JP2010014473A - Detection method of detecting temporal change generated when contact fatigue damage is generated - Google Patents

Detection method of detecting temporal change generated when contact fatigue damage is generated Download PDF

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幸生 松原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that data obtained by comparing signals output from a component in which damage is generated in advance and a component without damage are used as an index indicating the occurrence of contact fatigue damage, because it takes time to detect the change point, i.e. a signal indicating the change, generated in the component at the moment of the occurrence of contact fatigue damage in the component having a contact part regarding power transmission of a motor vehicle or the like. <P>SOLUTION: After hydrogen is charged into the component, rolling contact fatigue test is performed with conditions similar to the actual use conditions of the component, and the temporal change of the signal arising from the component is detected. Thus, the change point, i.e. the signal indicating the change, generated in the component at the moment of the occurrence of contact fatigue damage is precisely detected more efficiently in a shorter time than in a case in which hydrogen is not charged into the component. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、接触疲労損傷が発生する状態を経時的に検出する検出方法に関するものであり、より特定的には、動力伝達などに関わる接触部位を有する部品で接触疲労損傷の発生に伴って起こる物理量の変化を表わす信号を高精度に検出する検出方法に関するものである。   The present invention relates to a detection method for detecting a state in which contact fatigue damage occurs over time, and more specifically, it occurs with the occurrence of contact fatigue damage in a part having a contact site related to power transmission or the like. The present invention relates to a detection method for detecting a signal representing a change in physical quantity with high accuracy.

自動車の動力伝達などに関わる接触部位を有する部品、たとえば転がり軸受、等速自在継手、ギヤ、ボールねじ、リニアガイドなどの部品は、継続使用すると、自動車の走行や旋回などにより繰り返し接触を受ける。そのため、接触疲労損傷が起きることがあり、それにより機能不全に陥ることがある。特に最近では、自動車の低燃費化の要求がますます強まっており、それに対応するため、部品の小型軽量化が行なわれている。小型軽量化により、部品の伝達するトルクが相対的に高まっているので、部品に負荷される荷重が増大し、部品はより過酷な条件で使用されるようになってきている。その結果、接触疲労損傷が起きる頻度が増す状況にある。したがって、接触疲労損傷を抑制するために耐性を向上させることが重要である。   Parts having contact parts related to power transmission of automobiles, for example, rolling bearings, constant velocity universal joints, gears, ball screws, linear guides, etc., are repeatedly contacted by running or turning of the automobile when continuously used. As a result, contact fatigue damage can occur, which can lead to malfunction. Recently, in particular, there has been an increasing demand for reduction in fuel consumption of automobiles, and in order to meet this demand, parts have been reduced in size and weight. With the reduction in size and weight, the torque transmitted by the component is relatively increased, so that the load applied to the component is increased, and the component is used under more severe conditions. As a result, the frequency of contact fatigue damage is increasing. Therefore, it is important to improve resistance in order to suppress contact fatigue damage.

接触疲労損傷を抑制するための耐性を向上させるためには、たとえば設計変更や材料変更などを行なう。そして、設計変更や材料変更を行なった結果の有効性を詳細に検証するためには、設計変更や材料変更を行なった部品の試作品を実際の使用条件で継続的に使用し、接触疲労損傷を起こさせてその損傷が起こる瞬間に部品において起こる変化、すなわち物理量の変化を表わす信号を高精度に検出する必要がある。このようにして検出された、損傷が起こる瞬間の変化を表わす信号のデータには、たとえば損傷の起こり方や部品の寿命などに関連する、多くの有益な情報が含まれている。このため、この信号のデータは、以後の接触疲労損傷の試験を行なう際に、接触疲労損傷が起こったことを示す指標として用いることができる。   In order to improve the resistance for suppressing contact fatigue damage, for example, a design change or a material change is performed. In order to verify the effectiveness of the results of design changes and material changes in detail, the prototypes of parts that have undergone design changes and material changes are continuously used under actual usage conditions, and contact fatigue damage Therefore, it is necessary to detect with high accuracy a signal representing a change that occurs in a part at the moment when the damage occurs, that is, a change in physical quantity. The signal data representing the change at the moment when damage occurs, thus detected, contains a lot of useful information related to, for example, how damage occurs and the life of parts. For this reason, the data of this signal can be used as an index indicating that the contact fatigue damage has occurred in the subsequent contact fatigue damage test.

従来より、接触疲労損傷の診断方法については種々の方法が提案されている。たとえば特開2007−285874号公報(特許文献1)には、あらかじめ複列円すいころ軸受の外輪軌道面に欠陥を施したものに対して、実際の使用条件で使用したときの音や振動などの信号を検出し、欠陥を有さない複列円すいころ軸受を実際の使用条件で使用したときの信号と比較することにより、欠陥の有無を検出するという方法が開示されている。
特開2007−285874号公報
Conventionally, various methods for diagnosing contact fatigue damage have been proposed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-285874 (Patent Document 1), a sound or vibration when the outer ring raceway surface of a double-row tapered roller bearing has been subjected to defects under actual use conditions is disclosed. A method of detecting the presence or absence of a defect by detecting a signal and comparing it with a signal when a double-row tapered roller bearing having no defect is used under actual use conditions is disclosed.
JP 2007-285874 A

上述した従来の診断方法では、損傷が起こる瞬間の変化を表わす信号を検出しているわけではない。そのため、検出された信号に含まれる情報量などの有用性は、損傷が起こる瞬間の変化を表わす信号に比べて劣る。すなわち、あらかじめ欠陥を施した部品と、欠陥を有さない部品との振動の信号を比較する従来の検出方法では不十分であり、部品に損傷が起こる瞬間の変化を表わす信号を検出することが重要であると考えられる。しかし、実際の使用条件で使用した場合、接触疲労損傷を起こすのに長時間を要する。このため、接触疲労損傷が起こる瞬間の変化を表わす信号を検出するには長時間を要する。   The conventional diagnostic method described above does not detect a signal representing a change at the moment when damage occurs. Therefore, usefulness such as the amount of information included in the detected signal is inferior to a signal representing a change at the moment when damage occurs. In other words, conventional detection methods that compare vibration signals between parts that have been previously defective and parts that do not have defects are insufficient, and it is possible to detect signals that represent changes at the moment when the parts are damaged. It is considered important. However, when used under actual usage conditions, it takes a long time to cause contact fatigue damage. For this reason, it takes a long time to detect a signal representing a change at the moment when contact fatigue damage occurs.

本発明は、上述した問題に鑑みなされたものである。その目的は、実際の使用条件に近い条件の下で、動力伝達などに関わる接触部位を有する部品を使用し、短時間で接触疲労損傷を起こさせることによって、当該接触疲労損傷が起こる瞬間に発生する、変化を表わ
す信号を高精度に検出する検出方法を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-described problems. The purpose is to generate contact fatigue damage at a moment when the contact fatigue damage occurs in a short time by using a part that has a contact part related to power transmission under conditions close to actual use conditions. Another object of the present invention is to provide a detection method for detecting a signal representing a change with high accuracy.

本発明における検出方法は、鋼製部品の台上試験において、接触疲労損傷を発生したときに起こる経時変化を検出する検出方法である。そしてその検出方法は、鋼製部品に水素をチャージする工程と、水素をチャージした鋼製部品が、接触疲労損傷を発生する過程において出力される信号を検出する工程とを備える。   The detection method in the present invention is a detection method for detecting a change over time that occurs when contact fatigue damage occurs in a bench test of a steel part. The detection method includes a step of charging a steel part with hydrogen and a step of detecting a signal output in a process in which the steel part charged with hydrogen generates contact fatigue damage.

具体的には、自動車の動力伝達などに関わる接触部位を有する部品、たとえば転がり軸受、等速自在継手、ギヤ、ボールねじ、リニアガイドなどの部品と同一の材質にて形成された鋼製部品を試験用部品として準備する。そしてこの試験用部品としての鋼製部品に水素を含有させる(水素をチャージする)。このように鋼製部品を使用する前に当該鋼製部品に水素を含有させることにより、水素の影響で部品の材料が劣化するため、台上試験において短時間で接触疲労損傷を発生させることができる。その上で、鋼製部品を実際の使用条件で継続的に使用する。継続的に使用している際に、鋼製部品から出力される、たとえば音や温度などの信号の経時変化を検出して記録する。すると、鋼製部品が接触疲労損傷を発生する瞬間に部品において変化、すなわち物理量の変化を表わす信号が出力されるので、この変化を表わす信号を高精度に検出することができる。   Specifically, steel parts made of the same material as parts that have contact parts related to power transmission of automobiles, such as rolling bearings, constant velocity universal joints, gears, ball screws, linear guides, etc. Prepare as test parts. Then, hydrogen is contained (charged with hydrogen) in the steel part as the test part. By including hydrogen in the steel part before using the steel part in this way, the material of the part deteriorates due to the influence of hydrogen, so contact fatigue damage can occur in a short time in a bench test. it can. In addition, the steel parts are continuously used under actual use conditions. During continuous use, it detects and records changes over time in signals such as sound and temperature output from steel parts. Then, since a signal representing a change in the part, that is, a change in physical quantity, is output at the moment when the steel part causes contact fatigue damage, the signal representing this change can be detected with high accuracy.

本発明における検出方法では、鋼製部品に水素をチャージする方法において、電気分解を行なうことができる。たとえば、希硫酸水溶液に、触媒毒としてのチオ尿素を添加した溶液中にて、電気分解を行なう方法がある。または、たとえば塩化ナトリウム水溶液に、触媒毒としてのチオシアン酸アンモニウムを添加した溶液中にて、電気分解を行なってもよい。水酸化ナトリウム水溶液に、触媒毒としての硫化ナトリウム九水和物を添加した溶液中にて、電気分解を行なってもよい。電気分解を行なうことにより、鋼製部品に水素をチャージすることができる。   According to the detection method of the present invention, electrolysis can be performed in a method of charging a steel part with hydrogen. For example, there is a method of performing electrolysis in a solution obtained by adding thiourea as a catalyst poison to a dilute sulfuric acid aqueous solution. Alternatively, for example, electrolysis may be performed in a solution obtained by adding ammonium thiocyanate as a catalyst poison to a sodium chloride aqueous solution. Electrolysis may be performed in a solution obtained by adding sodium sulfide nonahydrate as a catalyst poison to an aqueous sodium hydroxide solution. By performing the electrolysis, the steel parts can be charged with hydrogen.

本発明における検出方法では、鋼製部品に水素をチャージする工程において、電気分解の代わりに、たとえばチオシアン酸アンモニウム水溶液中に浸漬することにより、鋼製部品に水素をチャージするという方法を用いてもよい。この方法を用いることにより、電気分解を行なう方法よりもさらに簡易に安価で、鋼製部品に水素をチャージすることができる。   In the detection method of the present invention, in the step of charging the steel part with hydrogen, instead of electrolysis, for example, a method of charging the steel part with hydrogen by immersing in an aqueous solution of ammonium thiocyanate may be used. Good. By using this method, it is possible to charge steel parts with hydrogen more easily and cheaply than the method of performing electrolysis.

本発明によれば、短時間で接触疲労損傷を起こすことができるとともに、当該接触疲労損傷が起こる瞬間に発生する、変化を表わす信号を高精度に検出できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to raise | generate contact fatigue damage in a short time, the signal showing the change which generate | occur | produces in the moment when the said contact fatigue damage occurs can be detected with high precision.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態が説明される。なお、各実施の形態において、同一の機能を果たす部位には同一の参照符号が付されており、その説明は、特に必要がなければ、繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated unless particularly necessary.

図1は、本発明の実施の形態における検出方法の工程の手順を示すフローチャートである。本発明は、自動車の動力伝達などに関わる接触部位を有する部品、たとえば転がり軸受、等速自在継手、ギヤ、ボールねじ、リニアガイドなどの部品を継続使用したときに、繰り返し接触を受けることにより部品に接触疲労損傷が起こる瞬間に発生する、変化を表わす信号(接触疲労損傷の発生状態の経時変化)を高精度に検出する方法を提供するものである。その工程について以下に概略を説明すると、図1に示すように、まず、試験用部品を準備する工程(S10)を実施する。具体的には、自動車の動力伝達などに関わる接触部位を有する部品、たとえば転がり軸受、等速自在継手、ギヤ、ボールねじ、リニアガ
イドなどの部品と同一の材質にて形成された鋼製部品を、台上試験を行なう試験用部品として準備する工程である。試験用部品の形状は、試験の方法に応じて適宜決定される。
FIG. 1 is a flowchart showing the steps of the detection method in the embodiment of the present invention. The present invention relates to parts having contact parts related to power transmission of automobiles, such as rolling bearings, constant velocity universal joints, gears, ball screws, linear guides, etc., by receiving repeated contact when the parts are continuously used. The present invention provides a method for detecting a signal (change in the occurrence state of contact fatigue damage with time), which is generated at the moment when contact fatigue damage occurs, with high accuracy. The outline of the process will be described below. First, as shown in FIG. 1, a process of preparing test parts (S10) is performed. Specifically, steel parts made of the same material as parts that have contact parts related to power transmission of automobiles, such as rolling bearings, constant velocity universal joints, gears, ball screws, linear guides, etc. This is a step of preparing as a test part for performing a bench test. The shape of the test part is appropriately determined according to the test method.

次に、水素をチャージする工程(S20)を実施する。具体的には、工程(S10)にて準備した試験用部品に、たとえば電気分解を行なうことにより、水素をチャージする工程である。   Next, a step of charging hydrogen (S20) is performed. Specifically, it is a step of charging hydrogen, for example, by performing electrolysis on the test part prepared in step (S10).

そして、継続使用する工程(S30)を実施する。具体的には、上述したたとえば転がり軸受、等速自在継手、ギヤ、ボールねじ、リニアガイドなどの部品が使用される条件とほぼ同一の条件にて、水素をチャージした試験用部品に対して継続的に負荷を与える工程である。この継続使用を行ないながら、信号を検出する工程(S31)を実施することにより、継続的に使用している最中に、鋼製部品から出力される、たとえば音や温度などの信号の経時変化を検出して記録する工程を実施する。すると、水素をチャージした鋼製部品である試験用部品は、水素の影響でその材料が劣化しているために、通常よりも短時間で試験用部品において接触疲労損傷を起こすことができる。なお、水素をチャージすることにより、通常よりも短時間で接触疲労損傷を起こすことができるが、損傷の起こり方は通常の場合と変わらない。したがって、水素をチャージすることにより、通常よりも短時間で、試験用部品が接触疲労損傷を発生する瞬間に出力される、変化を表わす信号を正確に再現することができる。   And the process (S30) to continue using is implemented. Specifically, for test parts charged with hydrogen under the same conditions as those described above, for example, rolling bearings, constant velocity universal joints, gears, ball screws, linear guides, etc. It is a process to give a load. By performing the signal detection step (S31) while performing this continuous use, the time-dependent change in signals such as sound and temperature output from the steel parts during continuous use A step of detecting and recording the error is performed. Then, since the material of the test part which is a steel part charged with hydrogen is deteriorated due to the influence of hydrogen, contact fatigue damage can be caused in the test part in a shorter time than usual. In addition, by charging hydrogen, contact fatigue damage can be caused in a shorter time than usual, but the manner of damage is not different from the normal case. Therefore, by charging with hydrogen, it is possible to accurately reproduce a signal representing a change that is output at the moment when the test component causes contact fatigue damage in a shorter time than usual.

なお、工程(S20)と工程(S21)とは同時に開始してもよいし、工程(S20)を開始して一定の時間が経過した後に工程(S21)を開始してもよい。または、検出方法によっては、工程(S20)と工程(S21)とを複数回繰り返してもよい。また、工程(S30)を行ないながら工程(S31)を行なうことにより、試験用部品が接触疲労損傷を発生する瞬間に出力される、変化を表わす信号を高精度に検出することができる。以下、以上に述べた各工程について、より詳細に説明する。   In addition, a process (S20) and a process (S21) may be started simultaneously, and a process (S21) may be started after a fixed time passes after starting a process (S20). Alternatively, depending on the detection method, the step (S20) and the step (S21) may be repeated a plurality of times. Further, by performing the step (S31) while performing the step (S30), it is possible to detect the signal representing the change output at the moment when the test part generates the contact fatigue damage with high accuracy. Hereinafter, each process described above will be described in more detail.

試験用部品を準備する工程(S10)においては、上述のように、自動車の動力伝達などに関わる接触部位を有する部品と同一の材質にて形成された鋼製部品を試験用部品として準備する。ただし、水素をチャージすることにより劣化する材料を用いることが好ましく、たとえば、JIS−SUJ2、JIS−SCr420、JIS−S53Cなどを試験用部品の材料として使用し、ずぶ焼入れ、浸炭焼入れ、もしくは高周波焼入れを施す。   In the step of preparing a test part (S10), as described above, a steel part formed of the same material as a part having a contact part related to power transmission of an automobile is prepared as a test part. However, it is preferable to use a material that deteriorates when charged with hydrogen. For example, JIS-SUJ2, JIS-SCr420, JIS-S53C, etc. are used as materials for test parts, and it is submerged, carburized, or induction-hardened. Apply.

図2は、本発明の実施の形態における試験用部品の形状を示す概略図である。この、本発明の台上試験において用いる試験用部品を、たとえば自動車の車輪に使用される転がり軸受の外輪と内輪との間に位置する転動体としての玉を構成する材料により作成する場合を考える。この場合、当該玉は自動車の走行や旋回などの駆動状況に応じて繰り返し接触を受けるため、試験用部品も同様の負荷を受けるような試験を行なうことが好ましい。そのため、当該試験用部品の形状はそのような繰り返し接触などを実施できる試験に用いる試験片の形状を有することが好ましい。したがって、試験用部品として図2に示すような構成の部品を準備する。つまり、図2に示すように、たとえば円筒形の試験用部品1の長軸の外側に、円筒形の試験用部品1よりも半径の大きい、円筒形で中空の試験用部品2を嵌合させる。円筒形の試験用部品1に中空の試験用部品2を嵌合させたものを、次に述べる図3のように、同一のものを2台準備し、一方を駆動側試験用部品3、他方を従動側試験用部品4とする。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the shape of the test part in the embodiment of the present invention. Consider a case where the test parts used in the bench test of the present invention are made of, for example, a material constituting a ball as a rolling element located between an outer ring and an inner ring of a rolling bearing used for an automobile wheel. . In this case, since the balls are repeatedly contacted according to driving conditions such as traveling and turning of the automobile, it is preferable to perform a test so that the test components are subjected to the same load. Therefore, it is preferable that the shape of the test part has the shape of a test piece used for a test capable of performing such repeated contact. Therefore, a part having a configuration as shown in FIG. 2 is prepared as a test part. That is, as shown in FIG. 2, for example, a cylindrical and hollow test part 2 having a larger radius than the cylindrical test part 1 is fitted to the outside of the long axis of the cylindrical test part 1. . As shown in FIG. 3 to be described below, two identical parts are prepared by fitting a hollow test part 2 to a cylindrical test part 1 and one side is a driving side test part 3 and the other side is the other side. Is a driven-side test part 4.

図3は、駆動側と従動側との試験用部品を、互いに接触させた状態で回転により駆動させた状態を示す概略図である。2台準備した駆動側試験用部品3と従動側試験用部品4とを図3に示すように長軸方向を軸として回転させた際に互いに常時接触させることを可能とするため、駆動側試験用部品3と従動側試験用部品4とのそれぞれの中空の試験用部品
2の外周面を接触させる。すると、駆動側試験用部品3の中空の試験用部品2の径方向の外側表面と、従動側試験用部品4の中空の試験用部品2の径方向の外側表面とを、常時互いに接触させることができる。
FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the test parts on the driving side and the driven side are driven by rotation while being in contact with each other. In order to allow the two drive side test parts 3 and the driven side test parts 4 that have been prepared to always come into contact with each other when rotated about the major axis direction as shown in FIG. The outer peripheral surfaces of the hollow test components 2 of the test component 3 and the driven test component 4 are brought into contact with each other. Then, the radial outer surface of the hollow test component 2 of the driving side test component 3 and the radial outer surface of the hollow test component 2 of the driven side test component 4 are always brought into contact with each other. Can do.

なお、上述した試験用部品の大きさとしては、駆動側試験用部品3、従動側試験用部品4ともに、たとえば円筒形の試験用部品1の底面をなす円形の半径が20mm、中空の試験用部品2の底面をなす円形の外側の半径が60mmとなるように準備すればよい。   As for the size of the test parts described above, the drive side test part 3 and the driven side test part 4 have a circular radius of 20 mm, for example, which forms the bottom surface of the cylindrical test part 1, and are for hollow test use. What is necessary is just to prepare so that the radius of the circular outer side which makes the bottom face of the component 2 may be set to 60 mm.

次に、水素をチャージする工程(S20)を実施する。これは、上述したように、工程(S10)にて準備した試験用部品に、たとえば電気分解を行なうことにより、水素をチャージする工程である。図4は、電気分解により、試験用部品に水素をチャージする状態を示す概略図である。図4に示すように、たとえば理科実験用のビーカーなどの容器を溶液で満たし、その溶液の内部に陽極と陰極とを用意する。陽極にはたとえば白金電極を、そして陰極にはたとえば駆動側試験用部品3の中空の試験用部品2を用いる。上述のような試験を行なう場合には、中空の試験用部品2同士が互いに接触するため、中空の試験用部品2に水素をチャージすることが好ましい。駆動側試験用部品3の中空の試験用部品2のみに水素をチャージしてもよいし、駆動側試験用部品3および従動側試験用部品4の両方の中空の試験用部品2に水素をチャージしてもよい。   Next, a step of charging hydrogen (S20) is performed. As described above, this is a step of charging hydrogen by, for example, performing electrolysis on the test component prepared in step (S10). FIG. 4 is a schematic view showing a state in which hydrogen is charged to the test component by electrolysis. As shown in FIG. 4, a vessel such as a beaker for scientific experiments is filled with a solution, and an anode and a cathode are prepared inside the solution. For example, a platinum electrode is used for the anode, and a hollow test component 2 of the drive side test component 3 is used for the cathode, for example. When the test as described above is performed, the hollow test components 2 are in contact with each other, and therefore it is preferable to charge the hollow test components 2 with hydrogen. Hydrogen may be charged only to the hollow test part 2 of the drive side test part 3, or hydrogen may be charged to both the drive side test part 3 and the driven side test part 4. May be.

図4の容器を満たす溶液5としては、たとえば、希硫酸水溶液に、チオ尿素を添加した溶液を用いる。この場合、希硫酸の濃度を0.05mol/L程度の、より具体的には0.04mol/L以上0.06mol/L以下の濃度に調整することが好ましい。このように酸性の水溶液を用いると、中空の試験用部品2に水素をチャージさせる効率がよくなる。チオ尿素は触媒毒であり、さらに水素チャージの効率を上げるために用いられるものである。水素チャージの効率を最大限に上げるためには、チオ尿素を添加する濃度は、1.2g/L以上1.4g/L以下とすることが好ましい。なお、触媒毒とは、水素チャージの最中に、中空の試験用部品2を形成する鋼の表面に原子状水素が吸着して鋼の内部に侵入する過程における活性化エネルギーを下げる触媒作用を有する物質のことである。なお、チオ尿素の濃度範囲の下限を1.2g/Lとしたのは、それよりも少ないと効率が低下するという理由による。また、チオ尿素の濃度範囲の上限を1.4g/Lとしたのは、それより多くしても効率が上がらないという理由による。   As the solution 5 that fills the container of FIG. 4, for example, a solution obtained by adding thiourea to a dilute sulfuric acid aqueous solution is used. In this case, the concentration of dilute sulfuric acid is preferably adjusted to a concentration of about 0.05 mol / L, more specifically 0.04 mol / L or more and 0.06 mol / L or less. When an acidic aqueous solution is used in this way, the efficiency of charging the hollow test component 2 with hydrogen is improved. Thiourea is a catalyst poison and is used to increase the efficiency of hydrogen charging. In order to maximize the efficiency of hydrogen charging, the concentration of thiourea added is preferably 1.2 g / L or more and 1.4 g / L or less. The catalyst poison is a catalytic action that lowers the activation energy in the process of atomic hydrogen adsorbing on the surface of the steel forming the hollow test part 2 and entering the steel during hydrogen charging. It is a substance that you have. The reason why the lower limit of the thiourea concentration range is set to 1.2 g / L is that the efficiency is lowered if the concentration is lower than that. The reason why the upper limit of the thiourea concentration range is set to 1.4 g / L is that the efficiency does not increase even if the concentration is increased beyond that.

ところで、上述したような酸性水溶液中で水素をチャージすると、中空の試験用部品2の表面が薄い腐食生成物により覆われるため、水素をチャージした後、中空の試験用部品2の表面に再ラッピングを施して面粗さを改善することが好ましい。   By the way, when hydrogen is charged in the acidic aqueous solution as described above, the surface of the hollow test component 2 is covered with a thin corrosion product, so that after hydrogen is charged, the surface of the hollow test component 2 is rewrapped. It is preferable to improve the surface roughness.

なお、電気分解を行なうために上述した酸性水溶液を用いる代わりに、たとえば塩化ナトリウム水溶液を用いてもよい。この場合、塩化ナトリウムの濃度を3質量%程度の、より具体的には2質量%以上4質量%以下の濃度に調整することが好ましい。塩化ナトリウム水溶液を用いる場合は、水素チャージの効率を上げるために用いる触媒毒として、たとえばチオシアン酸アンモニウムを用いることができる。水素チャージの効率を最大限に上げるためには、チオシアン酸アンモニウムを添加する濃度は、2.5g/L以上3g/L以下とすることが好ましい。なお、チオシアン酸アンモニウムの濃度範囲の下限を2.5g/Lとしたのは、それよりも少ないと効率が低下するという理由による。また、チオシアン酸アンモニウムの濃度範囲の上限を3g/Lとしたのは、それより多くしても効率が上がらないという理由による。また、チオシアン酸アンモニウムの濃度範囲としては、より好ましくは2.8g/L以上3.0g/L以下とすることができる。このようにすれば、より安定した水素チャージができるという効果が得られる。   Instead of using the acidic aqueous solution described above for performing electrolysis, for example, a sodium chloride aqueous solution may be used. In this case, it is preferable to adjust the concentration of sodium chloride to a concentration of about 3% by mass, more specifically 2% by mass to 4% by mass. When using a sodium chloride aqueous solution, for example, ammonium thiocyanate can be used as a catalyst poison used to increase the efficiency of hydrogen charging. In order to maximize the efficiency of hydrogen charging, the concentration at which ammonium thiocyanate is added is preferably 2.5 g / L or more and 3 g / L or less. The reason why the lower limit of the ammonium thiocyanate concentration range is set to 2.5 g / L is that if the concentration is lower than that, the efficiency decreases. Moreover, the reason why the upper limit of the ammonium thiocyanate concentration range is 3 g / L is that the efficiency does not increase even if the concentration is increased. Further, the concentration range of ammonium thiocyanate is more preferably 2.8 g / L or more and 3.0 g / L or less. In this way, it is possible to obtain an effect that more stable hydrogen charging can be performed.

塩化ナトリウム水溶液中で水素をチャージすると、中空の試験用部品2の表面が薄い腐
食生成物に覆われることがあるため、水素をチャージした後、中空の試験用部品2の表面に再ラッピングを施して面粗さを改善することがさらに好ましい。
When hydrogen is charged in an aqueous sodium chloride solution, the surface of the hollow test part 2 may be covered with a thin corrosion product. Therefore, after hydrogen is charged, the surface of the hollow test part 2 is re-wrapped. It is further preferable to improve the surface roughness.

また、電気分解にはアルカリ性水溶液、たとえば水酸化ナトリウム水溶液を用いることもできる。この場合は、水酸化ナトリウムの濃度を1mol/L程度の、より具体的には0.8mol/L以上1.2mol/L以下の濃度に調整することが好ましい。水酸化ナトリウム水溶液を用いる場合は、水素チャージの効率を上げるために用いる触媒毒として、たとえば硫化ナトリウム九水和物を用いることができる。水素チャージの効率を最大限に上げるためには、硫化ナトリウム九水和物を添加する濃度は、0.8g/L以上1g/L以下とすることが好ましい。なお、硫化ナトリウム九水和物の濃度範囲の下限を0.8g/Lとしたのは、それよりも少ないと効率が低下するという理由による。また、硫化ナトリウム九水和物の濃度範囲の上限を1g/Lとしたのは、それより多くしても効率が上がらないという理由による。なお、アルカリ性の水酸化ナトリウム水溶液を用いて電気分解を行なった場合には、水素をチャージした後、中空の試験用部品2の表面に腐食生成物は生成されない。   Further, an alkaline aqueous solution, for example, a sodium hydroxide aqueous solution can be used for the electrolysis. In this case, it is preferable to adjust the concentration of sodium hydroxide to about 1 mol / L, more specifically to a concentration of 0.8 mol / L to 1.2 mol / L. In the case of using an aqueous sodium hydroxide solution, for example, sodium sulfide nonahydrate can be used as the catalyst poison used to increase the efficiency of hydrogen charging. In order to maximize the efficiency of hydrogen charging, the concentration of sodium sulfide nonahydrate added is preferably 0.8 g / L or more and 1 g / L or less. The reason why the lower limit of the concentration range of sodium sulfide nonahydrate is set to 0.8 g / L is that if the concentration is lower than that, the efficiency decreases. The reason why the upper limit of the concentration range of sodium sulfide nonahydrate is set to 1 g / L is that the efficiency is not improved even if the concentration is increased. When electrolysis is performed using an alkaline aqueous sodium hydroxide solution, no corrosion product is generated on the surface of the hollow test component 2 after charging with hydrogen.

さらに、たとえば中空の試験用部品2に水素をチャージする方法としては、電気分解を用いない方法もある。図5は、水溶液中に浸漬することにより、試験用部品に水素をチャージする状態を示す概略図である。図5に示すように、たとえば水溶液6中に中空の試験用部品2を浸漬するだけの方法もある。この水溶液6としては具体的には、チオシアン酸アンモニウム水溶液を用いる。このチオシアン酸アンモニウム水溶液中に中空の試験用部品2を浸漬することにより、中空の試験用部品2に水素をチャージするものである。そのときのチオシアン酸アンモニウム水溶液中におけるチオシアン酸アンモニウムの濃度は、5質量%以上20質量%以下であることが好ましい。このように、電気分解を用いず、水溶液に浸漬するだけでも水素をチャージすることができる。この方法を用いることにより、電気分解を行なう方法よりもさらに簡易に安価で、中空の試験用部品2に水素をチャージすることができる。なお、チオシアン酸アンモニウムの濃度の下限を5質量%としたのは、それ以下にすると短時間で接触疲労損傷を起こすために必要な量の水素がチャージされないという理由による。また、チオシアン酸アンモニウムの濃度の上限を20質量%としたのは、20質量%において、チャージされる水素の濃度が飽和されるという理由による。   Further, for example, as a method of charging the hollow test component 2 with hydrogen, there is a method not using electrolysis. FIG. 5 is a schematic view showing a state in which hydrogen is charged to a test component by being immersed in an aqueous solution. As shown in FIG. 5, for example, there is a method in which the hollow test part 2 is simply immersed in the aqueous solution 6. Specifically, an aqueous solution of ammonium thiocyanate is used as the aqueous solution 6. By immersing the hollow test component 2 in this aqueous ammonium thiocyanate solution, the hollow test component 2 is charged with hydrogen. At that time, the concentration of ammonium thiocyanate in the ammonium thiocyanate aqueous solution is preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less. In this way, hydrogen can be charged by simply immersing in an aqueous solution without using electrolysis. By using this method, the hollow test component 2 can be charged with hydrogen more easily and cheaply than the method of performing electrolysis. The reason why the lower limit of the ammonium thiocyanate concentration is set to 5% by mass is that if it is less than that, the amount of hydrogen necessary for causing contact fatigue damage in a short time is not charged. The upper limit of the ammonium thiocyanate concentration is 20% by mass because the concentration of charged hydrogen is saturated at 20% by mass.

中空の試験用部品2に水素をチャージすることにより、中空の試験用部品2には水素が含まれている影響で、水素をチャージしない通常の場合よりも短時間で中空の試験用部品2には接触疲労損傷を起こすことができる。チャージされた水素の影響で中空の試験用部品2の材料が劣化しているために、通常よりも短時間で接触疲労損傷を起こすことができる。なお、水素をチャージすることにより、通常よりも短時間で接触疲労損傷を起こすことができるが、損傷の起こり方は通常の場合と変わらない。したがって、水素をチャージすることにより、通常よりも短時間で、試験用部品が接触疲労損傷を発生する瞬間に出力される、変化を表わす信号を正確に再現することができる。   By charging the hollow test part 2 with hydrogen, the hollow test part 2 can be turned into a hollow test part 2 in a shorter time than the normal case in which hydrogen is not charged due to the effect of containing hydrogen. Can cause contact fatigue damage. Since the material of the hollow test component 2 is deteriorated due to the charged hydrogen, contact fatigue damage can be caused in a shorter time than usual. In addition, by charging hydrogen, contact fatigue damage can be caused in a shorter time than usual, but the manner of damage is not different from the normal case. Therefore, by charging with hydrogen, it is possible to accurately reproduce a signal representing a change that is output at the moment when the test component causes contact fatigue damage in a shorter time than usual.

以上により、水素をチャージする工程(S20)が終わったところで、継続使用する工程(S30)を行なう。すなわち、まず、図3に示すように、たとえば円筒形の試験用部品1の長軸の外側に、円筒形で中空の試験用部品2を嵌合させることにより準備する。そして、図3に示すように、駆動側試験用部品3および従動側試験用部品4を、両者の中空の試験用部品2の径方向の外側表面が接触するように配置させる。このとき、駆動側試験用部品3を構成する中空の試験用部品2のみに、水素をチャージしたものを用いてもよいが、駆動側試験用部品3および従動側試験用部品4の両方の中空の試験用部品2に、水素をチャージしたものを用いてもよい。   As described above, when the step of charging hydrogen (S20) is completed, the step of continuous use (S30) is performed. That is, first, as shown in FIG. 3, for example, a cylindrical and hollow test part 2 is prepared by fitting it on the outside of the long axis of the cylindrical test part 1. Then, as shown in FIG. 3, the driving-side test component 3 and the driven-side test component 4 are arranged such that the outer surfaces in the radial direction of the hollow test components 2 are in contact with each other. At this time, only the hollow test part 2 constituting the drive side test part 3 may be charged with hydrogen, but both the drive side test part 3 and the driven side test part 4 are hollow. Alternatively, a hydrogen-charged test component 2 may be used.

そして、図3に矢印で示す方向に、駆動側試験用部品3および従動側試験用部品4を回転させる。すると、駆動側試験用部品3および従動側試験用部品4のそれぞれの中空の試験用部品2は、回転により継続的に互いに接触することになる。上述したようにこれらの中空の試験用部品2は、自動車の動力伝達などに関わる接触部位を有する部品と同一の材質にて形成させている。このため、回転により中空の試験用部品2同士が継続的に互いに接触する状況は、たとえば自動車の車輪に使用される転がり軸受の外輪と内輪との間に位置する転動体としての玉が、自動車の走行や旋回などの駆動状況に応じて繰り返し接触する状況と同様の状況となる。以上の状態を継続させることにより、継続的に中空の試験用部品2同士を接触させる。   Then, the drive side test component 3 and the driven side test component 4 are rotated in the direction indicated by the arrow in FIG. Then, the hollow test parts 2 of the drive side test part 3 and the driven side test part 4 are continuously brought into contact with each other by rotation. As described above, these hollow test components 2 are formed of the same material as the components having contact portions related to power transmission of the automobile. For this reason, the situation in which the hollow test components 2 are continuously in contact with each other by rotation is, for example, that a ball as a rolling element located between an outer ring and an inner ring of a rolling bearing used for an automobile wheel is an automobile. The situation is similar to the situation of repeated contact according to the driving situation such as traveling and turning. By continuing the above state, the hollow test components 2 are continuously brought into contact with each other.

以上のように継続使用する工程(S30)を行ないながら、信号を検出する工程(S31)を行なう。具体的には、継続的に使用して接触を受けている最中に、中空の試験用部品2から出力される、たとえば音や温度などの信号の経時変化を検出して記録する工程である。   While performing the continuous use step (S30) as described above, the signal detection step (S31) is performed. Specifically, it is a process of detecting and recording a change over time of a signal such as sound or temperature output from the hollow test component 2 while continuously using and receiving contact. .

試験用部品を用いるため、経時変化を検出する信号としては、たとえば温度、振動、音、アコースティックエミッションなどを用いることができる。ここで、温度の信号とは、中空の試験用部品2の表面の温度をモニターした信号である。振動の信号とは、たとえば回転しながら継続的に接触を受けている中空の試験用部品2の加速度、速度、変位などを示す信号である。また、音の信号とは、回転しながら継続的に接触を受けている中空の試験用部品2が発する音波の信号である。また、アコースティックエミッションとは、材料の亀裂の発生や進展などの破壊に伴って発生する弾性波(振動、音波)で、たとえば地震も地球規模のアコースティックエミッションであると考えられる。   Since test parts are used, for example, temperature, vibration, sound, acoustic emission, or the like can be used as a signal for detecting a change with time. Here, the temperature signal is a signal obtained by monitoring the temperature of the surface of the hollow test component 2. The vibration signal is, for example, a signal indicating acceleration, speed, displacement, etc. of the hollow test component 2 that is continuously in contact with rotation. The sound signal is a sound wave signal generated by the hollow test component 2 that is continuously in contact with rotation. In addition, acoustic emission is an elastic wave (vibration, sound wave) that is generated due to fracture such as generation and progress of material cracks. For example, an earthquake is considered to be a global acoustic emission.

図6は、中空の試験用部品の温度の信号を検出する状況を示す概略図である。たとえば中空の試験用部品2の表面の温度の信号の経時変化を検出するためには、図6に示すように、放射温度計7を中空の試験用部品2の近傍に設置する。そして、継続使用する工程(S30)にて中空の試験用部品2同士を継続的に接触させながら、放射温度計7にて中空の試験用部品2の表面の温度の信号の経時変化を検出し記録する。このとき、放射温度計を用いる関係上、輻射率を高くするため、表面の温度を検出しようとする中空の試験用部品2の表面には黒色の塗料を塗布しておくことが好ましい。中空の試験用部品2の表面に接触疲労損傷が起こる際には、表面の温度に変化が発生するので、その変化点や変化温度から、接触疲労損傷が起こった瞬間、さらには接触疲労損傷の発生時点の前後における信号を高精度に検出することができる。また、水素をチャージする工程(S20)により、中空の試験用部品2に水素がチャージ(含有)されており、部品の材料が劣化している影響で、水素をチャージしない通常の場合よりも短時間で中空の試験用部品2に接触疲労損傷を起こすことができる。そのため、試験開始から接触疲労損傷の発生までの時間全体について、出力される上述した温度などの信号の経時変化を検出・記録することを容易に行なうことができる。なお、温度の信号を検出する手段として、図示した放射温度計7の代わりに、たとえば、熱電対を中空の試験用部品2同士の接触部位の近傍に設置することにより、温度の信号を検出する方法を用いてもよい。   FIG. 6 is a schematic diagram showing a situation where a temperature signal of a hollow test part is detected. For example, in order to detect a change over time in the temperature signal of the surface of the hollow test component 2, a radiation thermometer 7 is installed in the vicinity of the hollow test component 2 as shown in FIG. 6. Then, while the hollow test components 2 are continuously brought into contact with each other in the step of continuous use (S30), the radiation thermometer 7 detects a change in the temperature signal of the surface of the hollow test component 2 with time. Record. At this time, it is preferable to apply a black paint to the surface of the hollow test component 2 for detecting the surface temperature in order to increase the emissivity because of the use of the radiation thermometer. When contact fatigue damage occurs on the surface of the hollow test component 2, the surface temperature changes, so from the change point and temperature, the moment of contact fatigue damage occurs, and further Signals before and after the occurrence time can be detected with high accuracy. Further, in the step of charging hydrogen (S20), the hollow test component 2 is charged with hydrogen (contained), and due to the deterioration of the material of the component, it is shorter than the normal case where hydrogen is not charged. Contact fatigue damage can occur in the hollow test part 2 over time. Therefore, it is possible to easily detect and record the time-dependent change in the output signal such as the above-described temperature for the entire time from the start of the test to the occurrence of contact fatigue damage. As a means for detecting a temperature signal, instead of the illustrated radiation thermometer 7, for example, a thermocouple is installed in the vicinity of the contact portion between the hollow test components 2 to detect the temperature signal. A method may be used.

図7は、中空の試験用部品の発生させる音の信号を検出する状況を示す概略図である。たとえば中空の試験用部品2が発生させる音の信号の経時変化を検出するためには、図7に示すように、集音装置としての超音波マイクロフォン8を設置する。そして、継続使用する工程(S30)にて中空の試験用部品2を互いに継続的に接触させながら、超音波マイクロフォン8にて中空の試験用部品2の発生する音の信号の経時変化を検出し記録する。このとき、たとえば図示しない記録用のモニター(記憶装置)を超音波マイクロフォン8に接続することが好ましい。中空の試験用部品2の表面に接触疲労損傷が起こる際には、当該表面の発生させる音に変化が発生するので、その変化点や変化した音波の周波数や
振幅など、接触疲労損傷が起こった瞬間の信号を高精度に検出することができる。またこの場合、中空の試験用部品2に水素がチャージ(含有)されており、部品の材料が劣化している影響で、通常よりも短時間で中空の試験用部品2には接触疲労損傷を起こすことができる。なお、中空の試験用部品2の材質や構成などにより、接触疲労損傷の発生時に検出される音の周波数が検出可能であれば、超音波マイクロフォン8よりも測定可能な上限周波数が低いマイクロフォンを用いてもよい。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a situation in which a sound signal generated by a hollow test component is detected. For example, in order to detect a change over time of a sound signal generated by the hollow test component 2, as shown in FIG. 7, an ultrasonic microphone 8 is installed as a sound collector. Then, in the step of continuous use (S30), while the hollow test components 2 are continuously in contact with each other, the ultrasonic microphone 8 detects a time-dependent change in the sound signal generated by the hollow test components 2. Record. At this time, for example, a recording monitor (storage device) (not shown) is preferably connected to the ultrasonic microphone 8. When contact fatigue damage occurs on the surface of the hollow test component 2, the sound generated by the surface changes, so contact fatigue damage occurs such as the change point and the frequency and amplitude of the changed sound wave. Instantaneous signals can be detected with high accuracy. Also, in this case, the hollow test component 2 is charged (contained) with hydrogen, and contact fatigue damage is caused to the hollow test component 2 in a shorter time than usual due to the deterioration of the material of the component. Can wake up. If the frequency of the sound detected at the time of occurrence of contact fatigue damage can be detected depending on the material or configuration of the hollow test component 2, a microphone having a lower upper limit frequency that can be measured than the ultrasonic microphone 8 is used. May be.

これらの他にも、上述した振動の信号である加速度や速度の信号を検出するためには、たとえば円筒形の試験用部品1を支持するスピンドルの表面上に、加速度ピックアップもしくは速度ピックアップなどのセンサを取り付けて、加速度や速度の信号の検出を行なう。また、アコースティックエミッション(AE)の信号を検出する際には、AEピックアップを取り付けて信号を検出する。   In addition to these, in order to detect the acceleration and velocity signals as the vibration signals described above, for example, a sensor such as an acceleration pickup or a velocity pickup is provided on the surface of the spindle that supports the cylindrical test component 1. To detect acceleration and speed signals. Further, when detecting an acoustic emission (AE) signal, an AE pickup is attached to detect the signal.

以上に述べた検出方法を用いることにより、水素をチャージしたことにより水素が含有された試験用部品に対して、転動接触疲労試験を行なえば、水素をチャージしない通常の試験用部品を用いて転動接触疲労試験を行なった場合よりも短時間で、接触疲労損傷を起こすことができる。このため、転動接触疲労試験を行なっている間、音や振動や温度などの信号の経時変化を検出することができるので、接触疲労損傷が起こる瞬間に部品に対して起こる変化点、すなわち変化を表わす信号を、接触疲労損傷が起こる瞬間の前後を含めて継続的かつ高精度に検出することができる。このことを以下の実施例1にて、具体的に説明する。   By using the detection method described above, if a rolling contact fatigue test is performed on a test part containing hydrogen by charging hydrogen, a normal test part that does not charge hydrogen is used. Contact fatigue damage can occur in a shorter time than when the rolling contact fatigue test is performed. For this reason, it is possible to detect changes over time in signals such as sound, vibration and temperature during the rolling contact fatigue test. Can be detected continuously and accurately including before and after the moment when contact fatigue damage occurs. This will be specifically described in Example 1 below.

上述した図1に示すフローチャートの手順に従い、実際に試験用部品に接触疲労損傷を発生させる、転動接触疲労試験を実施した。まず、工程(S10)として、図3に示すような2円筒型の試験用部品を準備した。駆動側試験用部品3、従動側試験用部品4ともに、円筒形の試験用部品1の底面をなす円形の半径が20mm、中空の試験用部品2の底面をなす円形の外側の半径が60mmとなるように準備した。駆動側試験用部品3および従動側試験用部品4を構成する材料としては、JIS−SUJ2を用いた。また、駆動側試験用部品3および従動側試験用部品4に対する熱処理としては、850℃で40分加熱した後に焼入れし、その後に180℃で2時間焼戻しを施すという処理を行なった。   A rolling contact fatigue test that actually generates contact fatigue damage on the test part was performed according to the procedure of the flowchart shown in FIG. 1 described above. First, as a step (S10), a two-cylindrical test part as shown in FIG. 3 was prepared. Both the driving side test part 3 and the driven side test part 4 have a circular radius forming the bottom surface of the cylindrical test part 1 of 20 mm, and the circular outer radius forming the bottom surface of the hollow test part 2 is 60 mm. Prepared to be. JIS-SUJ2 was used as a material constituting the driving side test part 3 and the driven side test part 4. Moreover, as heat processing with respect to the drive side test component 3 and the driven side test component 4, it heat-processed at 850 degreeC for 40 minutes, Then, it hardened | quenched and then performed tempering at 180 degreeC for 2 hours.

そして、工程(S20)として、駆動側試験用部品3の中空の試験用部品2を、図4に示す電気分解を行なう設備の陰極に設置した。そして、溶液5は0.05mol/Lの硫酸水溶液に触媒毒としてのチオ尿素を1.4g/L添加させたものを用いて、20時間にわたって電流密度1mA/cmにて電気分解を行なうことにより、中空の試験用部品2に水素を含有させた。そのあとすぐ、中空の試験用部品2にラッピング工程を施して表面の面粗度を小さくし、酸性水溶液中に長時間浸漬したことにより中空の試験用部品2の表面を覆う薄い腐食生成物を除去する処理を行なった。 And as a process (S20), the hollow test part 2 of the drive side test part 3 was installed in the cathode of the equipment which performs the electrolysis shown in FIG. Solution 5 is electrolyzed at a current density of 1 mA / cm 2 for 20 hours using a 0.05 mol / L sulfuric acid aqueous solution with 1.4 g / L of thiourea added as a catalyst poison. Thus, hydrogen was contained in the hollow test part 2. Immediately thereafter, the hollow test component 2 is subjected to a lapping process to reduce the surface roughness, and a thin corrosion product covering the surface of the hollow test component 2 is obtained by immersing in an acidic aqueous solution for a long time. The removal process was performed.

その後、直ちに工程(S30)としての、図3に示す転動接触疲労試験を行なった。この試験では、たとえば転がり軸受、等速自在継手、ギヤ、ボールねじ、リニアガイドなどの部品が使用される条件に対応する条件にて駆動側試験用部品3および従動側試験用部品4を駆動させている。具体的には、駆動側試験用部品3と従動側試験用部品4との接触する最大接触面圧を3GPa、中空の試験用部品2に水素をチャージした駆動側試験用部品3の回転数を3060rpm、従動側試験用部品4の回転数を3000rpmとした。また、潤滑剤にはVG22の油を用いて、それをパッド給油した。ここで、最小油膜厚さの、両接触面の合成粗さに対する比である油膜パラメータは18程度であり、駆動側試験用部品3と従動側試験用部品4との両者は十分に油膜で分断される良好な潤滑条件とした。   Then, a rolling contact fatigue test shown in FIG. 3 was immediately performed as a step (S30). In this test, for example, the drive side test component 3 and the driven side test component 4 are driven under conditions corresponding to the conditions under which components such as a rolling bearing, a constant velocity universal joint, a gear, a ball screw, and a linear guide are used. ing. Specifically, the maximum contact surface pressure between the driving side test component 3 and the driven side testing component 4 is 3 GPa, and the rotational speed of the driving side test component 3 in which the hollow test component 2 is charged with hydrogen is set to 3060 rpm, the number of rotations of the driven-side test component 4 was 3000 rpm. Further, VG22 oil was used as the lubricant, and the pad was supplied with oil. Here, the oil film parameter, which is the ratio of the minimum oil film thickness to the combined roughness of both contact surfaces, is about 18, and both the driving side test part 3 and the driven side test part 4 are sufficiently separated by the oil film. And good lubrication conditions.

そして、工程(S30)を行ないながら、すなわち駆動側試験用部品3と従動側試験用部品4とを回転させながら、工程(S31)としての、信号を検出する工程を行なった。ここでは振動の信号を検出した。その結果、工程(S30)としての、転動接触疲労試験を開始してから9.6時間後に、水素チャージを施した駆動側試験用部品3の中空の試験用部品2に早期剥離が発生した。水素チャージを施さない場合、同様の試験を行なった場合に中空の試験用部品2に損傷が発生するまでの時間は計算上は1355時間となる。以上より、先述したように、水素がチャージされている影響で、通常よりも短時間で、すなわち高効率に試験用部品に接触疲労損傷を起こすことができることがわかる。そして、このような短時間であれば上述した振動の信号の経時変化を試験時間全体を通して検出、記録することが容易である。そのため、接触疲労損傷が発生するまでの当該信号の変化や、当該損傷の発生時点での当該信号の変化などを詳細に記録することができる。この結果、このような信号の変化に基づき、信頼性の高い接触疲労損傷の検出方法を構築することが可能になる。   Then, while performing the step (S30), that is, while rotating the driving side test component 3 and the driven side testing component 4, a step of detecting a signal as a step (S31) was performed. Here, a vibration signal was detected. As a result, 9.6 hours after starting the rolling contact fatigue test as the step (S30), early peeling occurred in the hollow test part 2 of the drive side test part 3 subjected to hydrogen charge. . In the case where no hydrogen charge is performed, the time until the hollow test part 2 is damaged when the same test is performed is calculated to be 1355 hours. From the above, as described above, it can be seen that contact fatigue damage can be caused to the test component in a shorter time than usual, that is, with high efficiency due to the influence of hydrogen being charged. In such a short time, it is easy to detect and record the change over time of the vibration signal described above throughout the test time. Therefore, changes in the signal until contact fatigue damage occurs, changes in the signal at the time of occurrence of the damage, and the like can be recorded in detail. As a result, it is possible to construct a highly reliable method for detecting contact fatigue damage based on such signal changes.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、接触疲労損傷が起こる瞬間に部品に対して起こる変化点、すなわち変化を表わす信号を高精度に、かつ短時間で高効率に検出する技術として、特に優れている。   The present invention is particularly excellent as a technique for detecting a change point occurring on a component at the moment when contact fatigue damage occurs, that is, a signal representing the change with high accuracy and in a short time with high efficiency.

本発明の実施の形態における検出方法の工程の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process of the detection method in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における試験用部品の形状を示す概略図である。It is the schematic which shows the shape of the test components in embodiment of this invention. 駆動側と従動側との試験用部品を、互いに接触させた状態で回転により駆動させた状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the state driven by rotation in the state which mutually contacted the test parts of the drive side and the driven side. 電気分解により、試験用部品に水素をチャージする状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the state which charges the components for a test by electrolysis. 水溶液中に浸漬することにより、試験用部品に水素をチャージする状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the state which charges hydrogen to the test components by immersing in aqueous solution. 中空の試験用部品の温度の信号を検出する状況を示す概略図である。It is the schematic which shows the condition which detects the signal of the temperature of a hollow test component. 中空の試験用部品の発生させる音の信号を検出する状況を示す概略図である。It is the schematic which shows the condition which detects the signal of the sound which a hollow test component generates.

符号の説明Explanation of symbols

1 円筒形の試験用部品、2 中空の試験用部品、3 駆動側試験用部品、4 従動側試験用部品、5 溶液、6 水溶液、7 放射温度計、8 超音波マイクロフォン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical test part, 2 hollow test part, 3 driving side test part, 4 driven side test part, 5 solution, 6 aqueous solution, 7 radiation thermometer, 8 ultrasonic microphone.

Claims (9)

鋼製部品の台上試験において、接触疲労損傷を発生したときに起こる経時変化を検出する検出方法であり、
前記鋼製部品に水素をチャージする工程と、
水素をチャージした前記鋼製部品が接触疲労損傷を発生する過程において出力される信号を検出する工程とを備える、検出方法。
It is a detection method that detects changes over time that occur when contact fatigue damage occurs in a bench test of steel parts.
Charging the steel part with hydrogen;
Detecting a signal output in a process in which the steel part charged with hydrogen generates contact fatigue damage.
前記鋼製部品に水素をチャージする工程においては、
希硫酸水溶液に、触媒毒としてのチオ尿素を添加した溶液中にて、電気分解を行なうことにより、前記鋼製部品に水素をチャージする、請求項1に記載の検出方法。
In the process of charging the steel parts with hydrogen,
The detection method according to claim 1, wherein the steel part is charged with hydrogen by electrolysis in a solution obtained by adding thiourea as a catalyst poison to a dilute sulfuric acid aqueous solution.
前記溶液における前記チオ尿素の濃度は、1.2g/L以上1.4g/L以下である、請求項2に記載の検出方法。   The detection method according to claim 2, wherein the concentration of the thiourea in the solution is 1.2 g / L or more and 1.4 g / L or less. 前記鋼製部品に水素をチャージする工程においては、
塩化ナトリウム水溶液に、触媒毒としてのチオシアン酸アンモニウムを添加した溶液中にて、電気分解を行なうことにより、前記鋼製部品に水素をチャージする、請求項1に記載の検出方法。
In the process of charging the steel parts with hydrogen,
The detection method according to claim 1, wherein the steel part is charged with hydrogen by electrolysis in a solution obtained by adding ammonium thiocyanate as a catalyst poison to an aqueous sodium chloride solution.
前記溶液における前記チオシアン酸アンモニウムの濃度は、2.5g/L以上3g/L以下である、請求項4に記載の検出方法。   The detection method according to claim 4, wherein a concentration of the ammonium thiocyanate in the solution is 2.5 g / L or more and 3 g / L or less. 前記鋼製部品に水素をチャージする工程においては、
水酸化ナトリウム水溶液に、触媒毒としての硫化ナトリウム九水和物を添加した溶液中にて、電気分解を行なうことにより、前記鋼製部品に水素をチャージする、請求項1に記載の検出方法。
In the process of charging the steel parts with hydrogen,
The detection method according to claim 1, wherein the steel part is charged with hydrogen by electrolysis in a solution obtained by adding sodium sulfide nonahydrate as a catalyst poison to an aqueous sodium hydroxide solution.
前記溶液における前記硫化ナトリウム九水和物の濃度は、0.8g/L以上1g/L以下である、請求項6に記載の検出方法。   The detection method according to claim 6, wherein the concentration of the sodium sulfide nonahydrate in the solution is 0.8 g / L or more and 1 g / L or less. 前記鋼製部品に水素をチャージする工程においては、
チオシアン酸アンモニウム水溶液中に浸漬することにより、前記鋼製部品に水素をチャージする、請求項1に記載の検出方法。
In the process of charging the steel parts with hydrogen,
The detection method according to claim 1, wherein the steel part is charged with hydrogen by being immersed in an aqueous solution of ammonium thiocyanate.
前記溶液におけるチオシアン酸アンモニウムの濃度は、5質量%以上20質量%以下である、請求項8に記載の検出方法。   The detection method according to claim 8, wherein the concentration of ammonium thiocyanate in the solution is 5% by mass or more and 20% by mass or less.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010014474A (en) * 2008-07-02 2010-01-21 Ntn Corp Detection method for detecting state of occurrence of contact fatigue damage on fixed type constant velocity universal joint
CN106198019A (en) * 2016-06-30 2016-12-07 西安交通大学 Test of a kind of roll sliding friction life-cycle based on interface friction performance monitoring device
JP2019505002A (en) * 2016-02-12 2019-02-21 ベストセンス アーゲーBestSens AG Transmission gear system and method for determining the characteristics of a transmission gear system
JP2019035756A (en) * 2017-08-21 2019-03-07 Ntn株式会社 Hydrogen resistance evaluation test method
CN110588138A (en) * 2019-10-25 2019-12-20 严坤 Rotary press for printing

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02134533A (en) * 1988-11-16 1990-05-23 Mitsubishi Motors Corp Evaluating of abrasion wear of joint part in rotation transfer system
JPH05240253A (en) * 1992-02-28 1993-09-17 Ntn Corp Mechanical part having rolling body
JPH0611427A (en) * 1992-06-29 1994-01-21 Fujitsu Ltd Fatigue testing device
JP2002166181A (en) * 2000-11-30 2002-06-11 Tonengeneral Sekiyu Kk Catalyst for hydrogenation processing and hydrogenation processing method for hydrocarbon oil using the catalyst
JP2002323061A (en) * 2001-04-24 2002-11-08 Ntn Corp Constant velocity universal joint
JP2004360830A (en) * 2003-06-05 2004-12-24 Ntn Corp Constant velocity universal joint and its manufacturing method
JP2005134152A (en) * 2003-10-28 2005-05-26 Nippon Steel Corp System for evaluating hydrogen embrittlement of thin sheet steel and its evaluation method
JP2005345277A (en) * 2004-06-03 2005-12-15 Nsk Ltd Monitoring device and monitoring method
JP2006232649A (en) * 2005-02-21 2006-09-07 Fukuhara Co Ltd Hydrogen gas producing apparatus
JP2007031736A (en) * 2005-07-22 2007-02-08 Nippon Steel Corp Method for manufacturing high strength bolt excellent in delayed fracture resistance
JP2007178268A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Ntn Corp Bearing testing device and bearing testing method
JP2007211955A (en) * 2006-02-13 2007-08-23 Ntn Corp Fixed type constant velocity universal joint
JP2007285874A (en) * 2006-04-17 2007-11-01 Nsk Ltd Anomaly diagnosis apparatus and anomaly diagnosis method
JP2009204076A (en) * 2008-02-27 2009-09-10 Nsk Ltd Rolling bearing

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02134533A (en) * 1988-11-16 1990-05-23 Mitsubishi Motors Corp Evaluating of abrasion wear of joint part in rotation transfer system
JPH05240253A (en) * 1992-02-28 1993-09-17 Ntn Corp Mechanical part having rolling body
JPH0611427A (en) * 1992-06-29 1994-01-21 Fujitsu Ltd Fatigue testing device
JP2002166181A (en) * 2000-11-30 2002-06-11 Tonengeneral Sekiyu Kk Catalyst for hydrogenation processing and hydrogenation processing method for hydrocarbon oil using the catalyst
JP2002323061A (en) * 2001-04-24 2002-11-08 Ntn Corp Constant velocity universal joint
JP2004360830A (en) * 2003-06-05 2004-12-24 Ntn Corp Constant velocity universal joint and its manufacturing method
JP2005134152A (en) * 2003-10-28 2005-05-26 Nippon Steel Corp System for evaluating hydrogen embrittlement of thin sheet steel and its evaluation method
JP2005345277A (en) * 2004-06-03 2005-12-15 Nsk Ltd Monitoring device and monitoring method
JP2006232649A (en) * 2005-02-21 2006-09-07 Fukuhara Co Ltd Hydrogen gas producing apparatus
JP2007031736A (en) * 2005-07-22 2007-02-08 Nippon Steel Corp Method for manufacturing high strength bolt excellent in delayed fracture resistance
JP2007178268A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Ntn Corp Bearing testing device and bearing testing method
JP2007211955A (en) * 2006-02-13 2007-08-23 Ntn Corp Fixed type constant velocity universal joint
JP2007285874A (en) * 2006-04-17 2007-11-01 Nsk Ltd Anomaly diagnosis apparatus and anomaly diagnosis method
JP2009204076A (en) * 2008-02-27 2009-09-10 Nsk Ltd Rolling bearing

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010014474A (en) * 2008-07-02 2010-01-21 Ntn Corp Detection method for detecting state of occurrence of contact fatigue damage on fixed type constant velocity universal joint
JP2019505002A (en) * 2016-02-12 2019-02-21 ベストセンス アーゲーBestSens AG Transmission gear system and method for determining the characteristics of a transmission gear system
CN106198019A (en) * 2016-06-30 2016-12-07 西安交通大学 Test of a kind of roll sliding friction life-cycle based on interface friction performance monitoring device
JP2019035756A (en) * 2017-08-21 2019-03-07 Ntn株式会社 Hydrogen resistance evaluation test method
JP7138512B2 (en) 2017-08-21 2022-09-16 Ntn株式会社 Hydrogen resistance evaluation test method
CN110588138A (en) * 2019-10-25 2019-12-20 严坤 Rotary press for printing
CN110588138B (en) * 2019-10-25 2021-02-02 金华市双鱼印艺有限公司 Rotary press for printing

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