JP2020527677A - 軸を軸受けするためのノイズ最適化および摩耗最適化された転がり軸受 - Google Patents

軸を軸受けするためのノイズ最適化および摩耗最適化された転がり軸受 Download PDF

Info

Publication number
JP2020527677A
JP2020527677A JP2019568739A JP2019568739A JP2020527677A JP 2020527677 A JP2020527677 A JP 2020527677A JP 2019568739 A JP2019568739 A JP 2019568739A JP 2019568739 A JP2019568739 A JP 2019568739A JP 2020527677 A JP2020527677 A JP 2020527677A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball
race
bearing
shaft
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019568739A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6861856B2 (ja
Inventor
パウシュ ミヒャエル
パウシュ ミヒャエル
クラウス スヴェン
クラウス スヴェン
ホック トビアス
ホック トビアス
ヒルビンガー ユルゲン
ヒルビンガー ユルゲン
ディンケル マークス
ディンケル マークス
フォル マーティン
フォル マーティン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of JP2020527677A publication Critical patent/JP2020527677A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6861856B2 publication Critical patent/JP6861856B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/24Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
    • F16C19/26Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58Raceways; Race rings
    • F16C33/62Selection of substances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2202/00Solid materials defined by their properties
    • F16C2202/02Mechanical properties
    • F16C2202/04Hardness
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2202/00Solid materials defined by their properties
    • F16C2202/02Mechanical properties
    • F16C2202/06Strength or rigidity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/54Surface roughness
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/70Diameters; Radii
    • F16C2240/76Osculation, i.e. relation between radii of balls and raceway groove

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

軸(7)を軸受けするための転がり軸受(1)であって、1つのレース材料から形成されているインナレース(2)とアウタレース(3)とを含み、インナレース(2)は外周面に、アウタレース(3)は内周面に、ボール(6)をガイドするためのそれぞれ1つの軌道(4,5)を有しており、ボール(6)は各軌道(4,5)に沿って転動し、レース材料は、0.5〜2重量%の炭素、最大0.035重量%の硫黄、3〜5重量%のクロム、1〜4重量%のバナジウム、1〜12重量%のタングステン、および2〜12重量%のモリブデンを含み、各軌道(4,5)の表面の硬度は少なくとも62HRCであって、インナレース(2)およびアウタレース(3)は、220〜250MPaの弾性率を有していて、インナレース(2)における軌道(4)とボール(6)との間の接触、および/またはアウタレース(3)における軌道(5)とボール(6)との間の接触は、少なくとも1.05であって、少なくともインナレース(2)における軌道(4)および/またはアウタレース(3)における軌道(5)は、0.005〜0.03の算術平均粗さRaと、0.3〜−5のスキューネスRskと、3〜15のクルトシスRkuと、を有する表面粗さを有している。

Description

本発明は、軸を軸受けするための転がり軸受に関する。さらに本発明は、転がり軸受によって回転可能に支持された軸を含む軸受装置にも関する。
欧州特許第2825783号明細書には、車両または航空機用の伝動装置の、少なくとも1つのローラ軸受を含むピニオン軸受装置が開示されている。ローラ軸受の少なくとも1つはボールベアリングであり、このボールベアリングは、インナレースとアウタレースとを有している。両レースは、レースの内側に位置するボールのための軌道を有している。少なくとも1つの軌道は、曲率半径を有しており、ボールは直径を有している。ボールの直径に対する軌道の曲率半径の比は0.53である。さらに、レースのうちの少なくとも1つは、粉末冶金法により製作されたボールベアリング鋼から形成されている。このためには、0.5〜2.0重量%のC、最大0.035重量%のS、3.0〜5.0重量%のCr、1.0〜4.0重量%のV、1.0〜12.0重量%のW、および2.0〜12.0重量%のMoを含有する粉末冶金の成分が使用される。軌道の表面は、65HRC〜70HRCの硬度を有し、少なくとも1つのボールベアリングのボールは、セラミック材料から製作されている。
本発明の課題は、ノイズ最適化および摩耗最適化された転がり軸受を提供することである。
この課題は、請求項1の特徴を有する転がり軸受によって解決される。本発明の好適なまたは有利な実施形態は、以下の説明の従属請求項ならびに添付の図面から明らかになる。
本発明による軸を軸受けするための転がり軸受は、1つのレース材料から形成されているインナレースとアウタレースとを含み、インナレースは外周面に、アウタレースは内周面に、それぞれボールをガイドするための軌道を有しており、ボールは各軌道に沿って転動し、レース材料は、0.5〜2重量%の炭素、最大0.035重量%の硫黄、3〜5重量%のクロム、1〜4重量%のバナジウム、1〜12重量%のタングステン、および2〜12重量%のモリブデンを含んでおり、各軌道の表面の硬度は少なくとも62HRCであって、インナレースおよびアウタレースは、220〜250MPaの弾性率を有していて、さらにインナレースにおける軌道もしくはインナレースにおける玉溝直径とボールとの間の接触(Schmiegung)および/またはアウタレースにおける軌道もしくはアウタレースにおける玉溝直径とボールとの間の接触は、少なくとも1.05であって、少なくともインナレースにおける軌道および/またはアウタレースにおける軌道は、0.005〜0.03の算術平均粗さRと、0.3〜−5のスキューネスRskと、3〜15のクルトシスRkuと、を有する表面粗さを有している。好適な実施例によると、レース材料は鋼合金M62である。
算術平均粗さRとは、表面の粗さプロファイルの全てのプロファイル値の複数の値の算術的中間値であると理解されたい。さらに、スキューネスRskとは、表面粗さの振幅密度曲線の非対称性に関する尺度であると理解されたい。マイナスのスキューネスは、良好な支持挙動を有する表面を特徴とする。クルトシスRkuとは、表面粗さの振幅密度曲線の尖度に関する尺度に相当する。通常のプロファイル値の分布では、クルトシスRkuは3である。スキューネスRskおよびクルトシスRkuの特性値は、表面粗さに関するプロファイルの個々の山および谷によって大きく影響を受ける。
ボールは、インナレースおよびアウタレースにおける、好適には溝状に形成された軌道内で転動するので、アウタレースおよびインナレースは、1つの回転軸線を中心として互いに回転可能である。接触(Schmiegung)は、軌道の曲率半径とボール直径との間の比を表す。したがって、各軌道の曲率半径とボール直径との間の商を求めることにより接触を計算することができる。本発明によれば、インナレースにおける軌道とボールとの間の接触は少なくとも1.05であるか、またはアウタレースにおける軌道とボールとの間の接触は少なくとも1.05であるか、またはインナレースにおける軌道とボールとの間の接触とアウタレースにおける軌道とボールとの間の接触の両方が少なくとも1.05である。
各軌道の曲率半径と、その軌道に沿って転動するボールの直径とが同じであるならば、接触は1である。したがって、軌道の曲率半径が増加すると接触は増加する。接触の増加に伴い、ボールと軌道におけるコンタクト領域との間のコンタクト面積は減少し、このことは摩擦損失においては有利に作用する。接触が減少すると、ボールと軌道におけるコンタクト領域との間のコンタクト面積は相応に増大し、同時に摩擦損失が増加する。
好適には、インナレースにおける軌道とボールとの間の接触および/またはアウタレースにおける軌道とボールとの間の接触は、1.05〜1.13である。驚くべきことに、軌道の曲率半径とボール直径との間の比が最小で1.05かつ最大で1.13であるとき、転がり軸受のノイズ最適化および摩耗最適化が最良であることがわかった。したがって、ノイズ最適化と摩耗最適化との間の妥協点は、各軌道と各ボールとの間の接触が1.05〜1.13の場合にある。
説明した接触範囲により、転動体またはボールと各軸受レースとの間に、規定された小さい圧着面積が生じる。小さな圧着面積の結果として、摩擦が殆ど生じず、摩耗面積はごく僅かである。さらに、粗さ規定により、軸受レースとボールとの間に最適な潤滑状態が達成される。このためには、平坦な表面(Rskマイナス)に基づくオイル保持作用が重要である。粗さ・接触・材料の組み合わせが、転がり軸受の摩耗最適化およびノイズ最適化にとって決定的要素である。
好適には、ボールはセラミック材料またはレース材料から形成されている。したがって、ボールはセラミックから形成されている、または0.5〜2重量%の炭素、最大0.035重量%の硫黄、3〜5重量%のクロム、1〜4重量%のバナジウム、1〜12重量%のタングステン、および2〜12重量%のモリブデンを含むレース材料から形成されている。セラミックの転動体またはレース材料から成る耐摩耗性の高い特殊鋼転動体を使用することにより、圧着面積の大きさがさらに減少し、レース材料とボールとの間の改善された摩耗対が実現される。
さらに好適には、インナレースとアウタレースとは少なくとも部分的に粉末冶金により製造されている。換言すると、インナレースとアウタレースの製造における少なくとも1つの方法ステップは、0.5〜2重量%の炭素、最大0.035重量%の硫黄、3〜5重量%のクロム、1〜4重量%のバナジウム、1〜12重量%のタングステン、および2〜12重量%のモリブデンの少なくとも部分的に粉末状の構成成分の混合およびさらなる処理に関する。
好適な実施例によれば、本発明は、軸と、請求項1による少なくとも1つの転がり軸受とを含む軸受装置であって、軸は、工作機械のスピンドル軸として形成されている軸受装置に関する。特に、軸は、主スピンドル軸、送りスピンドル軸、および/または仕上げスピンドル軸として形成されている。さらに、駆動される工具を、少なくとも1つの本発明による転がり軸受により軸受けすることも考えられる。
別の好適な実施例によれば、本発明は、軸と、本発明による少なくとも1つの転がり軸受を含む軸受装置であって、軸は、ターボ圧縮機またはコンプレッサのコンプレッサ軸として形成されている軸受装置に関する。
別の好適な実施例によれば、本発明は、軸と、本発明による少なくとも1つの転がり軸受を含む軸受装置であって、軸は、電気機械の、特に電気モータおよび/またはジェネレータのロータ軸として形成されている軸受装置に関する。ロータ軸には、電気機械のロータが相対回動不能に配置されており、ロータは、ハウジングに位置固定されたステータを中心として、好適にはハウジングに位置固定されたステータの内側で回転する。
スピンドル軸を軸受けするための、またはコンプレッサ軸を軸受けするための、またはロータ軸を軸受けするための、本発明による転がり軸受の使用が提案される。したがって、この転がり軸受は特に、高速回転する軸の軸受のために良好に適している。本発明による転がり軸受により、軸のノイズ最適化および摩耗最適化された軸受が可能となる。高速回転では、回転数は1分間につき100万回転以上であり、この場合、n×dmに相当し、nは回転数、dmは平均的な軸受直径である。例えば、高速回転とは、100mmの平均軸受直径の場合に、毎分10000回転であると理解されたい。
本発明を改善するさらなる措置について、次に図面に基づき本発明の好適な実施例の説明と共に詳しく説明する。
本発明による転がり軸受を概略的に示す斜視図である。 図1の本発明による転がり軸受と軸とを備えた軸受装置を概略的に示す部分断面図である。
図1によれば、ここには図示されていない工作機械のための本発明による転がり軸受1は、インナレース2、およびアウタレース3、ならびに半径方向でインナレース2とアウタレース3との間に配置された転動体としてのボール6を含む。ボール6は、リテーナ8によってガイドされている。転がり軸受1は、深溝ボールベアリングとして形成されている。
図2では、図1の転がり軸受1が軸7を軸受けしている。軸7は、工作機械のスピンドル軸として形成されていて、部分的にしか示されていない。インナレース2は外周面に、ボール6をガイドするための軌道4を有している。さらに、アウタレース3も内周面に、ボール6をガイドするための軌道5を有している。ボール6は、インナレース2とアウタレース3との間で各軌道4,5に沿って転動し、ボール6はセラミック材料から形成されている。
インナレース2とアウタレース3とはレース材料から形成されており、レース材料は、粉末冶金により、0.5〜2重量%の炭素、最大0.035重量%の硫黄、3〜5重量%のクロム、1〜4重量%のバナジウム、1〜12重量%のタングステン、2〜12重量%のモリブデンおよび鉄から形成されている。各軌道4,5の表面の硬度は62HRCである。インナレース2およびアウタレース3は、230MPaの弾性率を有している。インナレース2における軌道4とボール6との間の接触は、アウタレース3における軌道5とボール6との間の接触と同様に、1.05である。さらに、インナレース2における軌道4とアウタレース3における軌道5とは、0.005〜0.03の算術平均粗さRと、0.3〜−5のスキューネスRskと、3〜15のクルトシスRkuを有する表面粗さを有している。
1 転がり軸受
2 インナレース
3 アウタレース
4 軌道
5 軌道
6 ボール
7 軸
8 リテーナ
本発明は、軸を軸受けするための転がり軸受に関する。さらに本発明は、転がり軸受によって回転可能に支持された軸を含む軸受装置にも関する。
欧州特許第2825783号明細書には、車両または航空機用の伝動装置の、少なくとも1つのローラ軸受を含むピニオン軸受装置が開示されている。ローラ軸受の少なくとも1つはボールベアリングであり、このボールベアリングは、インナレースとアウタレースとを有している。両レースは、レースの内側に位置するボールのための軌道を有している。少なくとも1つの軌道は、曲率半径を有しており、ボールは直径を有している。ボールの直径に対する軌道の曲率半径の比は0.53である。さらに、レースのうちの少なくとも1つは、粉末冶金法により製作されたボールベアリング鋼から形成されている。このためには、0.5〜2.0重量%のC、最大0.035重量%のS、3.0〜5.0重量%のCr、1.0〜4.0重量%のV、1.0〜12.0重量%のW、および2.0〜12.0重量%のMoを含有する粉末冶金の成分が使用される。軌道の表面は、65HRC〜70HRCの硬度を有し、少なくとも1つのボールベアリングのボールは、セラミック材料から製作されており、各軌道の表面の硬度は少なくとも62HRCであって、インナレース(2)における軌道(4)とボール(6)との間の接触および/またはアウタレース(3)における軌道(5)とボール(6)との間の接触は、少なくとも1.05である
本発明の課題は、ノイズ最適化および摩耗最適化された転がり軸受を提供することである。
この課題は、請求項1の特徴を有する転がり軸受によって解決される。本発明の好適なまたは有利な実施形態は、以下の説明の従属請求項ならびに添付の図面から明らかになる。
本発明による軸を軸受けするための転がり軸受は、1つのレース材料から形成されているインナレースとアウタレースとを含み、インナレースは外周面に、アウタレースは内周面に、それぞれボールをガイドするための軌道を有しており、ボールは各軌道に沿って転動し、レース材料は、0.5〜2重量%の炭素、最大0.035重量%の硫黄、3〜5重量%のクロム、1〜4重量%のバナジウム、1〜12重量%のタングステン、および2〜12重量%のモリブデンを含んでおり、各軌道の表面の硬度は少なくとも62HRCであって、インナレースおよびアウタレースは、220〜250MPaの弾性率を有していて、さらにインナレースにおける軌道もしくはインナレースにおける玉溝直径とボールとの間の接触(Schmiegung)および/またはアウタレースにおける軌道もしくはアウタレースにおける玉溝直径とボールとの間の接触は、少なくとも1.05であって、少なくともインナレースにおける軌道および/またはアウタレースにおける軌道は、0.005〜0.03の算術平均粗さRと、0.3〜−5のスキューネスRskと、3〜15のクルトシスRkuと、を有する表面粗さを有している。
適な実施例によると、レース材料は鋼合金M62である。
算術平均粗さRとは、表面の粗さプロファイルの全てのプロファイル値の複数の値の算術的中間値であると理解されたい。さらに、スキューネスRskとは、表面粗さの振幅密度曲線の非対称性に関する尺度であると理解されたい。マイナスのスキューネスは、良好な支持挙動を有する表面を特徴とする。クルトシスRkuとは、表面粗さの振幅密度曲線の尖度に関する尺度に相当する。通常のプロファイル値の分布では、クルトシスRkuは3である。スキューネスRskおよびクルトシスRkuの特性値は、表面粗さに関するプロファイルの個々の山および谷によって大きく影響を受ける。
ボールは、インナレースおよびアウタレースにおける、好適には溝状に形成された軌道内で転動するので、アウタレースおよびインナレースは、1つの回転軸線を中心として互いに回転可能である。接触(Schmiegung)は、軌道の曲率半径とボール直径との間の比を表す。したがって、各軌道の曲率半径とボール直径との間の商を求めることにより接触を計算することができる。本発明によれば、インナレースにおける軌道とボールとの間の接触は少なくとも1.05であるか、またはアウタレースにおける軌道とボールとの間の接触は少なくとも1.05であるか、またはインナレースにおける軌道とボールとの間の接触とアウタレースにおける軌道とボールとの間の接触の両方が少なくとも1.05である。
各軌道の曲率半径と、その軌道に沿って転動するボールの直径とが同じであるならば、接触は1である。したがって、軌道の曲率半径が増加すると接触は増加する。接触の増加に伴い、ボールと軌道におけるコンタクト領域との間のコンタクト面積は減少し、このことは摩擦損失においては有利に作用する。接触が減少すると、ボールと軌道におけるコンタクト領域との間のコンタクト面積は相応に増大し、同時に摩擦損失が増加する。
好適には、インナレースにおける軌道とボールとの間の接触および/またはアウタレースにおける軌道とボールとの間の接触は、1.05〜1.13である。驚くべきことに、軌道の曲率半径とボール直径との間の比が最小で1.05かつ最大で1.13であるとき、転がり軸受のノイズ最適化および摩耗最適化が最良であることがわかった。したがって、ノイズ最適化と摩耗最適化との間の妥協点は、各軌道と各ボールとの間の接触が1.05〜1.13の場合にある。
説明した接触範囲により、転動体またはボールと各軸受レースとの間に、規定された小さい圧着面積が生じる。小さな圧着面積の結果として、摩擦が殆ど生じず、摩耗面積はごく僅かである。さらに、粗さ規定により、軸受レースとボールとの間に最適な潤滑状態が達成される。このためには、平坦な表面(Rskマイナス)に基づくオイル保持作用が重要である。粗さ・接触・材料の組み合わせが、転がり軸受の摩耗最適化およびノイズ最適化にとって決定的要素である。
好適には、ボールはセラミック材料またはレース材料から形成されている。したがって、ボールはセラミックから形成されている、または0.5〜2重量%の炭素、最大0.035重量%の硫黄、3〜5重量%のクロム、1〜4重量%のバナジウム、1〜12重量%のタングステン、および2〜12重量%のモリブデンを含むレース材料から形成されている。セラミックの転動体またはレース材料から成る耐摩耗性の高い特殊鋼転動体を使用することにより、圧着面積の大きさがさらに減少し、レース材料とボールとの間の改善された摩耗対が実現される。
さらに好適には、インナレースとアウタレースとは少なくとも部分的に粉末冶金により製造されている。換言すると、インナレースとアウタレースの製造における少なくとも1つの方法ステップは、0.5〜2重量%の炭素、最大0.035重量%の硫黄、3〜5重量%のクロム、1〜4重量%のバナジウム、1〜12重量%のタングステン、および2〜12重量%のモリブデンの少なくとも部分的に粉末状の構成成分の混合およびさらなる処理に関する。
好適な実施例によれば、本発明は、軸と、請求項1による少なくとも1つの転がり軸受とを含む軸受装置であって、軸は、工作機械のスピンドル軸として形成されている軸受装置に関する。特に、軸は、主スピンドル軸、送りスピンドル軸、および/または仕上げスピンドル軸として形成されている。さらに、駆動される工具を、少なくとも1つの本発明による転がり軸受により軸受けすることも考えられる。
別の好適な実施例によれば、本発明は、軸と、本発明による少なくとも1つの転がり軸受を含む軸受装置であって、軸は、ターボ圧縮機またはコンプレッサのコンプレッサ軸として形成されている軸受装置に関する。
別の好適な実施例によれば、本発明は、軸と、本発明による少なくとも1つの転がり軸受を含む軸受装置であって、軸は、電気機械の、特に電気モータおよび/またはジェネレータのロータ軸として形成されている軸受装置に関する。ロータ軸には、電気機械のロータが相対回動不能に配置されており、ロータは、ハウジングに位置固定されたステータを中心として、好適にはハウジングに位置固定されたステータの内側で回転する。
スピンドル軸を軸受けするための、またはコンプレッサ軸を軸受けするための、またはロータ軸を軸受けするための、本発明による転がり軸受の使用が提案される。したがって、この転がり軸受は特に、高速回転する軸の軸受のために良好に適している。本発明による転がり軸受により、軸のノイズ最適化および摩耗最適化された軸受が可能となる。高速回転では、回転数は1分間につき100万回転以上であり、この場合、n×dmに相当し、nは回転数、dmは平均的な軸受直径である。例えば、高速回転とは、100mmの平均軸受直径の場合に、毎分10000回転であると理解されたい。
本発明を改善するさらなる措置について、次に図面に基づき本発明の好適な実施例の説明と共に詳しく説明する。
本発明による転がり軸受を概略的に示す斜視図である。 図1の本発明による転がり軸受と軸とを備えた軸受装置を概略的に示す部分断面図である。
図1によれば、ここには図示されていない工作機械のための本発明による転がり軸受1は、インナレース2、およびアウタレース3、ならびに半径方向でインナレース2とアウタレース3との間に配置された転動体としてのボール6を含む。ボール6は、リテーナ8によってガイドされている。転がり軸受1は、深溝ボールベアリングとして形成されている。
図2では、図1の転がり軸受1が軸7を軸受けしている。軸7は、工作機械のスピンドル軸として形成されていて、部分的にしか示されていない。インナレース2は外周面に、ボール6をガイドするための軌道4を有している。さらに、アウタレース3も内周面に、ボール6をガイドするための軌道5を有している。ボール6は、インナレース2とアウタレース3との間で各軌道4,5に沿って転動し、ボール6はセラミック材料から形成されている。
インナレース2とアウタレース3とはレース材料から形成されており、レース材料は、粉末冶金により、0.5〜2重量%の炭素、最大0.035重量%の硫黄、3〜5重量%のクロム、1〜4重量%のバナジウム、1〜12重量%のタングステン、2〜12重量%のモリブデンおよび鉄から形成されている。各軌道4,5の表面の硬度は62HRCである。インナレース2およびアウタレース3は、230MPaの弾性率を有している。インナレース2における軌道4とボール6との間の接触は、アウタレース3における軌道5とボール6との間の接触と同様に、1.05である。さらに、インナレース2における軌道4とアウタレース3における軌道5とは、0.005〜0.03の算術平均粗さRと、0.3〜−5のスキューネスRskと、3〜15のクルトシスRkuを有する表面粗さを有している。
1 転がり軸受
2 インナレース
3 アウタレース
4 軌道
5 軌道
6 ボール
7 軸
8 リテーナ

Claims (8)

  1. 軸(7)を軸受けするための転がり軸受(1)であって、1つのレース材料から形成されているインナレース(2)とアウタレース(3)とを含み、前記インナレース(2)は外周面に、前記アウタレース(3)は内周面に、ボール(6)をガイドするためのそれぞれ1つの軌道(4,5)を有しており、前記ボール(6)は前記各軌道(4,5)に沿って転動し、前記レース材料は、0.5〜2重量%の炭素、最大0.035重量%の硫黄、3〜5重量%のクロム、1〜4重量%のバナジウム、1〜12重量%のタングステン、および2〜12重量%のモリブデンを含む、転がり軸受(1)において、
    前記各軌道(4,5)の表面の硬度は少なくとも62HRCであって、前記インナレース(2)および前記アウタレース(3)は、220〜250MPaの弾性率を有していて、前記インナレース(2)における前記軌道(4)と前記ボール(6)との間の接触、および/または前記アウタレース(3)における前記軌道(5)と前記ボール(6)との間の接触は、少なくとも1.05であって、少なくとも前記インナレース(2)における前記軌道(4)および/または前記アウタレース(3)における前記軌道(5)は、0.005〜0.03の算術平均粗さRと、0.3〜−5のスキューネスRskと、3〜15のクルトシスRkuとを有する表面粗さを有することを特徴とする、転がり軸受(1)。
  2. 前記インナレース(2)における前記軌道(4)と前記ボール(6)との間の接触および/または前記アウタレース(3)における前記軌道(5)と前記ボール(6)との間の接触は、1.05〜1.13である、請求項1記載の転がり軸受(1)。
  3. 前記ボール(6)は、セラミック材料または前記レース材料から形成されている、請求項1または2記載の転がり軸受(1)。
  4. 前記インナレース(2)と前記アウタレース(3)とは少なくとも部分的に粉末冶金により製造されている、請求項1から3までのいずれか1項記載の転がり軸受(1)。
  5. 軸(7)と、請求項1から4までのいずれか1項記載の少なくとも1つの転がり軸受(1)を含む軸受装置であって、前記軸(7)は、工作機械のスピンドル軸として形成されている、軸受装置。
  6. 軸(7)と、請求項1から4までのいずれか1項記載の少なくとも1つの転がり軸受(1)を含む軸受装置であって、前記軸(7)は、ターボ圧縮機またはコンプレッサのコンプレッサ軸として形成されている、軸受装置。
  7. 軸(7)と、請求項1から4までのいずれか1項記載の少なくとも1つの転がり軸受(1)を含む軸受装置であって、前記軸(7)は、電気機械のロータ軸として形成されている、軸受装置。
  8. スピンドル軸を軸受けするための、またはコンプレッサ軸を軸受けするための、またはロータ軸を軸受けするための、請求項1から4までのいずれか1項記載の転がり軸受(1)の使用。
JP2019568739A 2017-06-21 2018-04-16 軸を軸受けするためのノイズ最適化および摩耗最適化された転がり軸受 Active JP6861856B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017113701.7A DE102017113701A1 (de) 2017-06-21 2017-06-21 Geräusch- und verschleißoptimiertes Wälzlager zur Lagerung einer Welle
DE102017113701.7 2017-06-21
PCT/DE2018/100357 WO2018233747A1 (de) 2017-06-21 2018-04-16 GERÄUSCH- UND VERSCHLEIßOPTIMIERTES WÄLZLAGER ZUR LAGERUNG EINER WELLE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020527677A true JP2020527677A (ja) 2020-09-10
JP6861856B2 JP6861856B2 (ja) 2021-04-21

Family

ID=62148067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019568739A Active JP6861856B2 (ja) 2017-06-21 2018-04-16 軸を軸受けするためのノイズ最適化および摩耗最適化された転がり軸受

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3642497B1 (ja)
JP (1) JP6861856B2 (ja)
CN (1) CN110753799A (ja)
DE (1) DE102017113701A1 (ja)
WO (1) WO2018233747A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900000238A1 (it) * 2019-01-09 2020-07-09 Skf Ab Rolling contact bearing with improved performances
DE102019105223A1 (de) * 2019-03-01 2020-09-03 Kolibri Metals Gmbh Metallische Materialzusammensetzung für additiv im 3D-Laserschmelzen (SLM) hergestellte Teile

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011196543A (ja) * 2010-02-23 2011-10-06 Nsk Ltd ころ軸受およびその製造方法
EP2825783A1 (en) * 2012-03-15 2015-01-21 Aktiebolaget SKF Pinion bearing arrangement
JP2016505123A (ja) * 2013-02-06 2016-02-18 アクティエボラゲット・エスコーエッフ 改善されたマイクロピッチング耐性を有する軸受

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5586826A (en) * 1994-12-19 1996-12-24 Skf Sverige Ab Roller bearing provided with roller skew control and long life characteristics
DE102011082905A1 (de) * 2011-09-19 2013-03-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlagerbauteil
JP6389031B2 (ja) * 2013-06-10 2018-09-12 Ntn株式会社 円錐ころ軸受
DE102013221685A1 (de) * 2013-10-25 2015-04-30 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Wälzlager
CN105156465B (zh) * 2015-08-31 2018-06-26 江苏大学 一种具有复合不同弹性模量轴承内圈和外圈的滚动轴承
DE102016205571A1 (de) * 2016-04-05 2017-04-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Federbeinlager
JP6934728B2 (ja) * 2017-02-21 2021-09-15 Ntn株式会社 円すいころ軸受
JP7024189B2 (ja) * 2017-02-24 2022-02-24 日本精工株式会社 円錐ころ軸受
DE102017113704A1 (de) * 2017-06-21 2018-12-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager mit Schmiermittel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011196543A (ja) * 2010-02-23 2011-10-06 Nsk Ltd ころ軸受およびその製造方法
EP2825783A1 (en) * 2012-03-15 2015-01-21 Aktiebolaget SKF Pinion bearing arrangement
JP2016505123A (ja) * 2013-02-06 2016-02-18 アクティエボラゲット・エスコーエッフ 改善されたマイクロピッチング耐性を有する軸受

Also Published As

Publication number Publication date
EP3642497B1 (de) 2021-06-09
DE102017113701A1 (de) 2018-12-27
CN110753799A (zh) 2020-02-04
WO2018233747A1 (de) 2018-12-27
JP6861856B2 (ja) 2021-04-21
EP3642497A1 (de) 2020-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2787224B1 (en) Prong type resin cage for double row roller bearing and double row roller bearing
JP6861856B2 (ja) 軸を軸受けするためのノイズ最適化および摩耗最適化された転がり軸受
JP2006329265A (ja) 転がり軸受
JP2008151236A (ja) 転がり軸受
JP6884236B2 (ja) 潤滑剤を備えた転がり軸受
WO2006001144A1 (ja) 転がり軸受
JP2013160314A (ja) 転がり軸受
JP2008150687A (ja) 車輪支持用転がり軸受装置
JP5233305B2 (ja) ころ軸受及びその製造方法
EP3434920B1 (en) Rolling bearing, and abrasion resistance treatment method for bearing raceway surface
JP2005140275A (ja) プラネタリギヤ装置
JP2003176826A (ja) 転がり軸受
JP5857433B2 (ja) 転がり案内装置の製造方法
CN112824693A (zh) 推力滚子轴承
WO2022202483A1 (ja) ころ軸受
WO2023176615A1 (ja) ころ軸受
JP2010025183A (ja) 自動調心ころ軸受
JP2005048843A (ja) スラスト針状ころ軸受
JP2021089067A (ja) スラストころ軸受
JP2007218322A (ja) 転がり軸受
JP2009222166A (ja) 自動調心ころ軸受
JP2007284737A (ja) 自動車電装・補機用転動部材および自動車電装・補機用転がり軸受
JP2003206929A (ja) 転がり軸受
JP2005344783A (ja) スラスト針状ころ軸受
JP2008002494A (ja) 転がり軸受用保持器およびこれを用いた転がり軸受

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191212

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201012

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210330

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6861856

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250