JP2018200286A - 回転体支持装置とその診断システムおよび診断方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記静止輪は、周面に静止側軌道を有する。
前記回転輪は、周面に前記静止側軌道と対向する回転側軌道を有する。
前記複数個の転動体は、前記静止側軌道と前記回転側軌道との間に転動自在に配置されている。
前記第一ひずみセンサは、前記静止輪と該静止輪を支持する静止輪支持体とのうちの何れか一方の部材の表面のうち、使用時の負荷圏と同じ周方向範囲内に存在する第一位置に取り付けられ、該第一位置の周方向のひずみ量を測定する。
前記第二ひずみセンサは、前記一方の部材の表面のうち、使用時の負荷圏と同じ周方向範囲内に存在し、かつ、該負荷圏の最大負荷位置からの周方向距離(ゼロを含む)が前記第一位置とは異なる第二位置に取り付けられ、該第二位置の周方向のひずみ量を測定する。
ここで、負荷圏とは、前記複数個の転動体が荷重を受ける周方向範囲をいう。また、負荷圏の最大負荷位置とは、負荷圏内で転動体が受ける荷重である転動体荷重が最大となる周方向位置をいう。
前記ひずみセンサは、前記静止輪と該静止輪を支持する静止輪支持体とのうちの何れか一方の部材の表面のうち、使用時の負荷圏の初期状態での周方向端部と同じ周方向位置に取り付けられ、該周方向位置の周方向のひずみ量を測定する。
前記診断ユニットは、前記第一ひずみセンサを用いて、前記一方の部材の表面の前記第一位置での周方向のひずみ量を測定することにより、該測定の結果である第一測定値を取得すると共に、前記第二ひずみセンサを用いて、前記一方の部材の表面の前記第二位置での周方向のひずみ量を測定することにより、該測定の結果である第二測定値を取得した場合に、前記第一測定値と前記第二測定値との双方を利用して、前記静止側軌道の破損の予兆の有無を判定する機能を有する。
なお、該機能として、たとえば、前記第一測定値と前記第二測定値との比の値、または、該比の値の初期値からの変化量が、閾値を跨いだ場合に、前記静止側軌道の破損の予兆ありと判定する機能を採用することができる。
前記診断ユニットは、前記ひずみセンサを用いて、前記一方の部材の表面の前記周方向位置での周方向のひずみ量を測定することにより、該測定の結果である測定値を取得した場合に、該測定値を利用して、前記静止側軌道の破損の予兆の有無を判定する機能を有する。
なお、該機能として、たとえば、前記測定値が閾値を跨いだ場合に、前記静止側軌道の破損の予兆ありと判定する機能を採用することができる。
具体的には、たとえば、前記診断ユニットにより、前記第一測定値と前記第二測定値との比の値、または、該比の値の初期値からの変化量が、閾値を跨いだ場合に、前記静止側軌道の破損の予兆ありと判定する。
具体的には、たとえば、前記診断ユニットにより、前記測定値が閾値を跨いだ場合に、前記静止側軌道の破損の予兆ありと判定する。
実施の形態の第1例について、図1〜図5を用いて説明する。
本例の回転体支持装置の診断システムは、回転体支持装置である車輪支持装置1と、診断ユニット21とを備える。
また、たとえば、空車時に診断するなど、車重によるラジアル荷重を一定にした状態で診断したり、あるいは、軸重検査時に診断するなど、車重によるラジアル荷重の変化に応じて補正しながら診断したりすれば、より正確な破損予兆の診断が可能になる。
実施の形態の第2例について、図6および図7を用いて説明する。
本例では、第一ひずみセンサ5a(5b)および第二ひずみセンサ6a(6b)は、円すいころ軸受4c(4d)を構成する内輪12c(12d)ではなく、静止輪支持体に相当する車軸2aに取り付けられている。このため、内輪12c(12d)の内周面は、単なる円筒面になっている。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第1例の場合と同様である。
実施の形態の第3例について、図8を用いて説明する。
本例の車輪支持装置1は、1対の円すいころ軸受4c、4dの内輪12c、12dの寿命が互いにほぼ等しくなること、または、軸方向内側の円すいころ軸受4dの内輪12dの寿命が軸方向外側の円すいころ軸受4cの内輪12cの寿命よりも短くなることが予め分かっているものである。このため、本例の回転体支持装置の診断システムでは、1対の円すいころ軸受4c、4dのうち、軸方向内側の円すいころ軸受4dの内輪12dについてのみ、疲労度を把握するための構成が備えられている。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第1例および第2例の場合と同様である。
実施の形態の第4例について、図9を用いて説明する。
実施の形態の第1例では、円すいころ軸受4a(4b)の内輪12a(12b)(図1〜図3参照)の疲労度を把握するためのセンサとして、2個のひずみセンサ、すなわち、第一ひずみセンサ5a(5b)および第二ひずみセンサ6a(6b)を用いた。
これに対して、本例では、内輪12a(12b)の疲労度を把握するためのセンサとして、1個のひずみセンサ28a(28b)のみを用いる。
なお、本例では、診断ユニット21に対し、ひずみセンサ28a(28b)による周方向のひずみ量の測定値が、予め設定しておいた閾値を跨いで該閾値よりも小さくなった(たとえばゼロになった)場合に、内輪軌道15a(15b)の破損の予兆ありと判定する機能を持たせることもできる。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第1例の場合と同様である。
実施の形態の第5例について、図10および図11を用いて説明する。
本例の回転体支持装置の診断システムは、回転体支持装置である車輪支持用のハブユニット軸受29と、診断ユニット21とを備える。
また、本発明は、トラックや乗用車に限らず、鉄道車両、風車、圧延機、工作機械、建設機械、農業機械など、各種機械装置に組み込まれる回転体支持装置に適用することができる。
また、静止側軌道と回転側軌道と複数個の転動体とにより構成される軸受部の形式は、円すいころ軸受や玉軸受に限らず、円筒ころ軸受、ニードル軸受、自動調心ころ軸受など、各種の形式を採用することができる。
2、2a 車軸
3 ハブ
4a〜4d 円すいころ軸受
5a、5b 第一ひずみセンサ
6a、6b 第二ひずみセンサ
7a、7b 嵌合面部
8 段差面
9 フランジ部
10a、10b 嵌合面部
11a、11b 段差面
12a〜12d 内輪
13a、13b 外輪
14a、14b 円すいころ
15a、15b 内輪軌道
16a、16b 大鍔部
17a、17b 小鍔部
18a、18b 凹部
19a、19b 外輪軌道
20 ナット
21 診断ユニット
22 データ入力手段
23 データ処理手段
24 予兆判定手段
25 データ記憶手段
26 結果出力手段
27a、27b 凹部
28a、28b ひずみセンサ
29 ハブユニット軸受
30 外輪
31 ハブ
32a、32b 玉
33a、33b 外輪軌道
34 静止側フランジ
35a、35b 熱処理硬化層
36a、36b 内輪軌道
37 回転側フランジ
38 ハブ輪
39 内輪
40 小径段部
41 抑え部
Claims (8)
- 周面に静止側軌道を有する静止輪と、
周面に前記静止側軌道と対向する回転側軌道を有する回転輪と、
前記静止側軌道と前記回転側軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体と、
前記静止輪と該静止輪を支持する静止輪支持体とのうちの何れか一方の部材の表面のうち、使用時の負荷圏と同じ周方向範囲内に存在する第一位置に取り付けられ、該第一位置の周方向のひずみ量を測定する第一ひずみセンサと、
前記一方の部材の表面のうち、使用時の負荷圏と同じ周方向範囲内に存在し、かつ、該負荷圏の最大負荷位置からの周方向距離が前記第一位置とは異なる第二位置に取り付けられ、該第二位置の周方向のひずみ量を測定する第二ひずみセンサと、を備えた
回転体支持装置。 - 前記第一位置が、使用時の負荷圏の最大負荷位置と同じ周方向位置である、
請求項1に記載の回転体支持装置。 - 周面に静止側軌道を有する静止輪と、
周面に前記静止側軌道と対向する回転側軌道を有する回転輪と、
前記静止側軌道と前記回転側軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体と、
前記静止輪と該静止輪を支持する静止輪支持体とのうちの何れか一方の部材の表面のうち、使用時の負荷圏の初期状態での周方向端部と同じ周方向位置に取り付けられ、該周方向位置の周方向のひずみ量を測定するひずみセンサと、を備えた
回転体支持装置。 - 請求項1または2に記載の回転体支持装置と、
前記第一ひずみセンサを用いて、前記一方の部材の表面の前記第一位置での周方向のひずみ量を測定することにより、該測定の結果である第一測定値を取得すると共に、前記第二ひずみセンサを用いて、前記一方の部材の表面の前記第二位置での周方向のひずみ量を測定することにより、該測定の結果である第二測定値を取得した場合に、前記第一測定値と前記第二測定値との双方を利用して、前記静止側軌道の破損の予兆の有無を判定する機能を有する診断ユニットと、を備えた、
回転体支持装置の診断システム。 - 請求項3に記載の回転体支持装置と、
前記ひずみセンサを用いて、前記一方の部材の表面の前記周方向位置での周方向のひずみ量を測定することにより、該測定の結果である測定値を取得した場合に、該測定値を利用して、前記静止側軌道の破損の予兆の有無を判定する機能を有する診断ユニットと、を備えた、
回転体支持装置の診断システム。 - 周面に静止側軌道を有する静止輪と、
周面に前記静止側軌道と対向する回転側軌道を有する回転輪と、
前記静止側軌道と前記回転側軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体と、
を備えた回転体支持装置の診断方法であって、
第一ひずみセンサを用いて、前記静止輪と該静止輪を支持する静止輪支持体とのうちの何れか一方の部材の表面のうち、使用時の負荷圏と同じ周方向範囲内に存在する第一位置での周方向のひずみ量を測定することにより、該測定の結果である第一測定値を取得すると共に、第二ひずみセンサを用いて、前記一方の部材の表面のうち、使用時の負荷圏と同じ周方向範囲内に存在し、かつ、該負荷圏の最大負荷位置からの周方向距離が前記第一位置とは異なる第二位置での周方向のひずみ量を測定することにより、該測定の結果である第二測定値を取得した後、診断ユニットにより、前記第一測定値と前記第二測定値との双方を利用して、前記静止側軌道の破損の予兆の有無を判定する
回転体支持装置の診断方法。 - 前記第一位置が、使用時の負荷圏の最大負荷位置と同じ周方向位置である、
請求項6に記載の回転体支持装置の診断方法。 - 周面に静止側軌道を有する静止輪と、
周面に前記静止側軌道と対向する回転側軌道を有する回転輪と、
前記静止側軌道と前記回転側軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体と、
を備えた回転体支持装置の診断方法であって、
ひずみセンサを用いて、前記静止輪と該静止輪を支持する静止輪支持体とのうちの何れか一方の部材の表面のうち、使用時の負荷圏の初期状態での周方向端部と同じ周方向位置での周方向のひずみ量を測定することにより、該測定の結果である測定値を取得した後、診断ユニットにより、前記測定値を利用して、前記静止側軌道の破損の予兆の有無を判定する
回転体支持装置の診断方法。
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JP2006250726A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Nsk Ltd | 軸受装置 |
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2017
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