JP2008082377A - Rolling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受等の転動装置に係り、軌道面の損傷が問題となる転動装置の長寿命化に関するものであり、特に、大径の転動装置の長寿命化に関する。 The present invention relates to a rolling device such as a rolling bearing, and more particularly to the extension of the life of a rolling device in which damage to the raceway surface becomes a problem, and particularly to the extension of the life of a large-diameter rolling device.
転がり軸受等の転動装置は、使用時に高面圧下でせん断応力を繰り返し受けるため、そのせん断応力に耐えて転がり疲労寿命を確保するために、例えば、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼を材料として形成されている。また、材料となる高炭素クロム軸受鋼に焼入焼戻し処理を行うことによって、硬さをHRC58〜64の範囲に設定している。
また、SCr420、SCM420、SAE4320H等の肌焼鋼を材料として形成された転がり軸受においては、浸炭または浸炭窒化処理、焼入焼戻し処理を施すことにより、表面硬さをHRC58〜64の範囲とするとともに、心部硬さをHRC30〜48の範囲に設定している。
Since rolling devices such as rolling bearings repeatedly receive shear stress under high surface pressure during use, in order to withstand the shear stress and ensure a rolling fatigue life, for example, high carbon chromium bearing steel such as SUJ2 is used as a material. Is formed. Moreover, hardness is set to the range of HRC58-64 by performing the quenching and tempering process to the high carbon chromium bearing steel used as a material.
Further, in rolling bearings made of case-hardened steel such as SCr420, SCM420, SAE4320H, etc., the surface hardness is set in the range of HRC58 to 64 by performing carburizing, carbonitriding or quenching and tempering. The core hardness is set in the range of HRC30-48.
しかしながら、近年では、転動装置のメンテナンスフリー化や、転動装置を備えた自動車の低燃費化が求められており、転動装置の使用条件が過酷なものとなっている。このため、転動装置に用いられる潤滑油中に混入する異物や、転動装置の潤滑不良による軸受表面の損傷及び剥離が問題となっており、こうした厳しい使用条件下における転動装置の長寿命化に対する要求が高まっている。 However, in recent years, maintenance-free rolling devices and reduction in fuel consumption of automobiles equipped with rolling devices have been demanded, and the use conditions of the rolling devices have become severe. For this reason, foreign matter mixed in the lubricating oil used in the rolling device and damage and peeling of the bearing surface due to poor lubrication of the rolling device are problematic, and the long life of the rolling device under such severe use conditions There is a growing demand for aging.
このような要求に対して、例えば、以下に示す特許文献1から3に、転がり疲れ性に効果のある圧縮残留応力に着目して、長寿命化を可能とした転動装置が提案されている。
特許文献1に記載されている転動装置は、外輪及び内輪が有する転動体軌道面をショットブラストによって粗化した後に、この粗化した面にバレル仕上げを行うことにより、転動体軌道面の表面を油だまり形状とするとともに、転動体軌道面の表面から深さ100μmまでの表層部における圧縮残留応力の最小値を、90MPa以上としたものである。
In response to such a demand, for example, Patent Documents 1 to 3 shown below propose a rolling device that can extend the life by focusing on the compressive residual stress effective in rolling fatigue. .
In the rolling device described in Patent Document 1, the surface of the rolling element raceway surface is obtained by performing barrel finishing on the roughened surface after the rolling body raceway surface of the outer ring and the inner ring is roughened by shot blasting. Is the oil pool shape, and the minimum value of the compressive residual stress in the surface layer portion from the surface of the rolling element raceway surface to a depth of 100 μm is 90 MPa or more.
このような転動装置であれば、表層部が高い圧縮残留応力を有するとともに、特定の微小な窪みが多数形成されることとなるため、転動体軌道面の表面に安定した油膜を形成することが可能となり、転動装置の長寿命化が可能となる。
また、特許文献2に記載されている転動装置は、転動体軌道面の最表面部における最大圧縮残留応力を100kgf/mm2以上とするとともに、転動体軌道面の表面下300μmの位置における圧縮残留応力を40kgf/mm2以上としたものである。
With such a rolling device, the surface layer portion has a high compressive residual stress and a large number of specific minute depressions are formed, so that a stable oil film is formed on the surface of the rolling element raceway surface. Thus, the life of the rolling device can be extended.
In addition, the rolling device described in
このような転動装置であれば、転動体軌道面の最表面部の硬さが向上するため、転動体軌道面に異物による圧痕が形成されにくくなり、転動装置が異物混入潤滑環境下で使用された場合であっても、転動装置の長寿命化が可能となる。
また、特許文献3に記載されている転動装置は、転動体軌道面の表面からの深さが0〜50μmの範囲を表層部としたときに、この表層部における最大圧縮残留応力を50〜110kgf/mm2の範囲内とするとともに、転動体軌道面の表面粗さの平均波長を25μm以下としたものである。
With such a rolling device, the hardness of the outermost surface portion of the rolling element raceway surface is improved, so that indentations due to foreign matter are less likely to be formed on the rolling element raceway surface, and the rolling device is in a contaminated lubrication environment. Even when used, it is possible to extend the life of the rolling device.
Moreover, the rolling device described in Patent Document 3 has a maximum compressive residual stress in the surface layer portion of 50 to 50 mm when the depth from the surface of the rolling element raceway surface is in the range of 0 to 50 μm. While being within the range of 110 kgf / mm 2 , the average wavelength of the surface roughness of the rolling element raceway surface is 25 μm or less.
このような転動装置であれば、転動体軌道面の表面に深さが5〜10μm程度のピーリングが発生しにくくなるため、転動装置が厳しい潤滑環境下で使用された場合であっても、転動装置の長寿命化が可能となる。
しかしながら、上述した従来の転動装置では、以下に示すような問題が発生するおそれがある。
特許文献1に記載した転動装置では、転動体軌道面をショットブラストによって粗化した後に、この粗化した面にバレル仕上げを行うため、加工目的物をカゴの中で回転させるというバレル仕上げの特性上、外輪及び内輪が、カムフォロア外輪等の小径な形状及び大きさのものに限定されてしまうという問題が発生するおそれがある。そのため、例えば、内径が80mmを超えるような、大径の転動装置に適用することが困難である。
However, the conventional rolling device described above may cause the following problems.
In the rolling device described in Patent Document 1, after the rolling element raceway surface is roughened by shot blasting, barrel finishing is performed on the roughened surface so that the workpiece is rotated in the basket. Due to the characteristics, there is a possibility that the outer ring and the inner ring are limited to a small-diameter shape and size such as a cam follower outer ring. Therefore, for example, it is difficult to apply to a large-diameter rolling device whose inner diameter exceeds 80 mm.
また、特許文献2に記載した転動装置では、転動体軌道面の最表面部における最大圧縮残留応力、及び転動体軌道面の表面下300μmの位置における圧縮残留応力を規定しているのみで、転動体軌道面の表面粗さは規定していない。また、汎用で用いられる大きな粒径のショット材(例えば、平均粒径0.72mmの鋼球)を使用することが多いため、処理後の表面粗さが必然的に大きくなる。このため、実際に転動装置として使用可能な表面粗さを得るためには、ショットピーニング後に別途研磨加工をして表面を仕上げる必要がある。しかしながら、特に、大径で研磨取代の大きな転動装置では、圧縮応力が付与された表面層が、取代分取り除かれてしまうという問題が発生するおそれがあり、適用が困難である。
Moreover, in the rolling device described in
また、特許文献3に記載した転動装置では、例えば、カムフォロア外輪等のような、相手面が比較的粗い面で使用されることを想定しているため、所謂「なじみ性」を向上させるために、処理後の表面粗さを広い範囲で規定している。このため、例えば、相手面が鏡面であるような用途では、逆に相手面に損傷を発生させてしまうという問題が発生するおそれがあり、適用が困難である。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、表面仕上げ加工を行った転動体軌道面に対し、表面粗さの増加を抑制するとともに圧縮残留応力を付与することが可能な転動装置を提供することを課題とする。
Further, in the rolling device described in Patent Document 3, since it is assumed that the mating surface is used on a relatively rough surface such as a cam follower outer ring, so-called “familiarity” is improved. In addition, the surface roughness after the treatment is defined in a wide range. For this reason, for example, in an application where the mating surface is a mirror surface, there is a possibility that a problem of causing damage to the mating surface may occur, which makes it difficult to apply.
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and can suppress the increase in surface roughness and impart compressive residual stress to the rolling element raceway surface subjected to surface finishing. It is an object to provide a simple rolling device.
上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項1に記載した発明は、内径面に外輪側転動体軌道面を有する外輪と、外径面に前記外輪側転動体軌道面と対向する内輪側転動体軌道面を有する内輪と、前記両転動体軌道面間に転動自在に装填される複数の転動体と、を備えた転動装置において、
前記外輪側転動体軌道面及び前記内輪側転動体軌道面のうち少なくとも一方を、表面仕上げ加工された加工軌道面とし、
少なくとも前記加工軌道面に、平均粒子径が30〜200μmの球形または略球形の非金属粒子を衝突させることにより、前記非金属粒子を衝突させた部分の表面粗さを0.04〜0.25Raの範囲内とし、且つ前記非金属粒子を衝突させた部分の表面残留応力を−140〜−90MPaの範囲内としたことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 of the present invention is an outer ring having an outer ring side rolling element raceway surface on an inner diameter surface, and an outer diameter surface facing the outer ring side rolling element raceway surface. In a rolling device comprising an inner ring having an inner ring-side rolling element raceway surface, and a plurality of rolling elements loaded so as to be freely rollable between both rolling element raceway surfaces,
At least one of the outer ring-side rolling element raceway surface and the inner ring-side rolling element raceway surface is a surface-finished processing raceway surface,
At least the processed orbital surface is collided with spherical or substantially spherical nonmetallic particles having an average particle diameter of 30 to 200 μm, so that the surface roughness of the portion with which the nonmetallic particles collide is 0.04 to 0.25 Ra. And the surface residual stress at the portion where the non-metallic particles collide is in the range of -140 to -90 MPa.
本発明によると、表面仕上げ加工された加工軌道面に、平均粒子径が30〜200μmの球形または略球形の非金属粒子を衝突させることにより、非金属粒子を衝突させた部分の表面粗さを0.04〜0.25Raの範囲内とし、且つ非金属粒子を衝突させた部分の表面残留応力を−140〜−90MPaの範囲内としている。
このため、非金属粒子を衝突させた部分に対し、表面粗さの増加を抑制するとともに圧縮残留応力を付与することが可能となり、非金属粒子を衝突させた部分の長寿命化が可能となる。
また、表面仕上げ加工された加工軌道面に非金属粒子を衝突させるという、比較的単純な処理であるため、処理の対象となる外輪及び内輪の形状及び大きさが制限されることがなく、処理を適用可能な外輪及び内輪の種類を増加させることが可能となる。
According to the present invention, spherical or substantially spherical nonmetallic particles having an average particle diameter of 30 to 200 μm are collided with the surface of the processed raceway surface, whereby the surface roughness of the portion where the nonmetallic particles are collided is reduced. The surface residual stress at the portion where the nonmetallic particles collide with each other is in the range of -140 to -90 MPa in the range of 0.04 to 0.25 Ra.
For this reason, it is possible to suppress an increase in surface roughness and to apply a compressive residual stress to the portion where the nonmetallic particles collide, and to extend the life of the portion where the nonmetallic particles collide. .
In addition, since it is a relatively simple process of causing non-metallic particles to collide with the surface of the processed raceway surface, the shape and size of the outer ring and inner ring to be processed are not limited, and the process It is possible to increase the types of outer rings and inner rings to which can be applied.
次に、請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した発明であって、前記表面仕上げ加工を、超仕上げ加工としたことを特徴とするものである。
本発明によると、外輪側転動体軌道面及び内輪側転動体軌道面のうち少なくとも一方に施す表面仕上げ加工を、超仕上げ加工としているため、加工軌道面の表面に安定した油膜を形成することが可能となり、転動装置の長寿命化が可能となる。
Next, the invention described in
According to the present invention, since the surface finishing process applied to at least one of the outer ring side rolling element raceway surface and the inner ring side rolling element raceway surface is a superfinishing process, a stable oil film can be formed on the surface of the processing raceway surface. This makes it possible to extend the life of the rolling device.
次に、請求項3に記載した発明は、請求項1または2に記載した発明であって、前記非金属粒子を、ガラスビーズとしたことを特徴とするものである。
本発明によると、少なくとも加工軌道面に衝突させる非金属粒子を、ガラスビーズとしているため、ガラスビーズを衝突させた部分の表面粗さの増加を抑制することが容易となる。
Next, the invention described in claim 3 is the invention described in
According to the present invention, since the non-metallic particles that collide with at least the processing raceway surface are glass beads, it is easy to suppress an increase in the surface roughness of the portion with which the glass beads are collided.
次に、請求項4に記載した発明は、請求項1または2に記載した発明であって、前記非金属粒子を、セラミックビーズとしたことを特徴とするものである。
本発明によると、少なくとも加工軌道面に衝突させる非金属粒子を、セラミックビーズとしているため、セラミックビーズを衝突させた部分の表面粗さの増加を抑制することが容易となる。
Next, the invention described in
According to the present invention, since the non-metallic particles that collide with at least the processing raceway surface are made of ceramic beads, it is easy to suppress an increase in the surface roughness of the portion with which the ceramic beads collide.
本発明によれば、表面仕上げ加工を行った転動体軌道面に対し、表面粗さの増加を抑制するとともに圧縮残留応力を付与することが可能となるため、転動装置の長寿命化が可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress the increase in surface roughness and to apply compressive residual stress to the rolling element raceway surface that has undergone surface finishing processing, thereby extending the life of the rolling device. It becomes.
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
まず、図1を参照して本発明の実施形態の構成を説明する。図1は本実施形態の一例である転動装置1と、転動装置1の寿命試験機2を説明するための断面図である。なお、本実施形態では、転動装置として、転動体に円すいころを用いた円すいころ軸受を例にあげて説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the configuration of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a rolling device 1 which is an example of this embodiment and a
円すいころ軸受の諸元は、以下の通りである。
呼び番号:HR32017XJ
軸受内径:85mm
軸受外径:130mm
組立幅:29mm
基本動定格荷重:143000N
The specifications of the tapered roller bearing are as follows.
Identification number: HR32017XJ
Bearing inner diameter: 85mm
Bearing outer diameter: 130mm
Assembly width: 29mm
Basic dynamic load rating: 143000N
また、円すいころ軸受の性状は次の通りである。
表面硬さ:HRC58〜64
表面残留オーステナイト:3〜10容量%
なお、転動装置1、すなわち、円すいころ軸受の諸元及び性状は、上記の値に限定されるものではない。
図1に示すように、本実施形態の転動装置1は、外輪10と、内輪20と、複数の転動体30とから構成される。
The properties of the tapered roller bearing are as follows.
Surface hardness: HRC58-64
Surface retained austenite: 3 to 10% by volume
Note that the specifications and properties of the rolling device 1, that is, the tapered roller bearing are not limited to the above values.
As shown in FIG. 1, the rolling device 1 of this embodiment includes an
外輪10及び内輪20は、SUJ2にズブ焼きを行ったものを材料として形成されている。
外輪10は、内径面12に外輪側転動体軌道面14を有しており、回転体としてのハウジング4に、嵌合部材6を介して取り付けられている。嵌合部材6は、図外のアキシャル荷重負荷手段に固定されており、このアキシャル荷重負荷手段は、嵌合部材6にアキシャル荷重Fsを加えることにより、転動装置1にアキシャル荷重を負荷する機能を有している。
The
The
外輪側転動体軌道面14は、超仕上げ加工によって表面仕上げ加工された加工軌道面となっている。加工軌道面、すなわち、外輪側転動体軌道面14は、平均粒子径が30〜200μmの略球形のショット材を衝突させること(以下、「ショットピーニング」と記載する)により、表面粗さが0.04〜0.25Raの範囲内となっており、且つ表面残留応力が−140〜−90MPaの範囲内となっている。
The outer ring-side rolling
ショット材としては、非金属粒子を用いている。なお、本実施形態では、非金属粒子として、ガラスビーズを用いた場合を例にあげて説明する。
ショットピーニングの方法としては、汎用のショットピーニング装置を用いており、噴射圧力を2.0〜6.0kg/cm2の範囲内とし、噴射時間を10〜20minの範囲内とした。また、一回のショットピーニング処理における転動装置1の重量は、1〜20kgfの範囲内とした。
Non-metallic particles are used as the shot material. In the present embodiment, a case where glass beads are used as non-metallic particles will be described as an example.
As a method of shot peening, a general-purpose shot peening apparatus was used, the injection pressure was set in the range of 2.0 to 6.0 kg / cm 2 , and the injection time was set in the range of 10 to 20 min. Moreover, the weight of the rolling device 1 in one shot peening process was set within the range of 1 to 20 kgf.
内輪20は、外径面22に外輪側転動体軌道面14と対向する内輪側転動体軌道面24を有しており、回転軸8に、回転軸8の一端を形成する軸受座8aを介して固定されている。回転軸8は、図外のラジアル荷重負荷手段に固定されており、このラジアル荷重負荷手段は、回転軸8にラジアル荷重Frを加えることにより、転動装置1にラジアル荷重を負荷する機能を有している。
The
内輪側転動体軌道面24は、外輪側転動体軌道面14と同様に、超仕上げ加工によって表面仕上げ加工された加工軌道面となっている。また、内輪側転動体軌道面24は、外輪側転動体軌道面14と同様の方法により、表面粗さが0.04〜0.25Raの範囲内となっており、且つ表面残留応力が−140〜−90MPaの範囲内となっている。
各転動体30は、外輪側転動体軌道面14と内輪側転動体軌道面24との間に転動自在に装填されており、円すいころによって形成されている。
Like the outer ring-side rolling
Each rolling
また、外輪10と内輪20との間に形成される空隙部内には、グリース等の高い粘度を有する潤滑剤(図示せず)が配置されている。ここで、外輪10と内輪20との間に形成される空隙部とは、外輪側転動体軌道面14と転動体30との間に形成される空隙部と、内輪側転動体軌道面24と転動体30との間に形成される空隙部の両方を含んでいる。
In addition, a lubricant (not shown) having a high viscosity such as grease is disposed in a gap formed between the
次に、上記の構成を備えた転動装置1の作用・効果等を説明する。
以下、寿命試験機2を用いた転動装置1の寿命試験について説明する。
寿命試験の条件を以下に示す。
ラジアル荷重:35750N
アキシャル荷重:15680N
内輪回転数:1500rpm
潤滑剤:純グリース潤滑または水混入グリース
グリースの量:60g
グリース中の異物:平均粒径70〜140μm
グリース中の異物の硬さ:64HRc
グリース中の異物の量:0.05g
Next, functions and effects of the rolling device 1 having the above-described configuration will be described.
Hereinafter, a life test of the rolling device 1 using the
The conditions of the life test are shown below.
Radial load: 35750N
Axial load: 15680N
Inner ring speed: 1500rpm
Lubricant: Pure grease lubrication or water-mixed grease Grease amount: 60 g
Foreign matter in grease: average particle size 70-140 μm
Hardness of foreign matter in grease: 64HRc
Amount of foreign matter in grease: 0.05 g
なお、試験時には、寿命試験機2の振動数が初期振動数の五倍となった段階で寿命試験機2を停止させる。そして、実体顕微鏡によって外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24における損傷の有無を確認し、損傷が無い場合は試験を再開し、損傷が有る場合は試験を終了する。
During the test, the
表1及び表2に、寿命試験の結果を示す。なお、表1は、実施例及び比較例における、各種条件及び寿命比を示しており、表2は、表1中に記載された寿命比を、実施例及び比較例毎に比較したグラフを示している。なお、表1及び表2に示す寿命比は、未処理品である比較例1の寿命時間、すなわち、寿命試験機2の振動数が初期振動数の五倍となった段階において、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24における損傷が有る場合の試験時間を基準値(1.0)とし、この基準値に対する比を示している。
Tables 1 and 2 show the results of the life test. Table 1 shows various conditions and life ratios in Examples and Comparative Examples, and Table 2 shows a graph comparing the life ratios described in Table 1 for each Example and Comparative Example. ing. The life ratio shown in Table 1 and Table 2 is the life time of Comparative Example 1, which is an untreated product, that is, when the frequency of the
表1及び表2に示されているように、実施例1〜6の転動装置は、比較例1の転動装置と比較して、寿命比が5.1〜6.1倍の範囲内となっており、寿命が大幅に延長されている。
これに対し、比較例2の転動装置は、ショット材の種類及び形状が本発明の転動装置と異なり、ショット材として、鋭角な部分を有するSiC(ケイ素セラミックス)粒子を用いているため、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24の表面粗さが増加している。その結果、比較例1の転動装置と比較して、寿命比が0.8倍となっており、寿命が短縮されている。
As shown in Tables 1 and 2, the rolling devices of Examples 1 to 6 have a life ratio in the range of 5.1 to 6.1 times that of the rolling device of Comparative Example 1. The service life is greatly extended.
On the other hand, the rolling device of Comparative Example 2 is different from the rolling device of the present invention in the type and shape of the shot material, and uses SiC (silicon ceramics) particles having an acute angle portion as the shot material. The surface roughness of the outer ring-side rolling
また、比較例3の転動装置は、ショット材の平均粒径が350μmであり、本発明の転動装置における平均粒径の上限値を超えているため、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24の圧縮残留応力が、−150MPaと大きく低下している。その結果、比較例1の転動装置と比較して、寿命比が0.6倍となっており、寿命が短縮されている。
Further, the rolling device of Comparative Example 3 has an average particle size of the shot material of 350 μm, which exceeds the upper limit of the average particle size in the rolling device of the present invention, so the outer ring side rolling
また、比較例4の転動装置は、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24の圧縮残留応力が−60MPaであり、本発明の転動装置における圧縮残留応力の上限値を超えている。その結果、比較例1の転動装置と比較して、寿命比が1.6倍となっており、寿命の延長はされているものの、寿命の延長効果を十分に得られてはいない。
したがって、本実施形態の転動装置1であれば、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24を表面仕上げ加工された加工軌道面とし、この加工軌道面に、平均粒子径が30〜200μmの略球形のショット材によるショットピーニングを行うことにより、加工軌道面の表面粗さを0.04〜0.25Raの範囲内とし、且つ表面残留応力を−140〜−90MPaの範囲内としている。
Further, in the rolling device of Comparative Example 4, the compressive residual stress of the outer ring side rolling
Therefore, in the rolling device 1 according to the present embodiment, the outer ring-side rolling
その結果、表面仕上げ加工された加工軌道面、すなわち、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に対し、表面粗さの増加を抑制するとともに、圧縮残留応力を付与することが可能となるため、転動装置1の長寿命化が可能となる。
また、本実施形態の転動装置1であれば、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に非金属粒子を衝突させるという、比較的単純な処理によって、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に対し、表面粗さの増加を抑制するとともに、圧縮残留応力を付与することが可能となる。
As a result, it is possible to suppress an increase in surface roughness and to apply a compressive residual stress to the surface-finished processing raceway surface, that is, the outer ring side rolling
Further, in the rolling device 1 of the present embodiment, the outer ring-side rolling element track is made by a relatively simple process of causing non-metallic particles to collide with the outer ring-side rolling
その結果、処理の対象となる外輪10及び内輪20の形状及び大きさが制限されることがなく、処理を適用可能な外輪10及び内輪20の種類を増加させることが可能となるため、処理を適用可能な転動装置1の種類を増加させることが可能となる。
特に、従来の処理を適用することが困難であった、例えば、内径が80mmを超えるような、大径の転動装置1に適用することが可能となり、大径の転動装置1の長寿命化が可能となる。
As a result, the shape and size of the
In particular, it is difficult to apply the conventional treatment, for example, it can be applied to a large-diameter rolling device 1 having an inner diameter exceeding 80 mm, and the long life of the large-diameter rolling device 1 is long. Can be realized.
さらに、本実施形態の転動装置1であれば、ショット材として平均粒子径が30〜200μmの略球形のガラスビーズを用いている。
このため、ショットピーニング後の外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に対して、研磨工程を行うことなく、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24の表面粗さを、転動装置1として使用可能な表面粗さとすることが可能となる。
Furthermore, in the rolling device 1 of the present embodiment, substantially spherical glass beads having an average particle diameter of 30 to 200 μm are used as the shot material.
For this reason, the surface of the outer ring side rolling
その結果、処理の対象となる外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に、鏡面加工等が施されている場合にも適用可能となり、処理を適用可能な外輪10及び内輪20の種類を増加させることが可能となるため、処理を適用可能な転動装置1の種類を増加させることが可能となる。
また、ショットピーニング後の外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に対して、研磨工程を行う必要が無いため、転動装置1の製造コストを低減させることが可能となるとともに、転動装置1の製造効率を向上させることが可能となる。
As a result, the present invention can be applied to the case where the outer ring side rolling
Moreover, since it is not necessary to perform a grinding | polishing process with respect to the outer ring side rolling
また、本実施形態の転動装置1であれば、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に施す表面仕上げ加工を、超仕上げ加工としているため、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24の表面に、安定した油膜を形成することが可能となる。
その結果、転動装置1の長寿命化が可能となる。
また、本実施形態の転動装置1は、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に衝突させる非金属粒子を、ガラスビーズとしているため、ガラスビーズを衝突させた部分、すなわち、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24の表面粗さの増加を抑制することが容易となる。
In the rolling device 1 according to the present embodiment, the surface finishing process applied to the outer ring-side rolling
As a result, the life of the rolling device 1 can be extended.
Further, in the rolling device 1 of the present embodiment, since the non-metallic particles that collide with the outer ring-side rolling
なお、本実施形態の転動装置1では、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24の両方を、表面仕上げ加工された加工軌道面としたが、これに限定されるものではなく、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24の一方を、表面仕上げ加工された加工軌道面としてもよい。要は、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24のうち少なくとも一方を、表面仕上げ加工された加工軌道面とすればよい。もっとも、本実施形態の転動装置1のように、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24の両方を、表面仕上げ加工された加工軌道面とし、この加工軌道面に対してショットピーニングを行うことが、転動装置1を効率的に長寿命化することが可能となるため、好適である。
In the rolling device 1 of the present embodiment, both the outer ring-side rolling
また、本実施形態の転動装置1では、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に対して、ショットピーニングを行ったが、これに限定されるものではなく、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24を含むその他の部分に対して、ショットピーニングを行ってもよい。要は、少なくとも外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に対して、ショットピーニングを行えばよい。
In the rolling device 1 of the present embodiment, shot peening is performed on the outer ring-side rolling
さらに、本実施形態の転動装置1では、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に対して、略球形のショット材を衝突させたが、これに限定されるものではない。すなわち、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に対して、球形のショット材を衝突させてもよい。要は、平均粒子径が30〜200μmの球形または略球形のショット材を衝突させることにより、ショット材を衝突させた部分の表面粗さを0.04〜0.25Raの範囲内とし、且つショット材を衝突させた部分の表面残留応力を−140〜−90MPaの範囲内とすればよい。
Furthermore, in the rolling device 1 of the present embodiment, the substantially spherical shot material is caused to collide with the outer ring-side rolling
また、本実施形態の転動装置1では、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に行う表面仕上げ加工を、超仕上げ加工としたが、これに限定されるものではなく、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に行う表面仕上げ加工を、例えば、バフ研磨加工としてもよい。また、外輪側転動体軌道面14及び内輪側転動体軌道面24に行う表面仕上げ加工が、互いに異なっていてもよい。
In the rolling device 1 of the present embodiment, the surface finishing process performed on the outer ring side rolling
また、本実施形態の転動装置1では、ショット材としてガラスビーズを用いたが、ショット材の種類は、これに限定されるものではなく、例えば、ショット材としてセラミックビーズ等、ガラスビーズ以外の非金属粒子を用いてもよい。要は、ショット材の種類は、ショット材を衝突させた部分の表面粗さの増加を抑制することが容易となる非金属粒子であればよい。 In the rolling device 1 of the present embodiment, glass beads are used as the shot material. However, the type of the shot material is not limited to this, for example, ceramic beads or the like as the shot material other than glass beads. Non-metallic particles may be used. In short, the type of the shot material may be any non-metallic particle that makes it easy to suppress an increase in the surface roughness of the portion where the shot material collides.
また、本実施形態の転動装置1では、転動体30を円すいころによって形成しており、転動装置1を円すいころ軸受としているが、転動装置1の構成は、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、転動体30を円筒ころによって形成し、転動装置1を円筒ころ軸受としてもよく、転動体30を鋼球によって形成し、転動装置1を玉軸受としてもよい。
Moreover, in the rolling device 1 of this embodiment, the rolling
また、本実施形態の転動装置1では、外輪10及び内輪20を、SUJ2にズブ焼きを行ったものを材料として形成したが、これに限定されるものではない。すなわち、外輪10及び内輪20を、例えば、SUJ2に浸炭窒化を行ったものを材料として形成してもよく、SUJ2に高周波焼入れを行ったものを材料として形成してもよい。また、外輪10及び内輪20を、例えば、SCM420やSCr420等の肌焼鋼に対し、浸炭窒化や浸炭を行って表面を硬化させたものを材料として形成してもよい。
Further, in the rolling device 1 of the present embodiment, the
1 転動装置
2 寿命試験機
4 ハウジング
6 嵌合部材
8 回転軸
10 外輪
12 内径面
14 外輪側転動体軌道面
20 内輪
22 外径面
24 内輪側転動体軌道面
30 転動体
Fs アキシャル荷重
Fr ラジアル荷重
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記外輪側転動体軌道面及び前記内輪側転動体軌道面のうち少なくとも一方を、表面仕上げ加工された加工軌道面とし、
少なくとも前記加工軌道面に、平均粒子径が30〜200μmの球形または略球形の非金属粒子を衝突させることにより、前記非金属粒子を衝突させた部分の表面粗さを0.04〜0.25Raの範囲内とし、且つ前記非金属粒子を衝突させた部分の表面残留応力を−140〜−90MPaの範囲内としたことを特徴とする転動装置。 An outer ring having an outer ring-side rolling element raceway surface on an inner diameter surface, an inner ring having an inner ring-side rolling element raceway surface facing the outer ring-side rolling element raceway surface on an outer diameter surface, and rolling between both rolling element raceway surfaces A plurality of rolling elements loaded in the rolling device,
At least one of the outer ring-side rolling element raceway surface and the inner ring-side rolling element raceway surface is a surface-finished processing raceway surface,
At least the processed orbital surface is collided with spherical or substantially spherical nonmetallic particles having an average particle diameter of 30 to 200 μm, so that the surface roughness of the portion with which the nonmetallic particles collide is 0.04 to 0.25 Ra. And a surface residual stress at a portion where the nonmetallic particles collide with each other is in a range of −140 to −90 MPa.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006260529A JP2008082377A (en) | 2006-09-26 | 2006-09-26 | Rolling device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006260529A JP2008082377A (en) | 2006-09-26 | 2006-09-26 | Rolling device |
Publications (1)
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JP2008082377A true JP2008082377A (en) | 2008-04-10 |
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ID=39353460
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JP (1) | JP2008082377A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017036772A (en) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 本田技研工業株式会社 | Continuously variable transmission |
-
2006
- 2006-09-26 JP JP2006260529A patent/JP2008082377A/en active Pending
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