JP2015129523A

JP2015129523A - 転がり軸受の使用方法

Info

Publication number: JP2015129523A
Application number: JP2014000085A
Authority: JP
Inventors: 理嗣名取; Masahide Natori; 植田　徹; Toru Ueda; 徹植田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2015-07-16

Abstract

【課題】検査時に固定軌道輪を測定して疲労が少ない箇所を最大負荷位置にすることで、はく離に至るまでの期間を延ばすことができる。
【解決手段】転がり軸受表層部の疲労度合いを検出できる装置を用いて、検査時に固定軌道輪を測定することで、疲労の度合いが少ない箇所を推定して、その箇所を次回の最大負荷位置にした転がり軸受の使用方法。疲労度合いを測定できる装置として、Ｘ線回折装置、渦電流測定装置、漏洩磁束検出器、残留磁化測定器、電気抵抗測定器、超音波音速測定器、透磁率測定器のいずれか1つ以上を利用して固定軌道輪を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受の使用方法に関し、より詳細には、例えば定期検査が行われる製鐵所・製紙工場・風力発電・鉄道車輌等に用いることができる。

転がり軸受では、ある一定期間の使用後に、軌道面がうろこ状に剥がれ落ちる、はく離現象が発生する可能性がある。転がり軸受の軌道面に、はく離現象が発生すると、転がり軸受の使用時に振動が発生する等の弊害が起こり、最悪の場合には、製造製品および付帯設備に影響を及ぼす可能性がある。転がり軸受にラジアル荷重が負荷される場合、固定輪は円周方向位置によって負荷の程度が異なる。このため、例えば鉄鋼設備や鉄道車輌等に使用されている軸受では、定期検査時に固定軌道輪を回転させて最大負荷位置を変える作業を行っている。これまでの作業では、定期検査毎に固定軌道輪を常に９０度ずつ回転させていく方法、もしくは１８０度回転→９０度回転を繰返す方法を行っていた。一方で、軸受の疲労の程度を判断できる装置としては、Ｘ線回折装置を用いた方法（文献１）や渦電流装置を用いた方法（文献２）があるがこれまでは定期検査時には使用されていなかった。

特公昭６３−３４４２３号公報特許第４０１３０５６公報

しかしながら、上記の方法の場合、軸受軌道輪の疲労の程度を把握していないため、疲労している位置が最大負荷位置に来た場合、早期にはく離してしまう可能性がある。また、転がり軸受の疲労は、軸受材料の組織変化であるため、目視で確認できない場合が多い。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受の疲労の程度を判断できる装置を用いて、検査時に固定軌道輪を測定して疲労が少ない箇所を最大負荷位置にすることではく離に至るまでの期間を延ばすことができるものである。また、これらの装置では軸受のはく離に至るまでの残存寿命を推定することが可能であり、軸受事故に対する予防保全を行うことも可能である。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１）転がり軸受表層部の疲労度合いを検出できる装置を用いて、検査時に固定軌道輪を測定することで、疲労の度合いが少ない箇所を推定して、その箇所を次回の最大負荷位置にすることを特徴とした転がり軸受の使用方法。
（２）（１）に記載の疲労度合いを測定できる装置として、Ｘ線回折装置、渦電流測定装置、漏洩磁束検出器、残留磁化測定器、電気抵抗測定器、超音波音速測定器、透磁率測定器のいずれか1つ以上を利用して固定軌道輪を測定することを特徴とした転がり軸受の使用方法。

本発明の転がり軸受の使用方法によれば、疲労が少ない箇所を最大負荷位置にすることで、はく離に至るまでの期間を延ばすことができるものである。また、これらの装置では軸受のはく離に至るまでの残存寿命を推定することが可能であり、軸受事故に対する予防保全を行うことも可能である。

本実施例で用いた軸受の固定軌道輪の負荷位置を模式的に表した図である。

以下、本発明の転がり軸受の使用方法について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施例で用いた軸受の固定軌道輪の負荷位置を模式的に表した図である。

本実施例では一例として、軸受の疲労診断ができる装置の一つであるＸ線回折装置を利用して固定軌道輪を測定し、疲労の度合い推定した。また、疲労の度合いを推定する為、渦電流測定装置、漏洩磁束検出器、残留磁化測定器、電気抵抗測定器、超音波音速測定器、透磁率測定器のいずれか1つ以上を利用して固定軌道輪を測定しても良いが、精度の良い測定を行う為には、Ｘ線回折装置を利用することが好ましい。

本実施例では、転がり軸受ＨＲ３２０１７ＸＪについて下記の条件で試験を行い、定期検査時に通常行われる１８０度回転→９０度回転を繰返す方法の「手法１」とポータブルＸ回折装置を利用して疲労の少ない箇所を次回の負荷位置箇所とする方法の「手法２」で、はく離に至るまでの時間について検証を行った。尚、Ｘ解回折装置を利用した疲労度の測定は、測定部（軌道面）のマルテンサイト半価幅および残留オーステナイト量を測定し、新品時のマルテンサイト半価幅からの減少量（δ_ａ）および新品時の残留オーステナイト量からの減少量（δ_ｂ）を用いて疲労度を下記式（１）により算出して、疲労度が少ない箇所を次回の負荷位置箇所とした。

疲労度=δ_ａ+Ｃ×δ_ｂ・・・（１）
式（１）中のＣは残留オーステナイト量に依存した材料係数である。
軸受形式：ＨＲ３２０１７ＸＪ
軸受荷重：Ｆｒ=７５ｋＮ、Ｆａ２０ｋＮ
潤滑油：強制循環給油
試験時間：１５ｈｒ毎に固定軌道輪（外輪）を回転させる。
固定軌道輪（外輪）の回転方法：
「手法１」:最大負荷位置Ａ⇒Ｂ⇒Ｃ⇒Ｄ⇒Ａ⇒Ｂ⇒Ｃ⇒Ｄ・・・
「手法２」:最大負荷位置Ａ⇒Ｂ⇒Ｃ⇒Ｄ⇒（Ｘ線測定を行い、負荷位置番号を決定する）。
（負荷位置番号は図１の通りである。）
「手法１」および「手法２」で固定軌道輪（外輪）を回転させて、はく離に至るまでの時間を表１に示す。

表１より外輪を通常通りに回転する手法と比べて、Ｘ線回折装置による測定により、疲労が少ない場所を負荷圏に移動する手法のほうが、はく離に至るまでの時間が3倍程度長くなっていることがわかる。

以上の結果より、鉄鋼設備や鉄道車輌用設備のような定期検査を行う用途では、定期検査時にＸ線回折装置や渦電流装置で軸受軌道面を測定することで、疲労による負荷状態を明らかにすることができ、これまでの方法と比べて軸受を長期間使用することが可能となる。また、上記の装置では、軸受のはく離に至るまでの残存寿命の推定も可能であるため、軸受事故に対する予防保全を行うことも可能である。

以上、本発明の軸受の使用方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１固定軌道輪

Claims

転がり軸受の使用方法において、転がり軸受表層部の疲労度合いを検出できる装置を用いて、検査時に固定軌道輪を測定することで、疲労の度合いが少ない箇所を推定して、その箇所を次回の最大負荷位置にすることを特徴とした転がり軸受の使用方法。
前記疲労度合いを測定できる装置として、Ｘ線回折装置、渦電流測定装置、漏洩磁束検出器、残留磁化測定器、電気抵抗測定器、超音波音速測定器、透磁率測定器のいずれか1つ以上を利用して固定軌道輪を測定することを特徴とした請求項１の転がり軸受の使用方法。