項10と同
様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す概略構成図であ
る。
【図2】図1の電気的接続関係を示すブロック図であ
る。
【図3】寿命予測処理手順の一例を示すフローチャート
である。
【図4】初期メニュー画面を示す説明図である。
【図5】軸受選択処理手順の一例を示すフローチャート
である。
【図6】軸受選定画面を示す説明図である。
【図7】軸受テーブル画面を示す説明図である。
【図8】新寿命計算処理手順の一例を示すフローチャー
トである。
【図9】新寿命計算式画面を示す説明図である。
【図10】荷重係数の定義画面を示す説明図である。
【図11】信頼度係数説明画面を示す説明図である。
【図12】動等価荷重算出処理手順の一例を示すフロー
チャートである。
【図13】動等価荷重計算画面を示す説明図である。
【図14】運転粘度計算処理手順の一例を示すフローチ
ャートである。
【図15】潤滑パラメータ計算画面を示す説明図であ
る。
【図16】潤滑パラメータ説明画面を示す説明図であ
る。
【図17】寿命演算処理手順の前半部を示すフローチャ
ートである。
【図18】寿命演算処理手順の後半部を示すフローチャ
ートである。
【図19】汚染度係数の定義画面を示す説明図である。
【図20】寿命補正係数算出用マップを含む寿命補正係
数説明画面示す説明図である。
【図21】結果出力画面を示す説明図である。
【図22】説明画面を示す説明図である。
【図23】変更選択画面を示す説明図である。
【図24】転がり軸受が玉軸受である場合の粘度比κを
パラメータとして荷重パラメータ(P−Pu)/C・
(1/aC )と寿命補正係数aNSK との関係を示す特性
線図である。
【図25】転がり軸受がころ軸受である場合の粘度比κ
をパラメータとして荷重パラメータ(P−Pu)/C・
(1/aC )と寿命補正係数aNSK との関係を示す特性
線図である。
【図26】粘度比κと潤滑パラメータaL との関係を示
す特性線図である。
【図27】パラメトリック表示の一例である。
【図28】本発明の第2の実施形態を示す概略構成図で
ある。
【図29】WWWサーバで実行する軸受選定処理手順の
一例を示すフローチャートである。
【図30】図29の最適運転条件決定処理手順の一例を
示すフローチャートである。
【図31】図29の最適軸受決定処理手順の一例を示す
フローチャートである。
【図32】軸受種別入力画面を示す説明図である。
【図33】諸元情報入力画面を示す説明図である。
【図34】寿命時間と汚染度係数及び軸受荷重との関係
をパラメトリック表示するグラフを示す説明図である。
【符号の説明】
1 パーソナルコンピュータ 2 コンピュータ本体 3 ディスプレ 4 キーボード 5 マウス 6 プリンタ 11 中央演算処理装置 12 システムバス 13 記憶装置 14 ディスプレイコントローラ 15 キーボードインタフェース 16 マウスインタフェース 17 入出力インタフェース 18 ハードディスクコントローラ 19 ハードディスク 200 インターネット 202 WWWサーバ

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基本動定格荷重C及び基本静定格荷重C
    0 が計算可能な仕様とされた転がり軸受の寿命予測を行
    う転がり軸受の寿命予測方法において、等価荷重をP、
    荷重指数をp、潤滑剤の粘度比をκ、汚染度係数を
    C 、疲労限度荷重をPu、寿命補正係数をaNSK とし
    たときに、ある信頼度係数a1 における転がり軸受の定
    格補正寿命LA を、 LA =a1 ・aNSK ・(C/P)pNSK ∝f〔F(κ),{(P−Pu)/C}・1/a
    C 〕 で算出するようにしたことを特徴とする転がり軸受の寿
    命予測方法。
  2. 【請求項2】 前記汚染度係数aC は、鋼の成分及び熱
    処理により寿命延長を図ることができる鋼の影響度とし
    て材料係数am を適用して、 aC =g(am ,aC ) で算出するようにしたことを特徴とする請求項1記載の
    転がり軸受の寿命予測方法。
  3. 【請求項3】 前記寿命補正係数aNSK は、粘度比κの
    関数F(κ)を潤滑パラメータaL として設定し、この
    潤滑パラメータaL と荷重パラメータ{(P−Pu)/
    C}・1/aC とに基づいて算出されることを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の転がり軸受の寿命予測方法。
  4. 【請求項4】 基本動定格荷重C及び基本静定格荷重C
    0 が計算可能な仕様とされた転がり軸受の寿命予測を行
    う転がり軸受の寿命予測装置において、前記転がり軸受
    の前記基本動定格荷重C及び基本静定格荷重C0 を含む
    諸元情報を入力する諸元情報入力手段と、該諸元情報入
    力手段で入力された諸元情報に基づいて動等価荷重を演
    算する動等価荷重演算手段と、信頼度係数を設定する信
    頼度設定手段と、前記諸元情報に基づいて潤滑パラメー
    タを演算する潤滑パラメータ演算手段と、汚染度を設定
    する汚染度設定手段と、疲労限度荷重を演算する疲労限
    度荷重演算手段と、前記基本動荷重、動等価荷重、疲労
    限度荷重及び汚染度に基づいて荷重パラメータを決定す
    る荷重パラメータ決定手段と、前記潤滑パラメータ及び
    荷重パラメータに基づいて寿命補正係数を設定する寿命
    補正係数設定手段と、前記信頼度係数、寿命補正係数、
    基本動定格荷重、動等価荷重及び荷重指数に基づいて軸
    受寿命を演算する軸受寿命演算手段とを備えていること
    を特徴とする転がり軸受の寿命予測装置。
  5. 【請求項5】 基本動定格荷重C及び基本静定格荷重C
    0 が計算可能な仕様とされた転がり軸受の寿命予測を行
    う転がり軸受の寿命予測装置において、前記転がり軸受
    の前記基本動定格荷重C及び基本静定格荷重C0 を含む
    諸元情報を入力する諸元情報入力手段と、該諸元情報入
    力手段で入力された諸元情報に基づいて動等価荷重を演
    算する動等価荷重演算手段と、信頼度係数を設定する信
    頼度設定手段と、前記諸元情報に基づいて潤滑パラメー
    タを演算する潤滑パラメータ演算手段と、汚染度を設定
    する汚染度設定手段と、疲労限度荷重を演算する疲労限
    度荷重演算手段と、前記基本動荷重、動等価荷重、疲労
    限度荷重及び汚染度に基づいて荷重パラメータを決定す
    る荷重パラメータ決定手段と、前記潤滑パラメータ及び
    荷重パラメータに基づいて寿命補正係数を設定する寿命
    補正係数設定手段と、前記信頼度係数、寿命補正係数、
    基本動定格荷重、動等価荷重及び荷重指数に基づいて軸
    受寿命を演算する軸受寿命演算手段と、該軸受寿命演算
    手段の演算結果が所望寿命に該当しないときに当該所望
    寿命を一致させる再演算が必要であるか否かを判定する
    再演算判定手段とを備えていることを特徴とする転がり
    軸受の寿命予測装置。
  6. 【請求項6】 前記汚染度設定手段は、鋼の成分及び熱
    処理により寿命延長を図ることができる鋼の影響度とし
    ての材料係数を考慮した汚染度係数を設定するように構
    成されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の
    転がり軸受の寿命予測装置。
  7. 【請求項7】 前記潤滑パラメータ演算手段は、使用潤
    滑剤の運転動粘度νと軸受平均直径dmと、軸受回転数
    Nとから運転温度における使用潤滑剤の動粘度ν及び運
    転温度における必要粘度ν1 の比である粘度比κを演算
    するように構成されていることを特徴とする請求項4乃
    至6の何れかに記載の転がり軸受の寿命予測装置。
  8. 【請求項8】 前記寿命補正係数演算手段は、荷重パラ
    メータ及び潤滑パラメータをもとに、当該値と寿命補正
    係数との関係を潤滑パラメータをパラメータとして表す
    寿命補正係数算出マップを参照して、寿命補正係数を算
    出するように構成されていることを特徴とする請求項4
    乃至7の何れかに記載の転がり軸受の寿命予測装置。
  9. 【請求項9】 前記軸受寿命演算手段で算出した軸受寿
    命を提示する提示手段を備えることを特徴とする請求項
    4乃至8の何れかに記載の転がり軸受の寿命予測装置。
  10. 【請求項10】 ユーザーが所望とする軸受種別を入力
    する軸受種別入力手段と、転がり軸受の前記基本動定格
    荷重C及び基本静定格荷重C0 を含む必要諸元情報から
    ユーザーが要求する要求諸元情報以外の必要諸元情報を
    入力する諸元情報入力手段と、該諸元情報入力手段で入
    力された要求諸元情報と前記必要諸元情報とを比較し
    て、入力されていない諸元情報を仮定する諸元情報仮定
    手段と、前記諸元情報入力手段で入力された諸元情報及
    び諸元情報仮定手段で仮定された諸元情報に基づいて軸
    受寿命予測演算を行う前記請求項4に係る転がり軸受の
    寿命予測装置と、該寿命予測装置の演算結果が前記諸元
    情報入力手段で入力された諸元情報を満足するか否かを
    判定する判定手段と、該判定手段の判定結果が演算結果
    が諸元情報を満足するときに諸元情報仮定手段で設定し
    た諸元情報を提示する諸元情報提示手段と、前記判定手
    段の判定結果が演算結果が諸元情報を満足しないもので
    あるときに前記諸元情報仮定手段で仮定した諸元情報を
    変更して前記転がり軸受寿命予測装置で再演算させる再
    演算手段とを備えていることを特徴とする転がり軸受の
    寿命予測装置を使用した転がり軸受選定装置。
  11. 【請求項11】 前記諸元情報入力手段、諸元情報仮定
    手段、転がり軸受の寿命予測装置、判定手段、諸元情報
    提示手段及び再演算手段は、インターネットを介してア
    クセス可能に構成されていることを特徴とする請求項1
    0に記載の転がり軸受の寿命予測装置を使用した転がり
    軸受選定装置。
  12. 【請求項12】 インターネットを介してユーザー登録
    を受付けるユーザー登録受付手段を有し、該ユーザー登
    録受付手段で登録されたユーザーのみがインターネット
    を介して前記諸元情報入力手段、諸元情報仮定手段、転
    がり軸受の寿命予測装置、判定手段、諸元情報提示手段
    及び再演算手段にアクセス可能に構成されていることを
    特徴とする請求項11に記載の転がり軸受の寿命予測装
    置を使用した転がり軸受選定装置。
  13. 【請求項13】 前記諸元情報入力手段、諸元情報仮定
    手段、転がり軸受の寿命予測装置、判定手段、諸元情報
    提示手段及び再演算手段で扱う言語を選択可能に構成さ
    れていることを特徴とする請求項11又は12に記載の
    転がり軸受の寿命予測装置を使用した転がり軸受選定装
    置。
  14. 【請求項14】 前記諸元情報提示手段は、転がり軸受
    の寿命予測提示、最適軸受の提示、最適使用条件の提示
    の何れかを行うように構成されていることを特徴とする
    請求項10乃至13の何れかに記載の転がり軸受選定装
    置。
  15. 【請求項15】 前記諸元情報提示手段は、転がり軸受
    の寿命予測提示、最適軸受の提示、最適使用条件の提示
    の何れかをパラメータを変更可能な画像情報として提示
    するようにしたことを特徴とする請求項10乃至13の
    何れかに記載の転がり軸受選定装置。
  16. 【請求項16】 前記画像情報は一方の軸を寿命予測値
    とし、他方の軸を軸受サイズ、軸受荷重、回転速度、潤
    滑材の種類、汚染度、使用温度、材料の種類、信頼度係
    数等から選択した1つとした特性線図で表示されること
    を特徴とする請求項15記載の転がり軸受選定装置。
  17. 【請求項17】 前記諸元情報提示手段で提示した諸元
    情報に基づく転がり軸受の納期及び見積もり金額の少な
    くとも一方を提示する納品情報提示手段を備えているこ
    とを特徴とする請求項10乃至16の何れかに記載の転
    がり軸受選定装置。
  18. 【請求項18】 基本動定格荷重C及び基本静定格荷重
    0 が計算可能な仕様とされた転がり軸受の寿命予測を
    行う寿命予測プログラムを格納した記憶媒体であって、
    前記転がり軸受の前記基本動定格荷重C及び基本静定格
    荷重C0 を含む諸元情報を入力するステップと、該諸元
    情報入力手段で入力された諸元情報に基づいて動等価荷
    重を演算するステップと、信頼度係数を設定するステッ
    プと、前記諸元情報に基づいて潤滑パラメータを演算す
    るステップと、汚染度を設定するステップと、疲労限度
    荷重を演算するステップと、前記基本動荷重、動等価荷
    重、疲労限度荷重及び汚染度に基づいて荷重パラメータ
    を決定するステップと、前記潤滑パラメータ及び荷重パ
    ラメータに基づいて寿命補正係数を設定するステップ
    と、前記信頼度係数、寿命補正係数、基本動定格荷重、
    動等価荷重及び荷重指数に基づいて軸受寿命を演算する
    ステップとを実行する寿命予測プログラムを格納した記
    憶媒体。
  19. 【請求項19】 基本動定格荷重C及び基本静定格荷重
    0 が計算可能な仕様とされた転がり軸受の寿命予測を
    行う寿命予測プログラムを格納した記憶媒体であって、
    前記転がり軸受の前記基本動定格荷重C及び基本静定格
    荷重C0 を含む諸元情報を入力するステップと、該諸元
    情報入力手段で入力された諸元情報に基づいて動等価荷
    重を演算するステップと、信頼度係数を設定するステッ
    プと、前記諸元情報に基づいて潤滑パラメータを演算す
    るステップと、汚染度を設定するステップと、疲労限度
    荷重を演算するステップと、前記基本動荷重、動等価荷
    重、疲労限度荷重及び汚染度に基づいて荷重パラメータ
    を決定するステップと、前記潤滑パラメータ及び荷重パ
    ラメータに基づいて寿命補正係数を設定するステップ
    と、前記信頼度係数、寿命補正係数、基本動定格荷重、
    動等価荷重及び荷重指数に基づいて軸受寿命を演算する
    ステップと、該軸受寿命の演算結果が所望寿命に該当し
    ないときに当該所望寿命を一致させる再演算が必要であ
    るか否かを判定するステップとを実行する寿命予測プロ
    グラムを格納した記憶媒体。
  20. 【請求項20】 ユーザーが要求する仕様に応じた転が
    り軸受を選定する軸受選定プログラムを格納した記憶媒
    体であって、ユーザーが所望とする軸受種別を入力する
    ステップと、転がり軸受の前記基本動定格荷重C及び基
    本静定格荷重C0 を含む必要諸元情報からユーザーが要
    求する要求諸元情報以外の必要諸元情報を入力するステ
    ップと、前記要求諸元情報と前記必要諸元情報とを比較
    して、入力されていない諸元情報を仮定するステップ
    と、前記要求諸元情報及びこれ以外の仮定した諸元情報
    情報に基づいて請求項18に係る寿命予測プログラムを
    使用して寿命予測を行うステップと、寿命予測結果が前
    記要求諸元情報を満足するか否かを判定するステップ
    と、寿命予測結果が前記要求諸元情報を満足するときに
    仮定した諸元情報を軸受選定情報として提示するステッ
    プと、寿命予測結果が前記要求諸元情報を満足しないも
    のであるときに前記仮定した諸元情報を変更して前記寿
    命予測プログラムで再演算するステップとを実行する軸
    受選定プログラムを格納した記憶媒体。
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