JP2018151065A - 複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具および輸送方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記複列自動調心ころ軸受の内輪の端部の外周面と外輪の端部の内周面との間に収まる内外径を持つリング状に形成され、一側面が前記複列自動調心ころ軸受の各転動体の端面に接触し他側面が前記内輪および外輪の側面よりも突出する形状を持ち、前記転動体よりも軟質の材質を持つ。
治具の材質がゴムまたは樹脂であると、転動体に比べて柔らかくて、転動体を治具できづ付ける恐れがない。
複列自動調心ころ軸受の転動体の外側を向く側面は、軸受内径側が軸受幅の中心側に位置する傾斜面となっている。そのため、治具の横断面形状が、内径側が広がる台形であると、転動体の傾斜した端面に沿って接触し、転動体の端面の広範囲を押しつけることができて、押しつけ状態が安定する。
この構成の場合、損傷防止輸送治具は、転動体の傾斜した端面に馴染むように変形して転動体を押えることになる。そのため、安定して転動体を押えることができる。
損傷防止輸送治具の横断面形状を円形ないし楕円形状とする場合は、上記のように変形を生じさせるため、ある程度軟質の材質が好ましい。
損傷防止輸送治具を前記台形とするか、前記円形ないし楕円形状とするかは、複列自動調心ころ軸受の大きさや形状に応じて適宜選択すれば良い。
この方法によると、この発明の損傷防止輸送治具と共に、軸受をフィルム状の梱包材で覆うため、輸送時の転動体の動きによる損傷を防止でき、軸受内に異物が残る恐れもない。また、同じ治具を複数種の軸受に使用できる。
前記「自然状態で」とは、物体が当たらず変形していない状態を言う。
前記「横断面形状」とは、損傷防止輸送治具を軸受軸心を含む平面で切断して見た断面形状である。
L2−f(x)≧0 …式(1)
L2=r/tanθ+r/(cosθ×tanθ)+r−L1 …式(2)
θ=90°−α …式(3)
y=f(x) …式(4)
但し、r:損傷防止輸送治具の半径(mm)
L1:内輪小つば幅寸法(mm)
L2:内輪小つば外径に半径rの損傷防止輸送治具を設置したとき、この損傷防止輸送治具の軸方向端部と内輪の側面との軸方向距離(mm)
α:内輪小つば角度(°)
x:損傷防止輸送治具1mmあたりにかかる荷重(N)
y:損傷防止輸送治具の寸法変化量
損傷防止輸送治具の寸法変化と軸受重量の関係について検討および調査を行ったところ、損傷防止輸送治具1mmあたりにかかる荷重をxとすると、この荷重xと、ある荷重を受けた際の損傷防止輸送治具(以後、単に「治具」と言う場合がある)の寸法変化量yは以下の相関関係にある。
y=f(x)
xA=治具全体で受ける荷重(N)/{内輪小つば外径寸法(mm)+治具直径(mm)/2}×π
yA=F(xA)
このとき、複列自動調心ころ軸受Aの全重量を治具が受けた場合、荷重方向の治具寸法は下記となる。
(荷重方向治具寸法(mm))=(無負荷時の治具寸法(mm))−yA
r:治具の半径(mm)
L1:内輪小つば幅寸法(mm)
L2:内輪小つば外径に半径rの治具を設置したとき、この治具の軸方向端部と内輪の側面との軸方向距離(mm)
α:内輪小つば角度(°)
このとき、下記式が成り立つ。
θ=90°−α
L2=r/tanθ+r/(cosθ×tanθ)+r−L1
またL2−f(x)≧0となるような治具寸法にすることで、治具が軸受の全重量を受けても治具端面が軸受端面から突出している状態となる。これにより転動体の端面と中つばとの接触部にて損傷が発生しない荷重で且つより大きな力で転動体を押さえることができる。よって、複列自動調心ころ軸受の損傷をより効果的に防止することが可能となる。
このように梱包することで、図2に矢印を付して概念的に示すように、損傷防止輸送治具1により転動体6は中鍔4aへ押しつけられる為、損傷防止輸送治具1・転動体6・中つば4aの3点接触にて転動体6を固定することが可能となり、損傷を防止することができる。
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
複列自動調心ころ軸受の損傷をより効果的に防止するためには、転動体6の端面と中つば4aとの接触部にて損傷が発生しない荷重で且つより大きな力で転動体6を押さえることが効果的であり、損傷防止輸送治具1が軸受総重量を受け変形した際もこの損傷防止輸送治具1が軸受端面(内輪4および外輪5の側面)から突出する状態である必要がある。下記式が成り立つようにすることで、複列自動調心ころ軸受の損傷防止の効果をより発揮することができる。
(荷重方向治具寸法(mm))−(ころ端面と軸受端面の寸法差(mm))≧0
[治具寸法変化と軸受重量の関係 検討・調査]
環状の治具1mmあたりにかかる荷重をxとする。この荷重xと、ある荷重を受けた際の治具の寸法変化量yは相関関係にある。
y=f(x)
xA=治具全体で受ける荷重(N)/{内輪小つば外径寸法(mm)+治具直径(mm)/2}×π
yA=F(xA)
このとき、複列自動調心ころ軸受Aの全重量を治具が受けた場合、荷重方向の治具寸法は下記となる。
(荷重方向治具寸法(mm))=(無負荷時の治具寸法(mm))−yA
r:治具の半径(mm)
L1:内輪小つば幅寸法(mm)
L2:内輪小つば外径に半径rの治具を設置したとき、この治具の軸方向端部と内輪の側面との軸方向距離(mm)
α:内輪小つば角度(°)
このとき、下記式が成り立つ。
θ=90°−α
L2=r/tanθ+r/(cosθ×tanθ)+r−L1
またL2−f(x)≧0となるような治具寸法にすることで、治具が軸受の全重量を受けても治具端面が軸受端面から突出している状態となる。
また、ある複列自動調心ころ軸受Aを内輪小つば外径寸法900mm、内輪小つば幅寸法15mm、内輪小つば角度10°、軸受荷重1500kgと仮定し、φ20品を治具として使用するとする。
x≒5.15、f(x)≒2.5、L2≒6.9
よってL2−f(x)≒6.9−2.5=4.4≧0となるため、治具が軸受の全重量を受けても治具端面が軸受端面から突出している状態となる。これにより転動体の端面と中つばとの接触部にて損傷が発生しない荷重で且つより大きな力で転動体を押さえることができる。よって、輸送時のころ振動による発生するフレッティング損傷をより効果的に防止することが可能となる。
軸受総重量を片列のころと中つばとの接触面のみで支持することに問題があるかどうかを検討した。製品を平置きした際、全重量を受けても治具が軸受端面より突出しているようにすると、平置き時に下側となるころ列と内輪中つばとの接触面にて全重量を支えることになる。このときのころ・中つば間の面圧を検討する。
P(MPa)=荷重(N)/面積(mm2)
={軸受総重量(kg)×重力加速度}/{ころと中つばとの接触面積(mm2)×1列のころ個数}
風力発電機は許容安全率がGL規格にてS0≧2.0と規定されている。この許容安全率より概算すると許容接触面圧は約2800MPaのため、面圧Pは下記を満たす必要がある。
P≦2800MPa
Smin={軸受重量(kg)×重力加速度}/2800(MPa)≦S(mm2)
風車用大型複列自動調心ころ軸受の重量を最大3000kgとすると、Sminは下記となる。
Smin(mm2)≒10.9
S´min(mm2)≒10.9/30≒0.36
一方、風車用大型複列自動調心ころ軸受に使用されるころの端面の直径の最小が直径50mmであるとすると、下記が言える。
S´min≒0.36≦0.39≒0.0002×(ころ側面直径50mmの面積(mm2))=S
これにより、ころと中つばとの接触面がころ側面全体の面積の約0.02%以下となるときに許容接触面圧である2800MPaとなるが、これは非常に小さい値であり、問題ないと判断できる。
2:複列自動調心ころ軸受
3:梱包材
4:内輪
4a…中つば
4b…小つば
5:外輪
6:転動体
7:保持器
Claims (7)
- 中つばを有する複列自動調心ころ軸受の輸送時に、前記複列自動調心ころ軸受と共に梱包されて転動体の損傷を防止する損傷防止輸送治具であって、
前記複列自動調心ころ軸受の内輪の端部の外周面と外輪の端部の内周面との間に収まる内外径を持つリング状に形成され、一側面が前記複列自動調心ころ軸受の各転動体の端面に接触し他側面が前記内輪および外輪の側面よりも突出する形状を持ち、前記転動体よりも軟質の材質を持つ複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具。 - 請求項1に記載の複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具において、材質がゴムである複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具。
- 請求項1に記載の複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具において、材質が樹脂である複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具において、横断面形状が、内径側が広がる台形である複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具において、横断面形状が、自然状態で円形ないし楕円形状である複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具。
- つばを有する複列自動調心ころ軸受を個別に梱包して輸送する方法であって、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具を、前記複列自動調心ころ軸受の両面に、転動体に接触する状態に配置し、前記複列自動調心ころ軸受を、内周面、外周面、および両側面に渡って、前記両側の損傷防止輸送治具と共に、フィルム状の梱包材で覆い、この梱包材により前記両損傷防止輸送治具の前記内輪および外輪の端面から突出する部分を軸受幅方向の中心側へ押しつけ状態とする複列自動調心ころ軸受の輸送方法。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具において、前記損傷防止輸送治具の横断面形状が自然状態で円形であり、下記式(1)、式(2)、式(3)および式(4)を充足する複列自動調心ころ軸受の損傷防止輸送治具。
L2−f(x)≧0 …式(1)
L2=r/tanθ+r/(cosθ×tanθ)+r−L1 …式(2)
θ=90°−α …式(3)
y=f(x) …式(4)
但し、r:損傷防止輸送治具の半径(mm)
L1:内輪小つば幅寸法(mm)
L2:内輪小つば外径に半径rの損傷防止輸送治具を設置したとき、この損傷防止輸送治具の軸方向端部と内輪の側面との軸方向距離(mm)
α:内輪小つば角度(°)
x:損傷防止輸送治具1mmあたりにかかる荷重(N)
y:損傷防止輸送治具の寸法変化量
Priority Applications (4)
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