JP2017082943A - Process of manufacture of bearing ring and process of manufacture of double row conical roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、軌道輪の製造方法および複列円すいころ軸受の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a raceway ring and a method for manufacturing a double row tapered roller bearing.
風力発電機用の軸受、たとえばブレードの回転動力を伝達する軸を支持する主軸受については、ブレードやロータの自重に起因する荷重成分の他、風荷重に起因する荷重成分も作用する。つまり、当該軸受にはラジアル荷重に加えてアキシアル荷重も作用する。そのため、従来、風力発電機用の軸受として、複列円すいころ軸受を用いることが提案されている(たとえば、特表2008−546948号公報参照)。 For a wind turbine generator bearing, for example, a main bearing that supports a shaft that transmits the rotational power of a blade, in addition to a load component caused by the weight of the blade and the rotor, a load component caused by a wind load also acts. That is, an axial load acts on the bearing in addition to the radial load. For this reason, it has been conventionally proposed to use a double-row tapered roller bearing as a bearing for a wind power generator (see, for example, JP-T-2008-546948).
上記特表2008−546948号公報に開示されているように、風力発電機に適用された複列円すいころ軸受の外輪には複数のボルト用孔が形成されており、当該ボルト用孔に挿通したボルトにより風力発電機の筐体など周囲の部品と固定される。また、当該複列円すいころ軸受の内輪についても、同様にボルト用孔が形成される場合もある。 As disclosed in the above special table 2008-546948, a plurality of bolt holes are formed in the outer ring of the double row tapered roller bearing applied to the wind power generator, and the bolt holes are inserted into the outer rings. It is fixed to surrounding parts such as a wind power generator housing with bolts. Similarly, a bolt hole may be formed on the inner ring of the double row tapered roller bearing.
このような複列円すいころ軸受の外輪や内輪に関しては、必要な硬度を得るために浸炭鋼を用いて浸炭焼入れを行う、というプロセスが採用されている。これは、以下のような理由による。 For the outer ring and inner ring of such a double-row tapered roller bearing, a process of carburizing and quenching using carburized steel is employed to obtain the required hardness. This is due to the following reasons.
すなわち、上述したように外輪などに形成された複数のボルト用孔については、複列円すいころ軸受を周囲の部品に対して正確に固定するため高い位置精度が求められる。そのため、外輪などに対する熱処理が終了した後に当該ボルト用孔を形成すれば、熱処理前にボルト用孔を形成する場合のように熱処理に伴う外輪の変形などを考慮する必要が無く、作業効率も向上させることができる。一方、熱処理によって外輪などの硬度が高くなると、被削性が低下して機械加工が難しくなる。つまり、外輪などの材料として軸受鋼を用い、熱処理として一般的な全体焼入れを行うと上述したボルト用孔の加工が難しくなるという問題がある。 That is, as described above, the plurality of bolt holes formed in the outer ring or the like requires high positional accuracy in order to accurately fix the double row tapered roller bearing to the surrounding parts. Therefore, if the bolt hole is formed after the heat treatment for the outer ring or the like is completed, there is no need to consider the deformation of the outer ring accompanying the heat treatment as in the case of forming the bolt hole before the heat treatment, and the work efficiency is also improved. Can be made. On the other hand, if the hardness of the outer ring or the like is increased by heat treatment, the machinability is lowered and machining becomes difficult. That is, when bearing steel is used as a material for an outer ring or the like and general quenching is performed as a heat treatment, there is a problem that it is difficult to process the above-described bolt hole.
そこで、上述のように外輪などの材料として浸炭鋼を用い、ボルト用孔が形成されるべき領域に対しては防浸炭処理を施した状態で浸炭焼入れを行うと、防振処理をしていない領域については硬度を高めることができる一方、防浸炭処理を施した領域については硬度上昇を防止しているため、当該浸炭焼入れ後にボルト用孔を形成する加工を容易に行うことができる。 Therefore, if carburized steel is used as a material for the outer ring or the like as described above, and carburizing and quenching is performed on the region where the bolt holes are to be formed, the vibration-proofing treatment is not performed. While it is possible to increase the hardness of the region, since the increase of the hardness is prevented in the region subjected to the carburizing treatment, the process of forming the bolt hole after the carburizing and quenching can be easily performed.
しかし、上記のような浸炭熱処理を行うと、防浸炭処理を施すなど工程数が一般的な焼入れ処理より増加するとともに、一般的な全体焼入れより熱処理自体の処理時間も長くなるため、結果的に製造コストが増大するという問題があった。 However, when the carburizing heat treatment as described above is performed, the number of steps such as performing a carburizing prevention treatment is increased as compared with a general quenching process, and the processing time of the heat treatment itself is longer than a general overall quenching process. There was a problem that the manufacturing cost increased.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、製造コストが抑制された複列円すいころ軸受を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a double-row tapered roller bearing with reduced manufacturing costs.
本開示に係る軌道輪の製造方法は、複列円すいころ軸受の軌道輪の製造方法であって、成形体を準備する工程と、加熱領域を形成する工程と、成形体を加熱が停止された状態に保持する工程と、冷却する工程とを備える。成形体を準備する工程では、鋼から構成され、底面が軌道輪の転走面となるべき環状の溝が外周面に形成された成形体を準備する。加熱領域を形成する工程では、成形体を誘導加熱することにより、溝の底面を含み、A1点以上の温度に加熱された加熱領域を形成する。冷却する工程では、加熱領域全体をMs点以下の温度に同時に冷却する。成形体を加熱が停止された状態に保持する工程は、加熱領域を形成する工程の後、冷却する工程の前に実施される。保持する工程においては、加熱領域における周方向の温度のばらつきが20℃以下にまで抑制される。 A method of manufacturing a bearing ring according to the present disclosure is a method of manufacturing a bearing ring of a double-row tapered roller bearing, in which a step of preparing a molded body, a step of forming a heating region, and heating of the molded body are stopped. A step of maintaining the state and a step of cooling. In the step of preparing the formed body, a formed body is prepared, which is made of steel and has an annular groove formed on the outer peripheral surface, the bottom surface of which should be the rolling surface of the race. In the step of forming the heating region, the heating region including the bottom surface of the groove and heated to a temperature of A 1 point or higher is formed by induction heating of the molded body. In the cooling step, the entire heating region is simultaneously cooled to a temperature below the M s point. The step of holding the molded body in a state where heating is stopped is performed after the step of forming the heating region and before the step of cooling. In the holding step, the temperature variation in the circumferential direction in the heating region is suppressed to 20 ° C. or less.
本開示に係る複列円すいころ軸受の製造方法は、軌道輪を準備する工程と、円すい形状のころを準備する工程と、軌道輪ところとを組み合わせて複列円すいころ軸受を組立てる工程とを備える。軌道輪は上記軌道輪の製造方法により製造される。 A method of manufacturing a double-row tapered roller bearing according to the present disclosure includes a step of preparing a bearing ring, a step of preparing a tapered roller, and a step of assembling a double-row tapered roller bearing by combining the bearing ring place. . The bearing ring is manufactured by the above-described manufacturing method of the bearing ring.
上記によれば、製造コストの増大を招くことなく、十分な特性の軌道輪を備えた複列円すいころ軸受を得ることができる。 According to the above, it is possible to obtain a double-row tapered roller bearing provided with a raceway having sufficient characteristics without causing an increase in manufacturing cost.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
<複列円すいころ軸受の構成>
図1および図2を参照しながら、実施形態1に係る複列円すいころ軸受の構成を説明する。
(Embodiment 1)
<Configuration of double row tapered roller bearing>
The configuration of the double row tapered roller bearing according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1および図2に示した複列円すいころ軸受は、環状の形状を有する軌道輪である外輪2と、外輪2の内周側に配置され、環状の形状を有する軌道輪である内輪5と、転動体としての複数のころ6と、複数のころ6の配置を規定する保持器7とを主に備える。外輪2にはボルト用孔8が形成されている。ボルト用孔8は、複列円すいころ軸受のスラスト方向に沿って延びるように形成されている。また、外輪2にはその内周面に2つの転走面が形成されている。2つの転走面は硬化領域15を含む。また、外輪2において硬化領域15が形成された部分以外は、上記硬化領域15より硬度の低い非硬化領域18である。
The double-row tapered roller bearing shown in FIG. 1 and FIG. 2 includes an
内輪5は、2つの内輪部材3a、3bと内輪間座4とを含む。2つの内輪部材3a、3bはそれぞれ環状の形状を有する。内輪間座4は環状の形状を有し、内輪部材3a、3bの間に配置される。なお、内輪間座4はなくてもよい。内輪部材3a、3bのそれぞれには、外輪2と対向する外周表面16に、底面が転走面となる溝19が形成されている。つまり、内輪5には溝19が2列形成されている。また異なる観点から言えば、外周表面16は、内輪部材3a、3bにおいてころ6の中心軸に沿って延びる表面部分を意味する。ころ6は、内輪5の転走面と接するように溝19の内部に配置されるとともに、外輪2と接する。ころ6は円すい形状のころである。内輪5の外周表面16において、溝19と隣接する領域は、溝19の内周面から当該領域にまで延在する硬化領域15と、硬化領域15より溝19から離れた位置に配置されるとともに硬化領域15より硬度の低い非硬化領域18とを含む。なお、図2に示した内輪5の外周表面16において溝19と隣接する領域とは、内輪5の中心軸25に沿った方向において溝19を挟むとともにころ6の中心軸に沿って延びる領域である。異なる観点から言えば、内輪5の外周表面16では、環状の溝19に隣接するとともに溝19に沿って硬化領域15が形成されている。また異なる観点から言えば、硬化領域15と非硬化領域18との境界部17は溝19に沿って環状に配置されている。硬化領域15は溝19の底面および側面から外周表面16にまで延びるように形成されている。
The
また、転走面である溝19の底面が内輪5の中心軸25となす角度θは40°以上50°以下である。また、当該角度θは45°であってもよい。
Further, an angle θ formed by the bottom surface of the
<複列円すいころ軸受の作用効果>
図1および図2に示した複列円すいころ軸受1では、内輪5の外周表面16が非硬化領域18を含んでいるので、当該非硬化領域18に対して穴あけ加工などの機械加工を容易に行うことができる。また、外輪2も同様に非硬化領域18を有しているので、硬化領域15を形成する熱処理を実施した後にボルト用孔8を容易に形成することができる。
<Effects of double row tapered roller bearing>
In the double-row tapered roller bearing 1 shown in FIGS. 1 and 2, the outer
上記複列円すいころ軸受1において、転走面である溝19の底面が内輪5の中心軸25となす角度θは40°以上50°以下となっているので、当該複列円すいころ軸受1のみで大きな作用点距離を得ることができる。このため、風力発電装置の主軸用の軸受として当該複列円すいころ軸受1を適用することで、当該主軸用の軸受として円筒ころ軸受を複数適用するといった構成よりも、風力発電機の主軸用の軸受部の寸法を小さくすることができる。
In the double row tapered roller bearing 1, the angle θ between the bottom surface of the
<複列円すいころ軸受を適用した風力発電装置の構成>
図3を参照しながら、図1に示した複列円すいころ軸受を適用した風力発電装置の構成を説明する。
<Configuration of wind power generator using double row tapered roller bearing>
With reference to FIG. 3, the structure of the wind power generator to which the double-row tapered roller bearing shown in FIG. 1 is applied will be described.
図3を参照して、風力発電装置10は、主軸22と、ブレード30と、増速機40と、発電機50と、主軸受60とを主に備える。増速機40、発電機50および主軸受60は、ナセル90に格納されている。ナセル90は、タワー100によって支持される。つまり、風力発電装置のタワー100の上端部には、ナセル90が設けられている。
With reference to FIG. 3, the
主軸22の先端部に接続されたロータヘッド20には複数のブレード30が取り付けられている。主軸22はナセル90内部で支持される。主軸22の回転は、増速機40を経由して発電機50へと伝達される。
A plurality of
主軸22は、ロータヘッド20からナセル90内に進入して増速機40の入力軸に接続される。主軸22は主軸受60によって回転自在に支持される。そして、主軸22は、風力を受けたブレード30により発生する回転トルクを、増速機40の入力軸へ伝達する。ブレード30は、風力を回転トルクに変換して主軸22に伝達する。
The
主軸受60は、ナセル90内において固設され、主軸22を回転自在に支持する。主軸受60は、図1および図2に示した複列円すいころ軸受1によって構成される。また、主軸受60として用いられる図1および図2に示した複列円すいころ軸受1は、図2に示した外輪2のボルト用孔8に挿通されるボルトによりナセル90に固定されている。
The
増速機40は、主軸22と発電機50との間に設けられ、主軸22の回転速度を増速して発電機50へ出力する。一例として、増速機40は、遊星ギヤや中間軸、高速軸等を含む歯車増速機構によって構成される。発電機50は、増速機40の出力軸61に接続され、増速機40から受ける回転トルクによって発電する。発電機50は、たとえば、誘導発電機によって構成される。
The
風力発電装置は、地上に固定されたタワー100に対して、風向に応じてナセル90を回転させるヨー運動を行なうことが可能に構成されている。好ましくは、風上にブレード30側が位置するようにナセル90が回転される。
The wind power generator is configured to be able to perform a yaw motion that rotates the
また、風力発電装置10は、風力の強さに応じてブレード30の風の方向に対する角度(以下、ピッチと称する)を変化させることによって、適度な回転を得るように構成されていてもよい。また、風車の起動・停止を行なう場合にも同様に、ブレードピッチを制御するように構成されていてもよい。また、主軸22を1回転させる間においても、各ブレード30が数度揺動するように制御されていてもよい。このようにすることによって、風から得ることのできるエネルギーの量を調整することができる。たとえば、強風時などでは、風車の回転を抑制するためにブレードの風受け面(翼面、羽面ともいう)を風の方向と平行にする。
Further, the
<複列円すいころ軸受の軌道輪および複列円すいころ軸受の製造方法>
図4〜図9を参照しながら、複列円すいころ軸受の軌道輪および複列円すいころ軸受の製造方法を説明する。なお、軌道輪の製造方法としては主に内輪部材3a(図2参照)の製造方法について説明するが、内輪部材3b(図2参照)や外輪2についても同様に製造することができる。
<Production method of double-row tapered roller bearing raceway and double-row tapered roller bearing>
With reference to FIGS. 4 to 9, the raceway of the double row tapered roller bearing and the method for manufacturing the double row tapered roller bearing will be described. In addition, as a manufacturing method of a bearing ring, the manufacturing method of the
図4を参照して、本実施の形態における内輪の製造方法では、まず工程(S10)として成形体準備工程が実施される。この工程(S10)では、高周波焼入処理に適した任意の成分組成を有する鋼材、たとえば0.43質量%以上0.65質量%以下の炭素と、0.15質量%以上0.35質量%以下の珪素と、0.60質量%以上1.10質量%以下のマンガンと、0.30質量%以上1.20質量%以下のクロムと、0.15質量%以上0.75質量%以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼材が準備され、鍛造、旋削などの加工が実施されることにより、所望の内輪の形状に応じた形状を有する成形体が作製される。より具体的には、1000mm以上の内径を有する内輪の形状に応じた成形体が作製される。ここで、製造すべき内輪が特に大きく、鋼により高い焼入性が求められる場合、上記合金成分に加えて0.35質量%以上0.75質量%以下のニッケルを添加した鋼材を採用してもよい。上記成分組成を満足する鋼としては、たとえばJIS規格S53C、SUP13、SCM445、SAE規格8660Hなどが挙げられる。 Referring to FIG. 4, in the inner ring manufacturing method according to the present embodiment, a molded body preparation step is first performed as a step (S <b> 10). In this step (S10), a steel material having an arbitrary composition suitable for induction hardening, for example, 0.43% to 0.65% carbon, and 0.15% to 0.35% by mass. The following silicon, 0.60 mass% or more and 1.10 mass% or less manganese, 0.30 mass% or more and 1.20 mass% or less chromium, 0.15 mass% or more and 0.75 mass% or less A steel material containing molybdenum and the balance iron and impurities is prepared, and by performing processing such as forging and turning, a molded body having a shape corresponding to the shape of a desired inner ring is produced. More specifically, a molded body corresponding to the shape of the inner ring having an inner diameter of 1000 mm or more is produced. Here, when the inner ring to be manufactured is particularly large and high hardenability is required for the steel, a steel material in which 0.35 mass% or more and 0.75 mass% or less of nickel is added in addition to the above alloy components is adopted. Also good. Examples of the steel satisfying the above component composition include JIS standards S53C, SUP13, SCM445, SAE standard 8660H and the like.
図5および図6に示すように、成形体は鋼から構成され、底面が軌道輪の転走面11となるべき環状の溝19が外周面に形成されている。また、成形体においては、溝19に隣接する領域が軌道輪(内輪部材3b)の外周表面となるべき点線14で示す位置より外側に延在する余肉部12、13を含む。ここで、成形体の中心軸に沿った方向における余肉部12の厚みは、たとえば1mm以上5mm以下とすることができる。また、成形体の中心軸に対して垂直な径方向における余肉部13の厚みは、たとえば1mm以上5mm以下とすることができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the compact is made of steel, and an
次に、工程(S20)として、焼ならし工程が実施される。この工程(S20)では、工程(S10)において作製された成形体がA1変態点以上の温度に加熱された後、A1変態点未満の温度に冷却されることにより焼ならし処理が実施される。このとき、焼ならし処理の冷却時における冷却速度は、成形体を構成する鋼がマルテンサイトに変態しない冷却速度、すなわち臨界冷却速度未満の冷却速度であればよい。そして、焼ならし処理後の成形体の硬度は、この冷却速度が大きくなると高く、冷却速度が小さくなると低くなる。そのため、当該冷却速度を調整することにより、所望の硬度を成形体に付与することができる。 Next, a normalizing step is performed as a step (S20). In this step (S20), after the fabricated molded body is heated to a temperature not lower than the A 1 transformation point in the step (S10), the normalizing process by being cooled to a temperature below the A 1 transformation point implementation Is done. At this time, the cooling rate at the time of cooling in the normalizing process may be a cooling rate at which the steel constituting the formed body is not transformed into martensite, that is, a cooling rate lower than the critical cooling rate. The hardness of the molded body after the normalizing treatment is high when the cooling rate is large, and is low when the cooling rate is small. Therefore, desired hardness can be imparted to the molded body by adjusting the cooling rate.
次に、図4を参照して、焼入硬化工程が実施される。この焼入硬化工程は、工程(S30)として実施される誘導加熱工程と、工程(S35)として実施される加熱停止保持工程と、工程(S40)として実施される冷却工程とを含んでいる。工程(S30)では、図7および図8を参照して、誘導加熱コイルとしてのコイル121が、成形体において転動体が転走すべき面である転走面11(環状領域)の一部に面するように配置される。ここで、コイル121において転走面11に面して転走面11の加熱に寄与する領域である誘導加熱領域121Aは、図7および図8に示すように同一平面内に含まれている。すなわち、コイル121において転走面11に対向する領域は、同一平面内に含まれる平面形状を有している。
Next, referring to FIG. 4, a quench hardening process is performed. This quench hardening process includes an induction heating process performed as a process (S30), a heating stop holding process performed as a process (S35), and a cooling process performed as a process (S40). In the step (S30), referring to FIG. 7 and FIG. 8, the
次に、成形体が中心軸周り、具体的には矢印αの向きに回転されるとともに、コイル121に対して電源(図示しない)から高周波電流が供給される。これにより、成形体の転走面11を含む表層領域がA1点以上の温度に誘導加熱され、転走面11に沿った円環状の加熱領域が形成される。このとき、転走面11の表面の温度は、放射温度計などの温度計122により測定され、管理される。高周波焼入の具体的な条件は、軌道輪(成形体)の大きさ、肉厚、材質、電源の容量など条件を考慮して、適切に設定することができる。具体的には、たとえば図3を参照して、外形d1が2000mm、内径d2が1860mm、幅tが100mmの成形体の転走面11を高周波焼入する場合、成形体の回転速度は30rpm、電源の周波数は3kHz、誘導加熱による総発熱量は250kWとすることができる。
Next, the compact is rotated around the central axis, specifically in the direction of the arrow α, and a high frequency current is supplied to the
次に、工程(S35)として、工程(S30)において加熱領域が形成された成形体は、加熱が停止された状態で保持される。工程(S35)は、周方向における温度のばらつきを抑制するために、誘導加熱完了後、MS点以下の温度への冷却前に実施される。より具体的には、上記成形体の形状および加熱条件の下においては、たとえば加熱完了後3秒間加熱を停止した状態に保持することにより、加熱された領域の表面における周方向の温度のばらつきを20℃以下程度にまで抑制することができる。 Next, as a step (S35), the molded body in which the heating region is formed in the step (S30) is held in a state where heating is stopped. The step (S35) is performed after the induction heating is completed and before cooling to a temperature equal to or lower than the M S point in order to suppress the temperature variation in the circumferential direction. More specifically, under the shape of the molded body and the heating conditions, for example, by maintaining the state where the heating is stopped for 3 seconds after the heating is completed, the temperature variation in the circumferential direction on the surface of the heated region is changed. It can suppress to about 20 degrees C or less.
次に、工程(S40)においては、工程(S30)において形成された加熱領域を含む成形体全体に対して、たとえば冷却液としての水が噴射されることにより、加熱領域全体がMS点以下の温度に同時に冷却される。これにより、加熱領域がマルテンサイトに変態し、転走面11を含む領域が硬化する。以上の手順により、高周波焼入が実施され、焼入硬化工程が完了する。
Next, in the step (S40), for example, water as a cooling liquid is sprayed on the entire formed body including the heating region formed in the step (S30), so that the entire heating region is equal to or lower than the MS point. At the same time to be cooled. Thereby, a heating area | region transforms into a martensite and the area | region containing the rolling
次に、工程(S50)として焼戻工程が実施される。この工程(S50)では、工程(S30)および(S40)において焼入硬化された成形体が、たとえば炉内に装入され、A1点以下の温度に加熱されて所定の時間保持されることにより、焼戻処理が実施される。 Next, a tempering step is performed as a step (S50). In this step (S50), the molded body quenched and hardened in steps (S30) and (S40) is charged into, for example, a furnace, heated to a temperature of A 1 point or less, and held for a predetermined time. Thus, the tempering process is performed.
次に、工程(S60)として仕上工程が実施される。この工程(S60)では、図9に示すように成形体の余肉部12、13を除去することで内輪部材3aの形状を整えるとともに、その他の必要な加工、たとえば転走面11に対する研磨加工などの仕上げ加工が実施される。以上のプロセスにより、複列円すいころ軸受の内輪を構成する内輪部材3aが完成する。内輪部材3aは、1000mm以上の内径を有し、高周波焼入によって焼入硬化層が転走面11に沿って全周にわたって均質に形成されている。
Next, a finishing step is performed as a step (S60). In this step (S60), the shape of the
また、内輪部材3aは、上述のように熱処理後に余肉部12、13を除去することによって内輪部材3aの外周表面16において溝19と隣接する領域(図9では、外周表面16において溝19から見て内輪部材3aの中心軸寄りに位置する領域)に硬化領域15と非硬化領域18とが露出する。したがって、内輪部材3aの外周表面16において硬化領域15と非硬化領域18とが形成されていることを検出することで、当該内輪部材3aが上述した本開示に係る軌道輪の製造方法を用いて製造されたものであるか否かを容易に検知することができる。外周表面16において溝19と隣接する領域に硬化領域15と非硬化領域18とが形成されていることを検出する方法は、硬度測定など従来周知の任意の方法を用いることができる。ここで、外周表面16における硬化領域15の幅、つまり溝19の開口端部から硬化領域15の端部までの距離は2mm以上10mm以下とすることができる。また、図9では外周表面16において溝19から見て内輪部材3aの中心軸寄りに位置する領域だけに、硬化領域15と非硬化領域18との両方が形成されており、外周表面16において溝19から見て外周側に位置する領域には硬化領域15だけが露出している。しかし、本開示においては、外周表面16において、硬化領域15と非硬化領域18との両方が露出するのは、溝19からみて内輪部材3aの外周側の領域のみであってもよいし、溝19から見て外周側の領域および上記中心軸寄りに位置する領域の両方であってもよい。
Further, the
なお、上述のように熱処理を実施するときに余肉部12、13(図9参照)を形成しなかった場合には、図13に示すように内輪部材3aにおいて外輪2(図2参照)と対向する面である外周表面16の全面に硬化領域15が形成される。これは、余肉部12、13が存在しないため内輪部材3aの外周表面16の全体が誘導加熱により加熱されるためである。
If the
さらに、工程(S70)として組立工程が実施される。この工程(S70)では、上述のように作製された内輪部材3aと、上記内輪部材3aと同様に作製された内輪部材3bおよび外輪2とが、別途準備された転動体としてのころ6(図2参照)、保持器7(図2参照)、内輪間座4(図2参照)などと組み合わされることにより、図1および図2に示したような複列円すいころ軸受1が組み立てられる。以上の手順により、本実施の形態における複列円すいころ軸受の製造方法は完了する。また、異なる観点から言えば、図1および図2に示した複列円すいころ軸受1の製造方法は、軌道輪(図2に示す外輪2、内輪部材3a、3b、内輪間座4)を準備する工程と、円すい形状のころ6を準備する工程と、軌道輪ところとを組み合わせて複列円すいころ軸受1を組立てる工程とを備える。軌道輪(内輪部材3a、3b)は上述した軌道輪の製造方法により製造される。
Furthermore, an assembly process is performed as a process (S70). In this step (S70), the
本実施の形態では、工程(S30)において、成形体の転走面11の一部に面するように配置されたコイル121を周方向に沿って相対的に回転させることにより、成形体に加熱領域が形成される。そのため、成形体の外形形状に対して小さいコイル121を採用することが可能となっており、大型の成形体を焼入硬化する場合でも、焼入装置の製作コストを抑制することができる。また、本実施の形態では、加熱領域全体がMS点以下の温度に同時に冷却される。そのため、周方向に均質な環状の焼入硬化領域である硬化領域15を形成することが可能となり、一部の領域に残留応力が集中することが抑制される。
In the present embodiment, in the step (S30), the molded body is heated by relatively rotating the
さらに、本実施の形態では、工程(S30)において、誘導加熱領域が同一平面内に含まれる形状を有するコイル121が用いられる。そのため、大きさや形状の異なる成形体(内輪)10の焼入を実施する場合でも、それぞれの成形体(内輪)の形状に応じたコイルは必要なく、焼入装置の製作コストを低減することができる。さらに、本実施の形態では、工程(S35)において、成形体は加熱が停止された状態で保持される。そのため、成形体の周方向における温度のばらつきを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, in step (S30),
以上のように、本実施の形態における内輪の製造方法によれば、焼入装置の製作コストを抑制しつつ、高周波焼入によって焼入硬化層を転走面に沿って全周にわたって均質に形成することができる。 As described above, according to the inner ring manufacturing method of the present embodiment, the hardened hardened layer is uniformly formed along the rolling surface by induction hardening while suppressing the manufacturing cost of the quenching apparatus. can do.
また、本実施の形態における転がり軸受の製造方法によれば、高周波焼入によって焼入硬化層が転走面に沿って全周にわたって均質に形成された軌道輪を備える転がり軸受を低コストで製造することができる。 In addition, according to the method for manufacturing a rolling bearing in the present embodiment, a rolling bearing including a bearing ring in which a hardened hardened layer is uniformly formed over the entire circumference along the rolling surface by induction hardening is manufactured at low cost. can do.
なお、上記工程(S20)として実施される焼きならし工程は、本発明の軌道輪の製造方法において必須の工程ではないが、これを実施することにより焼割れの発生を抑制しつつ、JIS規格S53C、SUP13、SCM445、SAE規格8660Hなどの鋼からなる成形体の硬度を調整することができる。 In addition, the normalizing process implemented as said process (S20) is not an essential process in the manufacturing method of the bearing ring of this invention, However, Implementing this suppresses generation | occurrence | production of a burning crack, JIS specification. The hardness of the molded body made of steel such as S53C, SUP13, SCM445, SAE standard 8660H can be adjusted.
この工程(S20)では、成形体に気体とともに硬質の粒子が吹き付けられることにより、成形体が冷却されつつショットブラスト処理が実施されてもよい。これにより、焼ならし処理の際の衝風冷却と同時にショットブラスト処理を実施することができるため、成形体の表層部に生成したスケールが除去され、スケールの生成に起因した内輪部材3aの特性低下やスケールの生成による熱伝導率の低下が抑制される。ここで、硬質の粒子(投射材)としては、たとえば鋼や鋳鉄などからなる金属製の粒子を採用することができる。
In this step (S20), the shot blasting process may be performed while the molded body is cooled by spraying hard particles together with gas on the molded body. Thereby, since the shot blast process can be performed simultaneously with the blast cooling during the normalizing process, the scale generated in the surface layer portion of the molded body is removed, and the characteristics of the
さらに、上記工程(S30)では、成形体は少なくとも1回転すればよいが、周方向における温度のばらつきを抑制し、より均質な焼入硬化を実現するためには、複数回回転することが好ましい。すなわち、誘導加熱コイルとしてのコイル121は、成形体の転走面11の周方向に沿って相対的に2周以上回転することが好ましい。これにより、転走面の周方向における温度のばらつきを抑制し、均質な焼入硬化を実現することができる。
Furthermore, in the step (S30), the molded body may be rotated at least once, but it is preferable to rotate a plurality of times in order to suppress temperature variation in the circumferential direction and achieve more uniform quench hardening. . That is, it is preferable that the
<上記製造方法の作用効果>
図4〜図9に示した本開示に係る軌道輪の製造方法は、複列円すいころ軸受の軌道輪の製造方法であって、上述のように成形体を準備する工程(S10)と、加熱領域を形成する工程(S30)と、成形体を加熱が停止された状態に保持する工程(S35)と、冷却する工程(S40)と、除去する工程(S60)とを備える。成形体を準備する工程(S10)では、鋼から構成され、底面が軌道輪の転走面11となるべき環状の溝19が外周面に形成された成形体を準備する。加熱領域を形成する工程(S30)では、成形体を誘導加熱することにより、溝19の底面を含み、A1点以上の温度に加熱された加熱領域を形成する。成形体を加熱が停止された状態に保持する工程(S35)は、加熱領域を形成する工程(S30)の後、冷却する工程(S40)の前に、実施される。冷却する工程(S40)では、加熱領域全体をMs点以下の温度に同時に冷却する。成形体を準備する工程(S10)では、成形体において溝19に隣接する領域が軌道輪の外周表面となるべき位置より外側に延在する余肉部12、13を含む。除去する工程(S60)では、冷却する工程(S40)の後、成形体から余肉部12、13を除去する。
<Operation effect of the above manufacturing method>
The method for manufacturing a bearing ring according to the present disclosure illustrated in FIGS. 4 to 9 is a method for manufacturing a bearing ring of a double row tapered roller bearing, and includes a step of preparing a molded body as described above (S10), and heating. A step of forming a region (S30), a step of holding the molded body in a state where heating is stopped (S35), a step of cooling (S40), and a step of removing (S60) are provided. In the step of preparing the formed body (S10), a formed body is prepared which is made of steel and has a bottom surface formed with an
このようにすれば、誘導加熱によって軌道輪を構成する内輪部材3aの転走面11となるべき溝19の底面を含む加熱領域に選択的に焼入れ処理を行うことができるので、防浸炭処理を伴った浸炭熱処理を行う場合より軌道輪の製造工程を簡略化できるとともに、工程に要する時間も短縮できる。このため、軌道輪の製造コストを低減することができる。
If it does in this way, since a quenching process can be selectively performed to the heating area | region including the bottom face of the groove |
また、加熱対象となっている溝19に隣接して余肉部12、13が存在する状態で焼入れ処理を行うので、余肉部12、13が無い場合における溝19の開口端部、つまり溝19の内周面と軌道輪としての内輪部材3aの外周表面との接続部(角部)が過加熱あるいは過冷却されることで当該部分に焼割れなどの不具合が発生する可能性を低減できる。つまり、上述した余肉部12、13が形成されていることで、加熱領域を形成する工程(S30)や冷却する工程(S40)における溝19の周囲での加熱状態や冷却状態を均一化することができる。異なる観点から言えば、当該余肉部12、13を形成することにより、溝19の周囲における質量効果による焼入れのむらの発生を抑制できる。
Further, since the quenching process is performed in a state where the
上記軌道輪の製造方法において、図7などに示すように成形体は環状の形状を有していてもよい。成形体を準備する工程(S10)において、成形体の余肉部12、13は、成形体の中心軸方向において溝19を挟むように環状に配置されていてもよい。この場合、溝19の全周に隣接するように余肉部12、13を配置することになるので、溝19全体について焼入れのむらの発生を抑制することができる。
In the method for manufacturing a race, the molded body may have an annular shape as shown in FIG. In the step of preparing the molded body (S10), the
上記軌道輪の製造方法では、成形体を準備する工程(S10)において、成形体の溝19の底面が中心軸となす角度θ(図2参照)は40°以上50°以下であってもよい。この場合、上記角度θが上述のような数値範囲となる、いわゆる急勾配複列円すいころ軸受の軌道輪(内輪部材3a)においては、当該軌道輪の外周表面において溝19と隣接する部分と溝19の底面に連なる部分とで焼入れ処理時の加熱状態や冷却状態に差が発生し易い。そのため、本開示に係る軌道輪の製造方法が特に有効である。
In the method for manufacturing a bearing ring, in the step of preparing a molded body (S10), an angle θ (see FIG. 2) formed by the bottom surface of the
上記軌道輪の製造方法においては、成形体を準備する工程(S10)では、0.43質量%以上0.65質量%以下の炭素と、0.15質量%以上0.35質量%以下の珪素と、0.60質量%以上1.10質量%以下のマンガンと、0.30質量%以上1.20質量%以下のクロムと、0.15質量%以上0.75質量%以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される成形体が準備されてもよい。 In the above-described method for manufacturing a bearing ring, in the step of preparing a molded body (S10), carbon of 0.43% to 0.65% by mass and silicon of 0.15% to 0.35% by mass are prepared. 0.60% by mass to 1.10% by mass manganese, 0.30% by mass to 1.20% by mass chromium, and 0.15% by mass to 0.75% by mass molybdenum. A formed body may be prepared which is contained and made of steel composed of the remaining iron and impurities.
また、上記軌道輪の製造方法においては、成形体を準備する工程(S10)では、0.43質量%以上0.65質量%以下の炭素と、0.15質量%以上0.35質量%以下の珪素と、0.60質量%以上1.10質量%以下のマンガンと、0.30質量%以上1.20質量%以下のクロムと、0.15質量%以上0.75質量%以下のモリブデンと、0.35質量%以上0.75質量%以下のニッケルとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される成形体が準備されてもよい。 Moreover, in the manufacturing method of the said bearing ring, in a process (S10) which prepares a molded object, 0.43 mass% or more and 0.65 mass% or less carbon, and 0.15 mass% or more and 0.35 mass% or less. Silicon, 0.60 mass% or more and 1.10 mass% or less manganese, 0.30 mass% or more and 1.20 mass% or less chromium, and 0.15 mass% or more and 0.75 mass% or less molybdenum And the compact which is 0.35 mass% or more and 0.75 mass% or less of nickel, and consists of steel which consists of remainder iron and an impurity may be prepared.
このような成分組成の鋼を素材として採用することにより、焼入硬化により十分に高い硬度を実現できるとともに、高い焼入性を確保しつつ焼割れを抑制することができる。 By adopting steel having such a component composition as a raw material, sufficiently high hardness can be realized by quench hardening, and quench cracking can be suppressed while ensuring high hardenability.
ここで、成形体を構成する鋼の成分範囲、すなわち製造される軌道輪を構成する鋼の成分範囲を上記の範囲とすることが好ましい理由について説明する。 Here, the reason why it is preferable to set the component range of steel constituting the formed body, that is, the component range of steel constituting the manufactured bearing ring, to the above range will be described.
炭素:0.43質量%以上0.65%質量%以下
炭素含有量は、焼入硬化後における軌道輪の転走面の硬度に大きな影響を与える。軌道輪を構成する鋼の炭素含有量が0.43質量%未満では、焼入硬化後における転走面に十分な硬度を付与することが困難となるおそれがある。一方、炭素含有量が0.65質量%を超えると、焼入硬化の際の割れの発生(焼割れ)が懸念される。そのため、炭素含有量は0.43質量%以上0.65%質量%以下とすることが好ましい。
Carbon: 0.43 mass% or more and 0.65% mass% or less The carbon content greatly affects the hardness of the raceway of the raceway after quench hardening. If the carbon content of the steel constituting the bearing ring is less than 0.43 mass%, it may be difficult to impart sufficient hardness to the rolling surface after quench hardening. On the other hand, when the carbon content exceeds 0.65% by mass, there is a concern about generation of cracks (quenching cracks) during quench hardening. Therefore, the carbon content is preferably 0.43% by mass or more and 0.65% by mass or less.
珪素:0.15質量%以上0.35質量%以下
珪素は、鋼の焼戻軟化抵抗の向上に寄与する。軌道輪を構成する鋼の珪素含有量が0.15質量%未満では、焼戻軟化抵抗が不十分となり、焼入硬化後の焼戻や、軌道輪の使用中における温度上昇により転走面の硬度が大幅に低下する可能性がある。一方、珪素含有量が0.35質量%を超えると、焼入前の素材の硬度が高くなり、素材を軌道輪に成形する際の冷間加工における加工性が低下するおそれがある。そのため、珪素含有量は0.15質量%以上0.35質量%以下とすることが好ましい。
Silicon: 0.15 mass% or more and 0.35 mass% or less Silicon contributes to the improvement of the temper softening resistance of steel. When the silicon content of the steel constituting the raceway is less than 0.15% by mass, the temper softening resistance becomes insufficient, and the rolling surface of the raceway surface is increased due to tempering after quench hardening and temperature rise during use of the raceway. Hardness can be significantly reduced. On the other hand, if the silicon content exceeds 0.35% by mass, the hardness of the material before quenching increases, and the workability in cold working when forming the material into a raceway ring may be reduced. Therefore, the silicon content is preferably 0.15% by mass or more and 0.35% by mass or less.
マンガン:0.60質量%以上1.10質量%以下
マンガンは、鋼の焼入性の向上に寄与する。マンガン含有量が0.60質量%未満では、この効果が十分に得られない。一方、マンガン含有量が1.10質量%を超えると、焼入前の素材の硬度が高くなり、冷間加工における加工性が低下する。そのため、マンガン含有量は0.60質量%以上1.10質量%以下とすることが好ましい。
Manganese: 0.60% by mass or more and 1.10% by mass or less Manganese contributes to improvement of hardenability of steel. If the manganese content is less than 0.60% by mass, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the manganese content exceeds 1.10% by mass, the hardness of the material before quenching increases, and the workability in cold working decreases. Therefore, the manganese content is preferably 0.60% by mass or more and 1.10% by mass or less.
クロム:0.30質量%以上1.20質量%以下
クロムは、鋼の焼入性の向上に寄与する。クロム含有量が0.30質量%未満では、この効果が十分に得られない。一方、クロム含有量が1.20質量%を超えると、素材コストが高くなるという問題が生じる。そのため、クロム含有量は0.30質量%以上1.20質量%以下とすることが好ましい。
Chromium: 0.30% by mass or more and 1.20% by mass or less Chromium contributes to improvement of hardenability of steel. If the chromium content is less than 0.30% by mass, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the chromium content exceeds 1.20% by mass, there arises a problem that the material cost increases. Therefore, the chromium content is preferably 0.30% by mass or more and 1.20% by mass or less.
モリブデン:0.15質量%以上0.75質量%以下
モリブデンも、鋼の焼入性の向上に寄与する。モリブデン含有量が0.15質量%未満では、この効果が十分に得られない。一方、モリブデン含有量が0.75質量%を超えると、素材コストが高くなるという問題が生じる。そのため、モリブデン含有量は0.15質量%以上0.75質量%以下とすることが好ましい。
Molybdenum: 0.15 mass% or more and 0.75 mass% or less Molybdenum also contributes to improving the hardenability of the steel. If the molybdenum content is less than 0.15% by mass, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the molybdenum content exceeds 0.75% by mass, there arises a problem that the material cost increases. Therefore, the molybdenum content is preferably 0.15% by mass or more and 0.75% by mass or less.
ニッケル:0.35質量%以上0.75質量%以下
ニッケルも、鋼の焼入性の向上に寄与する。ニッケルは、本発明の軌道輪を構成する鋼において必須の成分ではないが、軌道輪の外形が大きい場合など、軌道輪を構成する鋼に特に高い焼入性が求められる場合に添加することができる。ニッケル含有量が0.35質量%未満では、焼入性向上の効果が十分に得られない。一方、ニッケル含有量が0.75質量%を超えると、焼入後における残留オーステナイト量が多くなり、硬さの低下、寸法安定性の低下などの原因となるおそれがある。そのため、ニッケルは軌道輪を構成する鋼に0.35質量%以上0.75質量%以下の範囲で添加されることが好ましい。
Nickel: 0.35 mass% or more and 0.75 mass% or less Nickel also contributes to improvement of hardenability of steel. Nickel is not an essential component in the steel constituting the raceway ring of the present invention, but may be added when the steel constituting the raceway ring requires particularly high hardenability, such as when the outer shape of the raceway ring is large. it can. If the nickel content is less than 0.35% by mass, the effect of improving hardenability cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the nickel content exceeds 0.75% by mass, the amount of retained austenite after quenching increases, which may cause a decrease in hardness and a decrease in dimensional stability. Therefore, it is preferable that nickel is added to the steel constituting the race in a range of 0.35 mass% to 0.75 mass%.
上記軌道輪の製造方法においては、加熱領域を形成する工程よりも前に、成形体に焼ならし処理を実施する工程をさらに備えている。 The method for manufacturing a bearing ring further includes a step of performing a normalizing process on the formed body before the step of forming the heating region.
高周波焼入により転走面を含む領域が部分的に焼入硬化されて製造される軌道輪においては、焼入硬化されない領域(非硬化領域)においても所定の強度を確保可能な硬度を有している必要がある。そして、非硬化領域において所定の硬度を確保するためには、高周波焼入処理前に成形体(軌道輪)全体に焼入処理を実施した後、さらに焼戻処理を実施してもよい。しかし、炭素含有量が比較的高く、かつ焼入性の高い成分組成を有する鋼が素材として採用される場合、焼割れが発生しやすいという問題がある。一方、そのような成分組成の鋼からなる成形体においては、焼ならし処理により十分な硬度を確保することができる。そのため、上記焼入および焼戻による硬度の確保に代えて、焼ならし処理を高周波焼入の前に実施しておくことにより、非硬化領域に適切な硬度を付与することができる。 In a raceway ring that is manufactured by partially quenching and hardening the region including the rolling surface by induction hardening, it has a hardness that can secure a predetermined strength even in a region that is not hardened (non-hardened region). Need to be. And in order to ensure predetermined | prescribed hardness in a non-hardening area | region, after performing the quenching process to the whole molded object (track ring) before an induction hardening process, you may implement a tempering process further. However, when steel having a relatively high carbon content and a high hardenability component composition is adopted as a material, there is a problem that quench cracking is likely to occur. On the other hand, in a molded body made of steel having such a component composition, sufficient hardness can be ensured by normalizing treatment. Therefore, instead of securing the hardness by the quenching and tempering, an appropriate hardness can be imparted to the non-cured region by performing the normalizing treatment before the induction hardening.
上記軌道輪の製造方法においては、焼ならし処理を実施する工程では、成形体に気体とともに硬質の粒子が吹き付けられることにより、成形体が冷却されつつショットブラスト処理が実施されてもよい。 In the above-described method for manufacturing a bearing ring, in the step of performing the normalizing process, the shot blasting process may be performed while the molded body is cooled by spraying hard particles together with gas on the molded body.
これにより、焼ならし処理の際の衝風冷却と同時にショットブラスト処理を実施することができる。そのため、焼きならし処理の加熱によって成形体の表層部に生成したスケールが除去され、スケールの生成に起因した軌道輪の特性低下やスケールの生成による熱伝導率の低下が抑制される。 Thus, the shot blasting process can be performed simultaneously with the gust cooling at the normalizing process. Therefore, the scale generated in the surface layer portion of the compact is removed by the heating of the normalizing process, and the deterioration of the characteristics of the raceway due to the generation of the scale and the decrease of the thermal conductivity due to the generation of the scale are suppressed.
図1および図2に示した複列円すいころ軸受の製造方法は、軌道輪を準備する工程と、円すい形状のころを準備する工程と、軌道輪ところとを組み合わせて複列円すいころ軸受を組立てる工程とを備える。軌道輪を構成する内輪部材3a、3bは上記軌道輪の製造方法により製造される。このようにすれば、焼割れなどの不具合を発生させることなく、かつ製造コストの増大を招くことなく、十分な特性の内輪部材3a、3bを備えた複列円すいころ軸受1を得ることができる。
The double row tapered roller bearing manufacturing method shown in FIG. 1 and FIG. 2 assembles a double row tapered roller bearing by combining the step of preparing the race ring, the step of preparing the tapered roller, and the race ring place. A process. The
(実施の形態2)
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態2について説明する。実施の形態2における内輪および転がり軸受の製造方法は、基本的には実施の形態1の場合と同様に実施され、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態2における内輪および転がり軸受の製造方法は、工程(S30)におけるコイル121の配置において、実施の形態1の場合とは異なっている。
(Embodiment 2)
Next,
すなわち、図10を参照して、実施の形態2における工程(S30)では、成形体を挟んで一対のコイル121が配置される。そして、成形体が矢印αの向きに回転されるとともに、コイル121に対して電源(図示しない)から高周波電流が供給される。これにより、成形体の転走面11を含む表層領域がA1点以上の温度に誘導加熱され、転走面11に沿った円環状の加熱領域11Aが形成される。
That is, referring to FIG. 10, in the step (S30) in the second embodiment, a pair of
また、図11を参照して、実施の形態2における工程(S30)では、成形体の外周面に形成された転走面11に沿って複数の(3つ以上:ここでは6個の)コイル121が配置される。そして、実施の形態1の場合と同様に、成形体が矢印αの向きに回転されるとともに、コイル121に対して電源(図示しない)から高周波電流が供給される。これにより、成形体の転走面11を含む表層領域がA1点以上の温度に誘導加熱され、転走面11に沿った円環状の加熱領域11Aが形成される。
Referring to FIG. 11, in the step (S30) in the second embodiment, a plurality of (three or more: six in this case) coils are formed along the rolling
このように、コイル121が成形体の周方向に沿って複数個配置されることにより、実施の形態2における転がり軸受の内輪の製造方法は、周方向における温度のばらつきを抑制し、均質な焼入硬化を実現可能な軌道輪の製造方法となっている。また、周方向における温度のばらつきを一層抑制するためには、コイル121は成形体の周方向において等間隔に配置されることが好ましい。
Thus, by arranging a plurality of
(実施の形態3)
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態3について説明する。実施の形態3における内輪の製造方法は、基本的には実施の形態1および2の場合と同様に実施され、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態3における内輪の製造方法は、工程(S30)における温度計122の配置において、実施の形態1および2の場合とは異なっている。
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 which is still another embodiment of the present invention will be described. The inner ring manufacturing method according to the third embodiment is basically performed in the same manner as in the first and second embodiments, and has the same effects. However, the inner ring manufacturing method in the third embodiment is different from the first and second embodiments in the arrangement of the
すなわち、図12を参照して、実施の形態3における工程(S30)では、加熱領域である転走面11の複数箇所(ここでは4箇所)の温度が測定される。より具体的には、実施の形態3の工程(S30)では、成形体の転走面11の周方向に沿って等間隔に複数の温度計122が配置される。
That is, with reference to FIG. 12, in the step (S30) in the third embodiment, the temperature at a plurality of locations (here, 4 locations) on rolling
これにより、転走面11の周方向において同時に複数箇所の温度が測定されるため、転走面11の周方向において均質な加熱が実現されていることを確認した上で成形体を急冷し、焼入硬化処理を実施することができる。その結果、実施の形態3における転がり軸受の内輪の製造方法によれば、転走面11の周方向において一層均質な焼入硬化を実現することができる。
Thereby, since the temperature of a plurality of locations is measured simultaneously in the circumferential direction of the rolling
なお、上記実施の形態においてはコイル121を固定し、成形体を回転させる場合について説明したが、成形体を固定し、コイル121を成形体の周方向に回転させてもよいし、コイル121および成形体の両方を回転させることにより、コイル121を成形体の周方向に沿って相対的に回転させてもよい。ただし、コイル121には、コイル121に電流を供給する配線などが必要であるため、上述のようにコイル121を固定することが合理的である場合が多い。
In the above embodiment, the case where the
さらに、成形体の周方向における誘導加熱部材としてのコイル121の長さは、効率よく均質な加熱を実現するように適切に決定することができるが、たとえば加熱すべき領域の長さの1/12程度、すなわち成形体(軌道輪)の中心軸に対する中心角が30°となる程度の長さとすることができる。
Furthermore, the length of the
また、上記実施の形態においては、リング状部材の一例としてラジアル型転がり軸受の内輪の熱処理および製造が実施される場合について説明したが、本発明を適用可能なリング状部材はこれに限られず、たとえばラジアル型転がり軸受の外輪であってもよいし、スラスト型軸受の軌道輪であってもよい。さらに、本発明を適用可能なリング状部材は軸受の軌道輪に限られず、鋼からなるリング状の種々の部材の熱処理および製造に、本発明を適用することができる。ここで、工程(S30)において、たとえばラジアル型転がり軸受の外輪を加熱する場合、コイル121を成形体の内周側に形成された転走面に面するように配置すればよい。また、工程(S30)において、たとえばスラスト型転がり軸受の軌道輪を加熱する場合、コイル121を成形体の端面側に形成された転走面に面するように配置すればよい。
Further, in the above embodiment, the case where the heat treatment and manufacture of the inner ring of the radial type rolling bearing is performed as an example of the ring-shaped member has been described, but the ring-shaped member to which the present invention is applicable is not limited thereto, For example, it may be an outer ring of a radial type rolling bearing or a raceway ring of a thrust type bearing. Furthermore, the ring-shaped member to which the present invention can be applied is not limited to the bearing ring, and the present invention can be applied to heat treatment and production of various ring-shaped members made of steel. Here, in the step (S30), for example, when the outer ring of the radial type rolling bearing is heated, the
さらに、上記実施の形態では、被処理物を部分的に焼入硬化することが可能な高周波焼入の特徴を利用して、転がり軸受の軌道輪の転走面を含む表層部のみを焼入硬化する部分焼入が実施される場合について説明したが、本発明は部分焼入のみに適用可能なものではなく、たとえば軌道輪の全体を焼入硬化する場合にも適用可能である。 Furthermore, in the above-described embodiment, only the surface layer portion including the rolling surface of the bearing ring of the rolling bearing is quenched by utilizing the feature of induction hardening that can partially quench and harden the workpiece. Although the case where the partial hardening which hardens | cures was implemented was demonstrated, this invention is not applicable only to partial hardening, For example, it can apply also when hardening and hardening the whole bearing ring.
以上のように本発明の実施の形態について説明を行ったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、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を含むことが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment can be variously modified. The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本実施形態は、風力発電装置に適用される複列円すいころ軸受に特に有利に適用される。 This embodiment is particularly advantageously applied to a double-row tapered roller bearing applied to a wind power generator.
1 軸受、2 外輪、3a,3b 内輪部材、4 内輪間座、5 内輪、6 ころ、7 保持器、8 ボルト用孔、9 転走面、10 風力発電装置、11 転走面、12,13 余肉部、14 点線、15 硬化領域、16 外周表面、17 境界部、18 非硬化領域、19 溝、20 ロータヘッド、22 主軸、25 中心軸、30 ブレード、40 増速機、50 発電機、60 主軸受、61 出力軸、90 ナセル、100 タワー、121 コイル、121A 誘導加熱領域、122 温度計。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bearing, 2 Outer ring, 3a, 3b Inner ring member, 4 Inner ring spacer, 5 Inner ring, 6 Roller, 7 Cage, 8 Bolt hole, 9 Rolling surface, 10 Wind power generator, 11 Rolling surface, 12, 13 Surplus part, 14 dotted line, 15 hardened area, 16 outer peripheral surface, 17 boundary part, 18 non-hardened area, 19 groove, 20 rotor head, 22 spindle, 25 central axis, 30 blades, 40 speed increaser, 50 generator, 60 main bearing, 61 output shaft, 90 nacelle, 100 tower, 121 coil, 121A induction heating region, 122 thermometer.
Claims (13)
鋼から構成され、底面が前記軌道輪の転走面となるべき環状の溝が外周面に形成された成形体を準備する工程と、
前記溝の一部に面するように配置され前記成形体を誘導加熱する誘導加熱コイルを、前記溝の周方向に沿って相対的に回転させることにより、前記溝の前記底面を含み、A1点以上の温度に加熱された加熱領域を形成する工程と、
前記加熱領域全体をMs点以下の温度に同時に冷却する工程と、
前記加熱領域を形成する工程の後、前記冷却する工程の前に、前記成形体を加熱が停止された状態に保持する工程とを備え、
前記保持する工程においては、前記加熱領域における前記周方向の温度のばらつきを20℃以下にまで抑制する、軌道輪の製造方法。 A method of manufacturing a raceway for a double row tapered roller bearing,
Preparing a molded body made of steel and having a bottom surface formed with an annular groove on the outer peripheral surface to be a rolling surface of the raceway;
An induction heating coil that is arranged so as to face a part of the groove and induction-heats the molded body is relatively rotated along the circumferential direction of the groove, thereby including the bottom surface of the groove, and A 1 Forming a heated region heated to a temperature above the point;
Simultaneously cooling the entire heating area to a temperature below the M s point;
After the step of forming the heating region, before the step of cooling, the step of holding the molded body in a state where heating is stopped,
In the holding step, a method for manufacturing a bearing ring, wherein variation in the temperature in the circumferential direction in the heating region is suppressed to 20 ° C. or less.
前記冷却する工程の後、前記成形体から前記余肉部を除去する工程を備える、請求項1に記載の軌道輪の製造方法。 In the step of preparing the molded body, the area adjacent to the groove in the molded body includes a surplus portion that extends outward from a position to be an outer peripheral surface of the race,
The manufacturing method of the bearing ring of Claim 1 provided with the process of removing the said surplus part from the said molded object after the said process to cool.
前記成形体を準備する工程において、前記成形体の前記余肉部は、前記成形体の中心軸方向において前記溝を挟むように環状に配置されている、請求項2に記載の軌道輪の製造方法。 The molded body has an annular shape,
The track ring manufacturing according to claim 2, wherein in the step of preparing the molded body, the surplus portion of the molded body is arranged in an annular shape so as to sandwich the groove in a central axis direction of the molded body. Method.
円すい形状のころを準備する工程と、
前記軌道輪と前記ころとを組み合わせて複列円すいころ軸受を組立てる工程とを備え、
前記軌道輪は請求項1〜12のいずれか1項に記載の軌道輪の製造方法により製造される、複列円すいころ軸受の製造方法。 A process of preparing a bearing ring;
Preparing a cone-shaped roller;
A step of assembling a double row tapered roller bearing by combining the raceway and the roller,
The said ring is a manufacturing method of the double row tapered roller bearing manufactured by the manufacturing method of the bearing ring of any one of Claims 1-12.
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