JP3030100B2 - 圧延用ローラの軸受 - Google Patents
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Description
受、更に詳しくは、潤滑油中に水が存在する条件で使用
されても長寿命を示す転がり軸受に関する。
る軸受としては、図1に示すような鉄鋼、非鉄の圧延設
備において、溶鋼を所定の形状の圧延板1に圧延する圧
延用ローラ2の支持軸受を例示することができる。
の一例を示し、圧延用ローラ2のネック部分3に外嵌す
る内輪4と固定外輪5の間にころ転動体6を介在させた
二つ割自動調心ころ軸受が使用され、外輪5の外周に水
冷用のジャケット7が設けられている。
の品質向上のため、エマルジョン圧延油を使用し、これ
を圧延用ローラ2に塗布することが行われている。
率が高く、これが圧延設備の各種ロール用軸受内に浸入
すると、軸受の接触部は油膜が形成され難くなって潤滑
特性が低下し、軸受の短寿命が問題になる。
ラ、バックアップに使用される軸受では、稼働時の温度
と非稼働時の温度差により、軸受内部に水滴が付くこと
もある。
接触部の潤滑状態が悪いため、軸受転走面のピーリング
発生、(2)ピーリングを起点とした剥離発生、(3)
この剥離により軸受転動体の進み遅れが生じ、(4)軸
受の振動が大きくなり保持器と転動体が接触し、保持器
が破損するというものであり、軸受の使用が不可能にな
る。
の軸受内への浸入を防ぐために、軸受のシール構造の改
良や、軸受の潤滑系を作る方法が取られているが、軸受
構造の複雑化、潤滑設備のコスト高に問題がある。
る場合の軸受の転動体または軌道輪の表面に独立した微
小凹部形状のくぼみを無数にランダムに形成することに
よって、転がり接触部の油膜形成能力を高め、ピーリン
グ損傷が発生しない軸受を提供することを課題としてい
る。
するため、請求項1の発明は、潤滑油中に水が存在する
潤滑条件で圧延用ローラを支持する転がり軸受におい
て、転動体または軌道輪の表面に独立した微小凹部形状
のくぼみを無数にランダムに形成し、くぼみ以外は滑ら
かな平滑面に形成し、この表面の表面粗さを、軸方向と
円周方向のそれぞれについて求めてパラメータRMSで
表示したとき、軸方向面粗さRMS(L)と円周方向面
粗さRMS(C)が1.0以下となり、併せて表面粗さ
のパラメータSK値が軸方向及び円周方向の何れもマイ
ナスとなるようにし、前記微小くぼみの占める表面積比
率が10〜40%である構成を採用したものである。
て、微小くぼみの等価円直径が150μm であり、等価
円直径3μm φ以下を除いて整理したとき、平均面積は
35〜150μm 2 である構成を採用したものである。
部形状のくぼみを無数にランダムに形成し、その表面粗
さを、軸方向と円周方向のそれぞれについて求めてパラ
メータRMSで表示したとき、軸方向面粗さRMS
(L)と円周方向面粗さRMS(C)との比RMS
(L)/RMS(C)が1.0以下となり、併せて表面
粗さのパラメータSk値が軸方向及び円周方向の何れも
マイナスとなるようにし、前期微小なくぼみの示す表面
積比率が10〜40%、微小なくぼみの平均面積は等価
円直径3μm φ以下を除いて整理したとき、35〜15
0μm 2 としたので、転動面の油膜形成率が向上し、潤
滑油中に水が存在する場合でも、転動面にピーリング損
傷が発生せず、長寿命を得ることができる。
て説明する。
において、転動体6の表面が独立した無数の微小凹部形
状のくぼみによってランダムな方向の微小粗面6aに形
成され、くぼみ以外は滑らかな平滑面に形成され、この
微小粗面6aは、面粗さを転動体6の軸方向と円周方向
のそれぞれを求めてパラメータRMSで表示したとき、
軸方向面粗さRMS(L)と円周方向面粗さRMS
(C)の比RMS(L)/RMS(C)を1.0以下、
例えば、0.7〜1.0にすると共に、表面粗さのパラ
メータSK値が軸方向、円周方向ともマイナス、例えば
−1.6以下になっている。
の表面加工処理は、特殊なバレル研摩によって、所望す
る仕上面を得ることができる。
布曲線の歪み度(SKEWNESS)を指し、ガウス分
布のような対称形分布はSK値が0となるが、パラメー
タSK値を円周方向、軸方向とも−1.6以下とした設
定値は、表面凹部形状、分布が油膜形成に有利な範囲で
ある。
の占める表面積比率は10〜40%の範囲であると共
に、微小なくぼみの等価円直径は150μm φ以下であ
り、微小なくぼみの平均面積は、等価円直径3μm φ以
下を除いて整理したとき35〜150μm 2 になってい
る。
6aを施したが、軌道輪である内輪又は外輪の転動面に
同様の微小粗面を形成してもよい。
図4に転動体表面又は内外輪の転動面に施した微小粗面
加工の仕上げ面状況を比較して示した。
は、転動体表面を拡大し、その画像から市販されている
画像解析システムにより定量化できる。
みは黒い部分として解析する。例えば、(株)ピアスの
LA−525画像解析システムを用いて解析すると、先
ず原画の濃淡を強調フィルターで明確化し、その後非常
に微細な黒い部分である等価円直径3μm φ以下はノイ
ズイレーサーで除去する。
微小なくぼみの大きさ、分布、微小なくぼみの表面積比
率を求め、転動体表面を評価するものである。
微小なくぼみの面積比率、くぼみの平均面積、平均等価
直径等の異なる状況を与え、ラジアル荷重による耐久寿
命試験を行った結果について説明する。
すように、外径Dr=38mm、内径dr=28mm、転動
体11の直径D=5mm、長さL=13mmで、14本の転
動体を用いた保持器12付の軸受である。
で示したようなラジアル荷重試験機21を使用し、回転
軸33の両側に試験軸受Aを取付け、回転と荷重を与え
て試験を行うものである。
仕上は研削仕上のRmax 0.4〜4μm である。アウタ
ーレース(外輪)は研削仕上げRmax 1.6μm で何れ
の場合も共通である。
た図8は微小なくぼみの平均面積と耐久寿命の結果を示
している。
比率で10%以上、平均面積で35μm 2 以上のもの
が、計算寿命に対する耐久寿命(L10)の比で4以上と
なり、耐久寿命に効果がある。
体表面に微小なくぼみを設けて行ったが、転がり軸受に
おける内輪又は外輪の転動面もしくは転動体の表面と転
動面の両者に微小なくぼみを設けても、前記試験結果を
同様の耐久性の向上効果が認められる。
上、平均面積120μm2以上は、接触有効長さが減少
し、長寿命の効果は減少する傾向にある。
認及び耐ピーリング性について、2円筒の試験機を用い
て、自由転がり接触条件下で、本発明軸受及び従来軸受
と同一の表面状態の試験片を用いて、加速ピーリング試
験をおこなった。接触部の油膜形成状態の確認は、直流
電気抵抗法により測定した金属接触率により行い、一定
試験時間後、試験円筒表面のピーリング発生の有無を確
認した。
は、図9と図10に示すとおりであり、本発明軸受の仕
上げ面の油膜形成率は従来軸受に比較して運転開始時で
10%程度向上した。また、試験終了時(4時間後)で
は、20%程度向上した。
グから進展した、幅0.1mm長さ0.9mmの局部摩
耗が認められたのに対し、本発明軸受の仕上げ面では、
損傷は認められなかった。
は軌道輪の表面に独立したランダムな微小凹部を形成
し、くぼみ以外は滑らかな平滑面に形成し、この表面の
表面粗さを、軸方向と円周方向のそれぞれについて求め
てパラメータRMSで表示したとき、軸方向面粗さRM
S(L)と円周方向面粗さRMS(C)が1.0以下と
なり、併せて表面粗さのパラメータSK値が軸方向及び
円周方向の何れもマイナスとなるようにし、前記微小く
ぼみの占める表面積比率を10〜40%としたので、潤
滑油中に水が存在する潤滑条件で、転動面の油膜形成に
有利となり、潤滑油中に水が存在する潤滑条件で使用さ
れる軸受において、ピーリング損傷の発生を抑えること
ができ、従って、潤滑油中に水が存在する場合の軸受の
寿命を延ばすことができ、各種圧延設備の稼働率を大幅
に向上させることができる。
示すグラフ
グラフ
Claims (2)
- 【請求項1】 潤滑油中に水が存在する潤滑条件で圧延
用ローラを支持する転がり軸受において、転動体または
軌道輪の表面に独立した微小凹部形状のくぼみを無数に
ランダムに形成し、くぼみ以外は滑らかな平滑面に形成
し、この表面の表面粗さを、軸方向と円周方向のそれぞ
れについて求めてパラメータRMSで表示したとき、軸
方向面粗さRMS(L)と円周方向面粗さRMS(C)
が1.0以下となり、併せて表面粗さのパラメータSK
値が軸方向及び円周方向の何れもマイナスとなるように
し、前記微小くぼみの占める表面積比率が10〜40%
である圧延用ローラの軸受。 - 【請求項2】 微小くぼみの等価円直径が150μm で
あり、等価円直径3μm φ以下を除いて整理したとき、
平均面積は35〜150μm 2 である請求項1に記載し
た圧延用ローラの軸受。
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JP3027107A JP3030100B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 圧延用ローラの軸受 |
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