JP2009074600A - Roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、連続鋳造設備等の熱間処理設備用のロールを支持するために用いられるころ軸受に関する。 The present invention relates to a roller bearing used to support a roll for hot processing equipment such as continuous casting equipment.
連続鋳造機は、複数のロールを有するセグメントを多数配設することで、鋳片の搬送を行う。このセグメントを構成する複数のロールは、その両端に配設された転がり軸受によって回転自在に支持されている。このロールを支持する転がり軸受は、通常、内外輪を軸方向に相対移動させるように作用するロールからのスラスト方向の荷重(スラスト荷重)を逃がすために、自由側には調心輪付ころ軸受が用いられる。一方、固定側には自動調心ころ軸受が用いられる。このうち、固定側に用いられる自動調心ころ軸受は、その機構上、ころと内外輪軌道との周速差によって、いわゆる差動すべりが生じ、剥離摩耗が生じたり、この剥離摩耗に起因して割損が生じたりするおそれがあった。このため、差動すべりが生じずかつ高い負荷容量とすることができる円筒ころ軸受を固定側に用いることが行われている(例えば、特許文献1参照)。 A continuous casting machine conveys a slab by arranging many segments having a plurality of rolls. The plurality of rolls constituting this segment are rotatably supported by rolling bearings disposed at both ends thereof. Rolling bearings that support this roll are usually roller bearings with a centering ring on the free side to release the thrust load (thrust load) from the roll that acts to move the inner and outer rings relative to each other in the axial direction. Is used. On the other hand, spherical roller bearings are used on the fixed side. Of these, the self-aligning roller bearings used on the fixed side have so-called differential slip due to the difference in the peripheral speed between the rollers and the inner and outer ring raceways due to the mechanism, resulting in peeling wear. There was a risk of breakage. For this reason, a cylindrical roller bearing that does not cause differential sliding and can have a high load capacity is used on the fixed side (see, for example, Patent Document 1).
円筒ころ軸受は、通常、内外輪に設けられたつば部によって、円筒ころの軸方向への移動を規制するように構成されており、内外輪を軸方向に相対移動させるように作用するロールからのスラスト荷重は、円筒ころの端面を前記つば部に押圧するように作用する。
一方、上記構成の円筒ころ軸受において、円筒ころの端面と前記つば部とは、転がり接触することなく、すべり接触の状態となるので、当該円筒ころ軸受に対して、ロールからの過大なスラスト荷重が作用したり、潤滑環境が悪化したりすると、すべり接触の状態にある円筒ころ端面とつば部との間における摩擦が増大し、両者の間で、かじりや異常摩耗等の損傷が発生する場合がある。
このようにつば部及び円筒ころに摩耗等の損傷が生じると、それによって生じる摩耗粉が内外輪の軌道面や円筒ころの転動面に介在して当該軌道面等に面荒れが生じ、円筒ころ軸受の寿命を著しく低下させるおそれがあった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、摩耗粉等に起因する寿命低下を効果的に抑制することができるころ軸受を提供することを目的とする。
Cylindrical roller bearings are usually configured to restrict the axial movement of the cylindrical rollers by means of flanges provided on the inner and outer rings, and from rolls that act to move the inner and outer rings relative to each other in the axial direction. The thrust load acts so as to press the end face of the cylindrical roller against the collar portion.
On the other hand, in the cylindrical roller bearing having the above-described configuration, the end surface of the cylindrical roller and the collar portion are in a sliding contact state without rolling contact, and therefore an excessive thrust load from the roll is applied to the cylindrical roller bearing. When friction or the lubrication environment deteriorates, friction between the end surface of the cylindrical roller that is in sliding contact and the collar increases, and damage such as galling or abnormal wear occurs between the two. There is.
When damage such as wear occurs in the collar portion and the cylindrical roller in this way, the wear powder generated thereby intervenes on the raceway surface of the inner and outer rings and the rolling surface of the cylindrical roller, resulting in surface roughness on the raceway surface and the like. There was a risk of significantly reducing the life of the roller bearing.
This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the roller bearing which can suppress the lifetime fall resulting from an abrasion powder etc. effectively.
上記目的を達成するための本発明は、外周に内輪軌道面を有する内輪と、内周に外輪軌道面を有する外輪と、前記両軌道面間に転動自在に介在するとともに前記両軌道面と接する転動面を有する複数のころと、を備えたころ軸受において、前記複数のころは、外周面に前記転動面を有する円筒部と、この円筒部の両端の内の少なくとも一方に前記転動面よりも径方向に突出した球面部と、を有する球面付きころを少なくともその一部に含んでおり、前記内輪外周面及び前記外輪内周面には、前記両軌道面よりも凹むとともに前記球面部が転がり接触する凹状軌道面がそれぞれ形成されていることを特徴としている。 To achieve the above object, the present invention provides an inner ring having an inner ring raceway surface on an outer periphery, an outer ring having an outer ring raceway surface on an inner periphery, and both the raceway surfaces interposed between the both raceway surfaces in a freely rolling manner. In the roller bearing comprising a plurality of rollers having contact rolling surfaces, the plurality of rollers include a cylindrical portion having the rolling surface on an outer peripheral surface and at least one of both ends of the cylindrical portion. A roller with a spherical surface having a spherical portion protruding in a radial direction from the moving surface, at least a part thereof, and the inner ring outer peripheral surface and the outer ring inner peripheral surface are recessed more than the both raceway surfaces and A concave track surface with which the spherical surface portion is in rolling contact with each other is formed.
上記のように構成されたころ軸受によれば、転動面を有する円筒部と、この円筒部の端部に転動面よりも径方向に突出しかつ前記内輪外周面及び前記外輪内周面に形成された凹状軌道面に転がり接触する球面部とを有する球面付きころを備えているので、この球面部と、凹状軌道面との接触によって、内外輪同士の軸方向への相対移動を規制し、内外輪に作用するスラスト方向の荷重を受け止めることができる。また、凹状軌道面を転動する球面部は、凹状軌道面に対して少しのすべり接触を含むが転がり接触するので、上記従来例のような円筒ころ端面とつば部との間のすべり接触と比較して摩擦摩耗を抑制することができる。従って、摩擦摩耗によって生じる摩耗粉を減少させることができるので、摩耗粉に起因する当該ころ軸受の寿命低下を抑制することができる。 According to the roller bearing configured as described above, a cylindrical portion having a rolling surface, and an end portion of the cylindrical portion protrudes in a radial direction from the rolling surface, and is formed on the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring. Since the roller with a spherical surface has a spherical surface that is in rolling contact with the formed concave raceway surface, the relative movement in the axial direction between the inner and outer rings is restricted by the contact between the spherical surface portion and the concave raceway surface. The load in the thrust direction acting on the inner and outer rings can be received. The spherical surface rolling on the concave raceway surface includes a little sliding contact with the concave raceway surface, but is in rolling contact with the sliding contact between the cylindrical roller end surface and the collar portion as in the conventional example. In comparison, frictional wear can be suppressed. Therefore, since wear powder generated by frictional wear can be reduced, it is possible to suppress a decrease in the life of the roller bearing caused by the wear powder.
上記ころ軸受において、前記複数のころは、前記円筒部の両端に前記球面部を有する前記球面付きころと、前記円筒部の外径とほぼ同一の外径の円筒状に形成された円筒ころと、からなり、これら球面付きころと、円筒ころとは、周方向に沿って交互に前記両軌道輪間に配列されているものであってもよい。
この場合、球面付きころは、その両端に球面部を有しているので、より確実にスラスト方向の荷重を受け止めることができる。また、両端に球面部を有している球面付きころは、互いの転動面間を詰めた状態で配列することができないが、本発明のように、球面付きころと、球面部を有さない円筒ころとを周方向に沿って交互に配列することで、各ころ同士の転動面間を詰めて配列することができ、いわゆる総ころ軸受を構成することができる。従って、当該ころ軸受の許容負荷荷重を低下させることなく寿命低下を抑制できる。
In the above roller bearing, the plurality of rollers include the spherical roller having the spherical surface at both ends of the cylindrical portion, and a cylindrical roller formed in a cylindrical shape having an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the cylindrical portion. These spherical rollers and cylindrical rollers may be arranged alternately between the two races along the circumferential direction.
In this case, since the spherical roller has spherical portions at both ends thereof, it can receive the load in the thrust direction more reliably. In addition, spherical rollers having spherical portions at both ends cannot be arranged in a state where the mutual rolling surfaces are close to each other. However, as in the present invention, spherical rollers and spherical portions are provided. By alternately arranging the cylindrical rollers that are not present along the circumferential direction, it is possible to arrange the rolling surfaces of the respective rollers so as to form a so-called full roller bearing. Therefore, it is possible to suppress the life reduction without reducing the allowable load load of the roller bearing.
また、上記ころ軸受において、前記複数のころは、前記円筒部の一方端にのみ前記球面部を有する前記球面付きころからなり、前記球面部が周方向に沿って軸方向に互い違いに配置されるように前記両軌道輪間に配列されていることが好ましい。
この場合、全てのころを、同一の球面付きころで構成することができ、コストの増加を抑制できる。また、球面付きころは、それぞれ球面部が周方向に沿って互い違いとなるように配列されているので、一端部に転動面よりも径方向に突出した球面部を有していても、各ころ同士の転動面間を詰めて配列することができ、総ころ軸受を構成することができる。従って、当該ころ軸受の許容負荷荷重を低下させることなく寿命低下を抑制できる。
Further, in the roller bearing, the plurality of rollers include the spherical roller having the spherical portion only at one end of the cylindrical portion, and the spherical portions are alternately arranged in the axial direction along the circumferential direction. Thus, it is preferable that they are arranged between the two race rings.
In this case, all the rollers can be constituted by the same spherical roller, and an increase in cost can be suppressed. In addition, since the spherical rollers are arranged so that the spherical surface portions are staggered along the circumferential direction, even if each spherical surface portion has a spherical surface protruding in the radial direction from the rolling surface, The rolling surfaces between the rollers can be arranged close together, and a full roller bearing can be configured. Therefore, it is possible to suppress the life reduction without reducing the allowable load load of the roller bearing.
本発明のころ軸受によれば、摩耗粉等に起因する寿命低下を効果的に抑制することができる。 According to the roller bearing of the present invention, it is possible to effectively suppress a decrease in life due to wear powder and the like.
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を連続鋳造機のセグメントを構成するガイドロール用のころ軸受として適用した場合を例示して説明する。図1(a)は、本発明の一実施形態に係るころ軸受を示す断面図である。このころ軸受1は、内周面側に前記ガイドロールのジャーナル部(図示せず)が挿入される内輪2と、内輪2の径方向外側に配置された外輪3と、内輪2と外輪3との間に介在する複数のころ4と、外輪3の外周側に取り付けられた調心輪5とを備えており、いわゆる、調心輪付きころ軸受を構成している。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in the following description, the case where this invention is applied as a roller bearing for guide rolls which comprises the segment of a continuous casting machine is illustrated and demonstrated. Fig.1 (a) is sectional drawing which shows the roller bearing which concerns on one Embodiment of this invention. The roller bearing 1 includes an
図1(b)は、複数のころ4の内輪2外周面上における配置の態様を示した図である。図1(a)及び(b)を参照して、複数のころ4は、軸受鋼等を用いて形成された部材であり、外周面に転動面11aを有する円筒部11、及びこの円筒部11の両端に転動面11aよりも径方向に突出しかつ円筒部11の軸方向中心線又はその延長線上に中心が位置するように形成された球面部12を有する球面付きころ10と、円筒状に形成されて上記球面部12を有さない円筒ころ20とを含んでいる。これら球面付きころ10、及び円筒ころ20は、内外輪2,3の周方向に沿って交互に配列されて、内外輪2,3の間に介在している。
球面付きころ10の円筒部11と、円筒ころ20とは、その外径が互いにほぼ同一である円筒状に形成されており、これら円筒部11と、円筒ころ20とは、後述する内外輪2,3の内輪軌道面2aと、外輪軌道面3aとの間に転動自在に介在している。
また、球面付きころ10の球面部12は、その外面12aが球面状に形成されており、その直径は、円筒ころ20を挟んで互いに隣接する球面部12同士が接触しない寸法に設定されている。このようにすることで、互いに隣接する球面部12同士が接触するのを防止するとともに、その間に位置する円筒ころ20の軸方向への移動を規制することができる。
FIG. 1 (b) is a diagram showing an arrangement of the plurality of
The
Further, the
内輪2は、軸受鋼等を用いて円筒状に形成された環状の部材であり、その外周面には、球面付きころ10の円筒部11の転動面11a及び円筒ころ20の転動面20aが接触し転動する内輪軌道面2aが形成されている。
さらに、内輪2の外周面には、内輪軌道面2aよりも径方向内側に凹む一対の凹状軌道面2bが、内輪軌道面2aの軸方向両端縁に沿って形成されている。この凹状軌道面2bの断面は、球面付きころ10の球面部12の外面12aが転がり接触可能な曲率を有する凹曲面に設定されている。球面付きころ10は、円筒部11が内輪軌道面2aに接触し、球面部12が凹状軌道面2bに接触した状態で内輪2の外周面を転動するように構成されている。
The
Further, a pair of
外輪3は、内輪2と同じく、鋼材、例えば、軸受鋼等を用いて形成された環状の部材であり、その内周面には、球面付きころ10の円筒部11の転動面11a及び円筒ころ20の転動面20aが接触し転動する外輪軌道面3aが形成されている。
さらに、外輪3の内周面には、外輪軌道面3aよりも径方向外側に凹む一対の凹状軌道面3bが、外輪軌道面3aの軸方向両端縁に沿って形成されている。この凹状軌道面3bの断面は、内輪2の凹状軌道面2bと同様、球面付きころ10の球面部12の外面12aが転がり接触可能な曲率を有する凹曲面に設定されている。球面付きころ10は、円筒部11が外輪軌道面3aに接触し、球面部12が凹状軌道面3bを接触した状態で外輪3の内周面を転動するように構成されている。
The
Further, a pair of
以上の構成によって、ころ4(球面付きころ10及び円筒ころ20)は、内外輪2,3間に転動自在に介在しており、本実施形態のころ軸受1の内外輪2,3は、相対回転自在である。
また、外輪3の外周面3cは、凸状の球面に形成されており、調心輪5の内周面5aに接触している。
With the above configuration, the roller 4 (the roller with
The outer
外輪3の外周側に取り付けられた調心輪5は、連続鋳造機のセグメントに設けられたころ軸受1を保持するためのハウジング(図示せず)に内嵌される。調心輪5の内周面5aは、外輪3の外周面3cに対応した凹状の球面に形成されており、外周面3cに対して相対揺動可能とされている。これにより、調心輪5は、内外輪2,3を傾動可能に保持しており、内輪2に挿入される前記ジャーナル部の軸心と前記ハウジングの軸心との僅かなずれを許容することができる。
The aligning ring 5 attached to the outer peripheral side of the
図2は、調心輪5を除いた状態のころ軸受1の側面図である。外輪3は、図に示すように、径方向に二つに分割された第一の外輪部材6及び第二の外輪部材7からなり、これらを組み合わせることで、環状に構成されている。内外輪2,3間に介在している球面付きころ10は、内外輪軌道面2a,3aに接触転動する円筒部11を有するとともに、この内外輪軌道面2a,3aそれぞれの軸方向両端縁に形成された一対の凹状軌道面2b,3bに接触する球面部12をその両端に有しているので、この球面付きころ10は、内外輪2,3に対する軸方向への移動が規制されるとともに、内外輪2,3同士の軸方向への相対移動も規制する。このため、例えば、外輪3が円環状に一体に形成されていると、内外輪2,3間にころ4(球面付きころ10及び円筒ころ20)を配置することができない。この点、本実施形態では、上述のように、外輪3を二つに分割して構成することで、内外輪2,3間にころ4を配置可能とし、ころ軸受1として組み立て可能としている。
FIG. 2 is a side view of the roller bearing 1 with the aligning ring 5 removed. As shown in the drawing, the
上記のように構成された本実施形態によるころ軸受1によれば、転動面を有する円筒部11と、この円筒部11の端部に転動面11aよりも径方向に突出しかつ内輪2の外周面及び外輪3の内周面に形成された凹状軌道面2b,3bに少しのすべり接触を含むが転がり接触する球面部12とを有する球面付きころ10を備えているので、この球面部12と、凹状軌道面2b,3bとの接触によって、内外輪2,3同士の軸方向への相対移動を規制し、内外輪2,3に作用するスラスト方向の荷重を受け止めることができる。また、凹状軌道面2b,3bを転動する球面部12は、凹状軌道面2b,3bに対して少しのすべり接触を含むが転がり接触するので、上記従来例のような円筒ころ端面とつば部との間のすべり接触と比較して摩擦摩耗を抑制することができる。従って、摩擦摩耗によって生じる摩耗粉を減少させることができるので、摩耗粉に起因する当該ころ軸受1の寿命低下を抑制することができる。
According to the roller bearing 1 according to the present embodiment configured as described above, the
また、本実施形態において、球面付きころ10は、その両端に球面部12を有しているので、より確実にスラスト方向の荷重を受け止めることができる。また、両端に球面部12を有している球面付きころ10は、互いの転動面11a間を詰めた状態で配列することができないが、本発明のように、球面付きころ10と、球面部を有さない円筒ころ20とを周方向に沿って交互に配列することで、各ころ同士の転動面間を詰めて配列することができ、いわゆる総ころ軸受を構成することができる。従って、当該ころ軸受1の許容負荷荷重を低下させることなく寿命低下を抑制できる。
Moreover, in this embodiment, since the
図3は、本発明の第二の実施形態に係るころ軸受1が有するころの内輪2外周面上における配置の態様を示した図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、全てのころ4について、円筒部11の一方端にのみ球面部12を有する球面付きころ10を用いている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。
FIG. 3 is a view showing an arrangement of rollers on the outer peripheral surface of the
本実施形態の球面付きころ10は、上述のように、円筒部11の一方端のみに球面部12を有しており、この球面部12の軸方向における位置が、内外輪2,3の周方向に沿って互い違いに配置されるように内外輪2,3間に配列されて転動自在に介在している。
ころ軸受1は、上記のように球面付きころ10を配列することで、転動面11aを両軌道面2a,3aに接触転動させつつ、球面部12の外面12aを両凹状軌道面2b,3bに接触転動させることができる。
As described above, the
In the roller bearing 1, by arranging the
この場合、全てのころ4を、同一形状とされた球面付きころ10で構成することができ、コストの増加を抑制できる。また、球面付きころ10は、それぞれ球面部12が周方向に沿って互い違いとなるように配列されているので、一端部に転動面11aよりも径方向に突出した球面部12を有していても、各ころ同士の転動面11a間を詰めて配列することができ、総ころ軸受を構成することができる。従って、当該ころ軸受1の許容負荷荷重を低下させることなく寿命低下を抑制できる。
In this case, all the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態では、凹状軌道面2b,3bの断面形状は、球面付きころ10の球面部12の外面12aが転がり接触可能な曲率を有する凹曲面に設定したが、例えば、図4(a)に示すように、断面V字型に凹む凹状軌道面としてもよい。この凹状軌道面2b,3bの断面形状は、球面付きころ10の球面部12に対して、4点で接触するように形成されている。このとき、各接触点における、両凹状軌道面2b,3bと、球面部12との接触面の法線は、当該ころ軸受1の軸方向に対して交差するので、球面部12と両凹状軌道面2b,3bとは、少しのすべり接触を含むが転がり接触する。
このように、球面部12と、両凹状軌道面2b,3bとを点接触とすることで、これらが転がり接触することによる転がり抵抗を減少させることができ、当該ころ軸受1全体としての回転抵抗が増加するのを防止できる。
The present invention is not limited to the above embodiment. In each of the embodiments described above, the cross-sectional shape of the
Thus, by making the
また、上記第一の実施形態に係るころ軸受1のように、両端の球面部12を有する球面付きころ10を用いた場合、図4(b)に示すように、内外輪軌道面2a,3aと、凹状軌道面2b,3bとの間に、それぞれ両面を滑らかに曲面で繋ぐ環状のぬすみ部8が形成されていてもよい。このぬすみ部8は、球面部12外面12aにおける円筒部11側半分の面が凹状軌道面2b,3bに接触しないように形成されている。この場合においても、球面部12と、両凹状軌道面2b,3bとが転がり接触することによる転がり抵抗を減少させることができ、当該ころ軸受1全体としての回転抵抗が増加するのを防止できる。
また、上記実施形態では、調心輪付きのころ軸受について本発明を適用した場合を例示したが、本発明は、図4に示すように、調心輪を有さないころ軸受についても適用することができる。
Further, when the
Moreover, although the case where this invention was applied about the roller bearing with a centering ring was illustrated in the said embodiment, this invention is applied also to the roller bearing which does not have a centering ring, as shown in FIG. be able to.
1 ころ軸受
2 内輪
2a 内輪軌道面
2b 凹状軌道面
3 外輪
3a 外輪軌道面
3b 凹状軌道面
4 ころ
10 球面付きころ
11 円筒部
11a 転動面
12 球面部
20 円筒ころ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
内周に外輪軌道面を有する外輪と、
前記両軌道面間に転動自在に介在するとともに前記両軌道面と接する転動面を有する複数のころと、を備えたころ軸受において、
前記複数のころは、外周面に前記転動面を有する円筒部と、この円筒部の両端の内の少なくとも一方に前記転動面よりも径方向に突出した球面部と、を有する球面付きころを少なくともその一部に含んでおり、
前記内輪外周面及び前記外輪内周面には、前記両軌道面よりも凹むとともに前記球面部が転がり接触する凹状軌道面がそれぞれ形成されていることを特徴とするころ軸受。 An inner ring having an inner ring raceway surface on the outer periphery;
An outer ring having an outer ring raceway surface on the inner periphery;
In a roller bearing comprising: a plurality of rollers having a rolling surface that is movably interposed between the both raceway surfaces and is in contact with the both raceway surfaces;
The plurality of rollers includes a spherical roller having a cylindrical portion having the rolling surface on an outer peripheral surface, and a spherical portion protruding in a radial direction from the rolling surface at least one of both ends of the cylindrical portion. At least part of it,
2. A roller bearing according to claim 1, wherein a concave raceway surface is formed on the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring.
これら球面付きころと、円筒ころとは、周方向に沿って交互に前記両軌道輪間に配列されている請求項1に記載のころ軸受。 The plurality of rollers include the spherical roller having the spherical surface at both ends of the cylindrical portion, and a cylindrical roller formed in a cylindrical shape having an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the cylindrical portion,
2. The roller bearing according to claim 1, wherein the spherical roller and the cylindrical roller are alternately arranged between the two race rings along a circumferential direction.
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