JP2021055831A - 複列円すいころ軸受 - Google Patents
複列円すいころ軸受 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021055831A JP2021055831A JP2020092067A JP2020092067A JP2021055831A JP 2021055831 A JP2021055831 A JP 2021055831A JP 2020092067 A JP2020092067 A JP 2020092067A JP 2020092067 A JP2020092067 A JP 2020092067A JP 2021055831 A JP2021055831 A JP 2021055831A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- row
- double
- tapered roller
- bearing
- 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
Links
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 12
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
複列円すいころ軸受の強度不足の要因の一つは、アキシアル荷重により両列のころに不均衡負荷が発生し、両列の仕様が同じである場合、アキシアル荷重が主に負荷される側の列である荷重負荷列が先に疲労限度に至ると考えられる。そのため、通常の設計思想では荷重負荷列の負荷容量を大きくする。
アキシアル荷重が主に負荷される側の列である荷重負荷列の接触角が、反対側の列である非負荷側列の接触角よりも大きく、かつ両列の接触角の差が15°以上である。
なお、前記「主に」とは、アキシアル荷重の方向が定まっていればその方向を、アキシアル荷重の方向が変動することがある場合は、多くの時間アキシアル荷重が作用する方向を示す。
この場合に、両列の接触角の差を15°以上と大きくしたため、荷重負荷列の接触角をある程度大きくしながら、非負荷側列の接触角を十分に小さくできる。非負荷側列の接触角が小さくなることで、非負荷側列のラジアル荷重の負荷能力が高まり、荷重負荷列のラジアル荷重の負荷能力の低減が補える。これにより、アキシアル荷重とラジアル荷重の両方を考慮すると、両列の負荷荷重が均衡化し、両列の寿命が均衡化して軸受全体の長寿命化が達成できる。
複列円すいころ軸受は、荷重の方向や大きさが大きく変動する条件で使用される場合がある。例えば、風力発電装置主軸用軸受として使用する場合、風車の風荷重は大きく変化するため、非負荷側列に大きな荷重が負荷される場合がある。このような場合に、非負荷側列のころのころ長さところ径のいずれか一方または両方が、荷重負荷列のころのころ長さところ径よりも大きく形成されていると、非負荷側列に大きなアキシアル荷重とラジアル荷重が負荷されても、安全率の基準を満足させることが容易となる。
25°≦荷重負荷列の接触角≦35°
5°≦非負荷側列の接触角≦15°
荷重負荷列の接触角が25°以上であり、非負荷側列の接触角が15°以下であると、両列の軸受中心軸上における両列の作用点間距離Mが、左右対称設計の複列円すいころ軸受の50%〜75%程度になる。そのため、非負荷側列のラジアル荷重の負荷割合が、左右対称設計の複列円すいころ軸受よりも高くなる。このように非負荷側列のラジアル荷重の負荷割合が高くなることで、アキシアル荷重が一方向に偏って作用する使用条件下で、対称設計よりも両列の荷重の均等化が実現できる。
荷重負荷列の接触角が35°以上であると、荷重負荷列のラジアル荷重の負荷能力が低減するため、好ましくない。また、非負荷側列の接触角が5°以下であると、アキシアル荷重が反対方向に作用した場合に、アキシアル荷重の負荷能力が不足する。
0.9≦(PCDA/PCDB)≦1.1
であってもよい。
両列で接触角を異ならせると、両列の間で必要な中つばの高さに差が生じる。この中つばの高さの差を抑えるため、両列のピッチ円直径の比(PCDA/PCDB)を定量的に定めておくことが好ましく、ピッチ円直径の比(PCDA/PCDB)を、上記の、
0.9≦(PCDA/PCDB)≦1.1
となる範囲に設定することで、両列間で中つばの高さの差が大きくなり過ぎることを抑制できる。
TH≦0.15×内輪幅
であることが好ましい。
中つばは、アキシアル荷重が作用する場合にころの軸方向の移動を抑えるためにある程度の厚みTH必要であるが、中つばの厚みTHが0.15×内輪幅の範囲を超えて大きくなると、中つばによって軌道面幅、ころ長さが無駄に小さくなる。
風力発電装置主軸用軸受の場合、風車の風荷重が時によって大きく変動するため、この発明の複列円すいころ軸受の構成であることによる作用,効果が、効果的に発揮される。
この発明の第1の実施形態を図1、図2と共に説明する。
この複列円すいころ軸受1は、左右の列A,Bの接触角θA,θBが互いに異なる左右非対称型で、かつ正面組み合わせ型とされている。この複列円すいころ軸受1は、内輪2と、外輪3と、これら内外輪2,3の複列の軌道面4,5間にそれぞれ介在した複列のころ6,7と、各列のころ6,7をそれぞれ保持する2つの保持器8,9とで構成される。各列のころ6,7は円すいころであり、軸受幅方向の中央側が大径とされている。
25°≦(荷重負荷列Aの接触角θA)≦35°
5°≦(非負荷側列Bの接触角θB)≦15°
A列ころ6の大端面中央にセンター穴6−1(図3参照)を設けている。B列ころ7の大端面中央にセンター穴7−1、小端面に円環状の識別印7−2を設けている。
0.9≦(PCDA/PCDB)≦1.1とされている。
TH≦0.15×内輪幅W
とされている。
前記中つば11のA列側の高さHAとB列側の高さHBについては、
HA≧HB (HA=HBが望ましい)
とされている。
前記中つば11のA列ころとの接触点の高さCAとB列ころとの接触点の高さCBについては、
|CA−CB|≦3mm
とされている。
この構成によると、荷重負荷列Aの接触角θA(図1)が非負荷側列Bの接触角θBよりも大きいため、荷重負荷列Aのアキシアル荷重の負荷能力が高まる。その反面、荷重負荷列Aのラジアル荷重の負荷能力が低減する。複列円すいころ軸受では、作用する荷重は一般的に、アキシアル荷重よりもラジアル荷重の方が大きく、ラジアル荷重は両列で負荷することになる。そのため複列円すいころ軸受は、軸受全体としてアキシアル荷重とラジアル荷重との負荷能力の均衡化を図る必要がある。
この場合に、両列A,Bの接触角θA,θBの差を15°以上と大きくしたため、荷重負荷列Aの接触角θAをある程度大きくしながら、非負荷側列Bの接触角θBを十分に小さくできる。非負荷側列Bの接触角θBが小さくなることで、非負荷側列Bのラジアル荷重の負荷能力が高まり、荷重負荷列Aのラジアル荷重の負荷能力の低減が補える。これにより、アキシアル荷重とラジアル荷重の両方を考慮すると、両列A,Bの負荷荷重が均衡化し、両列A,Bの寿命が均衡化して軸受全体の長寿命化が達成できる。
複列円すいころ軸受は、荷重の方向や大きさが大きく変動する条件で使用される場合がある。例えば、風力発電装置主軸用軸受として使用する場合、風車の風荷重は大きく変化するため、非負荷側列に大きな荷重が負荷される場合がある。このような場合に、非負荷側列Bのころ7のころ長さLBが、荷重負荷列Aのころ6のころ長さLAよりも大きく形成されていると、非負荷側列Bに大きな荷重が負荷されても、安全率の基準を満足させることが容易となる。
ころ端面にセンター穴6−1,7−1、識別印7−2を設けることで、異種ころ組みの防止ができる。
25°≦荷重負荷列Aの接触角θA≦35°
5°≦非負荷側列Bの接触角θB≦15°
を充足しているため、アキシアル荷重が一方向に偏って作用する使用条件下で、対称設計よりも両列の荷重の均等化が実現できるなどの効果が得られる。
荷重負荷列Aの接触角θAが25°以上であり、非負荷側列の接触角が15°以下であると、両列A,Bの軸受中心軸O上における両列の作用点PA,PB間の距離Mが、左右対称設計の複列円すいころ軸受の50〜75%程度になる。そのため、非負荷側列Bのラジアル荷重の負荷割合が、左右対称設計の複列円すいころ軸受よりも高くなる。このように非負荷側列Bのラジアル荷重の負荷割合が高くなることで、アキシアル荷重が一方向に偏って作用する使用条件下で、対称設計よりも両列の荷重の均等化が実現できる。
荷重負荷列Aの接触角θA角が35°を超えると、荷重負荷列Aのラジアル荷重の負荷能力が低減するため、好ましくない。また、非負荷側列Bの接触角θBが5°未満であると、アキシアル荷重が反対方向に作用した場合に、アキシアル荷重の負荷能力が不足する。
この実施形態では、前記のように両例A,Bのころピッチ円直径の比(PCDA/PCDB)が、
0.9≦(PCDA/PCDB)≦1.1
とされている。
このため、両列A,B間で中つば11の両側の高さの差が大きくなり過ぎることを抑制できる。
TH≦0.15×内輪幅W
であることが好ましい。
中つば11は、アキシアル荷重が作用する場合にころ6,7の軸方向の移動を抑えるためにある程度の厚みTH必要であるが、中つば6,7の厚みTHが0.15×内輪幅Wの範囲を超えて大きくなると、中つば11によって軌道面幅、ころ長さが無駄に小さくなる。
表1に、同一サイズで各設計での安全率と基本定格寿命を比較して示す。表中の非対称設計(1),(2)は図1,2の実施形態品を、非対称設計(3)は両列A,Bの接触角θA,θBの差が15°未満となる比較例を示す。各列のころ長さ、ころ径、安全率については、対称設計品(両列の接触角が同じである従来品)の値を、それぞれころ長さL、ころ径DW、安全率S0A、S0Bで示し、非対称設計(1), (2)の各値では、従来品の各値の倍率で示している。基本定格寿命については、対称設計品のA列(アキシアル荷重負荷列)の値をLAで示し、各設計における各列の基本定格寿命及び総合寿命では、LAの倍率で示している。
表1に示した結果より、実施形態品となる非対称設計(1),(2)では、対称品の約2倍の基本定格寿命を達成し、安全率も対称品とほぼ同程度であることが分かる。
なお、実施形態品(非対称品)は、アキシアル非負荷側列Bでは転動体荷重分布曲線(図5(B)、(C))がアキシアル荷重負荷列Aの転動体荷重分布曲線(図5(A))よりも若干大きいが、対称品のアキシアル荷重負荷列Aにおける転動体荷重分布曲線(図4(A))の径が大幅に大きくなっているため、両列A、Bの全体として、実施形態品(非対称品)の方が転動体荷重分布曲線が小さくなっている。
図6は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態において、特に説明する事項の他は、図1〜図5と共に説明した第1の実施形態と同様である。第1の実施形態では、内輪2が複列の軌道面4,4を持つ単独の部材で構成されているが、図6の実施形態では、内輪2が2個の単列内輪2A,2Bからなる。これに伴い、中つば11は、2つの単列中つば11A,11Bで構成される。外輪3は、第1の実施形態と同様に、2個の単列外輪3A,3Bで構成されている。このように、2個の単列円すいころ軸受1A,1Bで構成されている。同図において、図1の保持器8,9は、図示が省略されている。
このように構成した場合も、第1の実施形態で説明した各作用、効果が得られる。
図7は、複列円すいころ軸受1と円筒ころ軸受15とを組み合わせた軸受装置の一例を示す。この軸受装置は、風車や各種の産業機械の主軸の支持などに適用される。
主体16の前後部が、複列円すいころ軸受1と、円筒ころ軸受15とを介してハウジング17に支持されている。複列円すいころ軸受1は、図6に示す実施形態を用いているが、図1に示す第1の実施形態に係る複列円すいころ軸受1であってもよい。円筒ころ軸受15は、内輪18,外輪19、および円筒ころ20、および保持器(図示せず)を有する。ハウジング17は、この例では円筒状の一つの部材で構成されているが、軸1を支持する複列円すいころ軸受1および円筒ころ軸受15は、それぞれ個別のハウジング(図示せず)に設置されていてもよい。
図8は、この発明の実施形態に係る複列円すいころ軸受1を用いた風力発電装置の一例を示す。支持台21上に旋回座軸受22を介してナセル23のケーシング23aが水平旋回自在に設置されている。ナセル23のケーシング23a内には、軸受ハウジング24に設置された風力発電装置主軸用軸受25を介して主軸26が回転自在に設置され、主軸26のケーシング23a外に突出した部分に、旋回翼となるブレード27が取り付けられている。主軸26の他端は、増速機28に接続され、増速機28の出力軸が発電機29のロータ軸に結合されている。風力発電装置主軸用軸受25は、図示の例では2個並べて設置してあるが、1個であってもよい。
前記各風力発電装置主軸用軸受25に図1,2の第1の実施形態、または図6に示す第2の実施形態に係る複列円すいころ軸受1が用いられる。2個の軸受25,25のうち、前記複列円すいころ軸受1はどこであってもよい。
1A,1B…単列円すいころ軸受
2…内輪、
2A,2B…単列内輪
3…外輪
3A,3B…単列外輪
3C…外輪間座
4.5…軌道面
6.7…ころ
6−1.7−1…ころ端面センター穴
7−2…ころ端面識別印
8,9…保持器
11…中つば
11A,11B…片列中つば
12…端つば
15…円筒ころ軸受
16…主軸
17…ハウジング
18…内輪
19…外輪
20…ころ
21…支持台
22…旋回座軸受
23…ナセル
23a…ケーシング
24…軸受ハウジング
25…主軸支持軸受
26…主軸
27…ブレード
28…増速機
29…発電機
A…アキシアル荷重負荷列
B…アキシアル荷重非負荷側列
θA,θB…接触角
DA,DB…ころ径
LB,LB…ころ長さ
PCDA,PCDB…ピッチ円直径
HA,HB…中つばの高さ
CA,CB…中つばところの接触点の高さ
Claims (6)
- 正面組合せの複列円すいころ軸受であって、
アキシアル荷重が主に負荷される側の列である荷重負荷列の接触角が、反対側の列である非負荷側列の接触角よりも大きく、かつ両列の接触角の差が15°以上である複列円すいころ軸受。 - 請求項1に記載の複列円すいころ軸受において、前記非負荷側列のころのころ長さところ径のいずれか一方または両方が、前記荷重負荷列のころのころ長さところ径よりも大きい複列円すいころ軸受。
- 請求項1または請求項2に記載の複列円すいころ軸受において、
25°≦荷重負荷列の接触角≦35°
5°≦非負荷側列の接触角≦15°
である複列円すいころ軸受。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の複列円すいころ軸受において、両例のころピッチ円直径の比(PCDA/PCDB)が、
0.9≦(PCDA/PCDB)≦1.1
である複列円すいころ軸受。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の複列円すいころ軸受において、内輪が両列の軌道面の間に中つばを有し,この中つばの厚みTHが、
TH≦0.15×内輪幅
である複列円すいころ軸受。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の複列円すいころ軸受である風力発電装置主軸用軸受。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202080067729.4A CN114514382A (zh) | 2019-09-26 | 2020-09-24 | 双列圆锥滚子轴承 |
PCT/JP2020/036072 WO2021060389A1 (ja) | 2019-09-26 | 2020-09-24 | 複列円すいころ軸受 |
JP2024040170A JP2024069478A (ja) | 2019-09-26 | 2024-03-14 | 複列円すいころ軸受 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019175909 | 2019-09-26 | ||
JP2019175909 | 2019-09-26 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2024040170A Division JP2024069478A (ja) | 2019-09-26 | 2024-03-14 | 複列円すいころ軸受 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021055831A true JP2021055831A (ja) | 2021-04-08 |
JP7456851B2 JP7456851B2 (ja) | 2024-03-27 |
Family
ID=75270319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020092067A Active JP7456851B2 (ja) | 2019-09-26 | 2020-05-27 | 複列円すいころ軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7456851B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014129658A1 (ja) * | 2013-02-25 | 2014-08-28 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 動力伝達装置 |
WO2017164325A1 (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | Ntn株式会社 | 複列自動調心ころ軸受 |
WO2018095452A1 (de) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Windturbinenwellenanordnung |
-
2020
- 2020-05-27 JP JP2020092067A patent/JP7456851B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014129658A1 (ja) * | 2013-02-25 | 2014-08-28 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 動力伝達装置 |
WO2017164325A1 (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | Ntn株式会社 | 複列自動調心ころ軸受 |
WO2018095452A1 (de) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Windturbinenwellenanordnung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7456851B2 (ja) | 2024-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2952763B1 (en) | Multipoint contact ball bearing | |
WO2005050038A1 (ja) | 複列自動調心ころ軸受および風力発電機主軸支持装置 | |
JP2024069478A (ja) | 複列円すいころ軸受 | |
US8608444B2 (en) | Single-bearing structure and wind power plant having the single-bearing structure | |
ES2805005T3 (es) | Rodamiento autoalineante de contacto angular de elementos rodantes toroidales | |
US20180202489A1 (en) | Double-row self-aligning roller bearing | |
KR20140063749A (ko) | 윈드 터빈에서 사용되는 롤링 베어링용 스페이서 | |
JP2003172345A (ja) | 車軸ピニオン用軸受装置および車両用終減速装置 | |
JP5251431B2 (ja) | 円すいころ軸受 | |
US10697492B2 (en) | Double-row self-aligning roller bearing | |
JP2008106869A (ja) | 玉軸受 | |
JP2007198518A (ja) | ころおよびころ軸受 | |
JP2007170418A (ja) | 円すいころ軸受 | |
US11339827B2 (en) | Load-variable rolling bearing and rolling element for the same | |
JP2011094716A (ja) | スラストころ軸受 | |
JP2021055831A (ja) | 複列円すいころ軸受 | |
US10060477B2 (en) | Tapered roller bearing and power transmission device | |
WO2018194025A1 (ja) | 旋回軸受およびその加工方法 | |
JP2006214456A (ja) | 転がり軸受 | |
JP2007139019A (ja) | 円すいころ軸受 | |
JP2006112555A (ja) | 調心輪付きころ軸受 | |
JP2009275860A (ja) | 旋回軸受 | |
JP2017057952A (ja) | 複列自動調心ころ軸受 | |
JP2007170417A (ja) | 円すいころ軸受 | |
JP2008261481A (ja) | ラジアル玉軸受及びラジアル玉軸受用保持器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20210106 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20210326 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230302 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20231019 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231219 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240131 |
|
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: 20240213 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240314 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7456851 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |