JP6461520B2 - Rolling bearings for machine tools - Google Patents

Rolling bearings for machine tools Download PDF

Info

Publication number
JP6461520B2
JP6461520B2 JP2014175869A JP2014175869A JP6461520B2 JP 6461520 B2 JP6461520 B2 JP 6461520B2 JP 2014175869 A JP2014175869 A JP 2014175869A JP 2014175869 A JP2014175869 A JP 2014175869A JP 6461520 B2 JP6461520 B2 JP 6461520B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil
bearing
rolling bearing
rolling
grease
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014175869A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016050618A (en
Inventor
元博 伊藤
元博 伊藤
川村 隆之
隆之 川村
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.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
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 NTN Corp filed Critical NTN Corp
Priority to JP2014175869A priority Critical patent/JP6461520B2/en
Publication of JP2016050618A publication Critical patent/JP2016050618A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6461520B2 publication Critical patent/JP6461520B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Description

本発明は、工作機械に用いられ、高速回転する主軸(スピンドル)などの回転軸を支持する転がり軸受に関する。   The present invention relates to a rolling bearing that is used in a machine tool and supports a rotating shaft such as a main shaft (spindle) that rotates at high speed.

工作機械の主軸は、加工能率を上げるために高速で回転するものが好ましく、その軸受には種々の潤滑技術が適用されている。高速回転する主軸に適した潤滑方法としては、例えば、オイルミスト潤滑、エアオイル潤滑、ジェット潤滑などの方法が知られている。しかし、このような潤滑方法は、圧縮空気や給油装置などの付帯設備が必要なものであり、工作機械のイニシャルコストおよびランニングコストを高める原因の一つとなる。これに対してグリース潤滑は、メンテナンスの必要が少なくて好ましい潤滑方法であるといえる。例えば、2000〜8000rpmまたはそれ以上の高速で回転する回転軸を支持する転がり軸受として、アンギュラ玉軸受や円筒ころ軸受が使用されている。   The main spindle of the machine tool is preferably one that rotates at a high speed in order to increase machining efficiency, and various lubrication techniques are applied to the bearings. As a lubrication method suitable for the spindle rotating at high speed, for example, methods such as oil mist lubrication, air-oil lubrication, and jet lubrication are known. However, such a lubrication method requires ancillary equipment such as compressed air and an oil supply device, and is one of the causes of increasing the initial cost and running cost of the machine tool. On the other hand, grease lubrication is a preferable lubrication method because it requires less maintenance. For example, angular ball bearings and cylindrical roller bearings are used as rolling bearings that support rotating shafts that rotate at a high speed of 2000 to 8000 rpm or higher.

図2に示すようにアンギュラ玉軸受11は、ラジアル荷重のほかに一方向からのアキシャル荷重を負荷することができるものであり、鋼球14と内輪12および外輪13との接触点を結ぶ直線がラジアル方向に対して角度(接触角)αをもっている。内輪12と外輪13と鋼球14とで形成される軸受空間に、グリースが封入されている。アンギュラ玉軸受や円筒ころ軸受などからなる工作機械用転がり軸受に使用される潤滑剤としては、給油などのメンテナンスが必要でなく、周囲の環境を汚染しないちょう度に調整された潤滑グリースを採用することが好ましい。   As shown in FIG. 2, the angular ball bearing 11 can apply an axial load from one direction in addition to the radial load, and a straight line connecting the contact points of the steel ball 14 with the inner ring 12 and the outer ring 13 is formed. It has an angle (contact angle) α with respect to the radial direction. Grease is enclosed in a bearing space formed by the inner ring 12, the outer ring 13, and the steel ball 14. Lubricant used for rolling bearings for machine tools, including angular ball bearings and cylindrical roller bearings, does not require maintenance such as lubrication and uses lubricating grease adjusted to a consistency that does not pollute the surrounding environment. It is preferable.

以下に、工作機械用転がり軸受のグリースに要求される潤滑特性と問題点をまとめて示す。
(a)転がり軸受の潤滑寿命を可及的に延長するためには、以下の(i)〜(iii)に説明するように、転がり軸受から潤滑剤(グリースまたはその基油)が漏れにくいこと、グリースの耐熱性に優れること、潤滑に必要な油膜厚さを形成できることが必要である。
The following summarizes the lubrication characteristics and problems required for grease for rolling bearings for machine tools.
(A) In order to extend the lubrication life of the rolling bearing as much as possible, as described in (i) to (iii) below, it is difficult for the lubricant (grease or its base oil) to leak from the rolling bearing. It is necessary that the grease has excellent heat resistance and can form an oil film thickness necessary for lubrication.

(i)転がり軸受を高速運転するとき、遠心力によって転がり軸受内のグリースまたはグリースが軸受外部へ流出するか、またはグリース中の基油が分離流出して、潤滑への寄与が大きい転走面近傍に留まり難く、潤滑不良になりやすい。そのような事態を防止するために、シールド板などのシール部材を転がり軸受に装着する対応がなされるが、軸受の構造によっては装着できない場合があり、またシール部材を装着しても潤滑剤や潤滑油を完全に密封できない場合もある。高速運転されない転がり軸受の場合、転動体や保持器の運動により摩擦部分から押し出されてしまう余分なグリースは、回転条件によっては軸受内部をある程度還流して再び潤滑に寄与することが考えられる。しかし、高速で回転する主軸支持用の転がり軸受では、軸受内部に発生する風圧がこの還流を妨げるため潤滑不良を起こしやすくなる。このため、高速で回転する軸受では、僅かな量のグリースしか潤滑に寄与しておらず、グリースの性状は特に重要となる。また、少量のグリースでも潤滑性能を維持する必要がある。     (I) When a rolling bearing is operated at high speed, the grease in the rolling bearing or grease flows out of the bearing due to centrifugal force, or the base oil in the grease separates and flows out, and the rolling surface has a large contribution to lubrication. It is difficult to stay in the vicinity and is prone to poor lubrication. In order to prevent such a situation, a seal member such as a shield plate is attached to the rolling bearing. However, depending on the structure of the bearing, it may not be possible to attach the seal member. In some cases, the lubricant cannot be completely sealed. In the case of a rolling bearing that is not operated at a high speed, excess grease that is pushed out from the frictional part due to the motion of the rolling elements and the cage may recirculate to some extent inside the bearing and contribute to lubrication again depending on the rotation conditions. However, in a rolling bearing for spindle support that rotates at a high speed, the wind pressure generated inside the bearing hinders this recirculation, so that lubrication is liable to occur. For this reason, in a bearing rotating at high speed, only a small amount of grease contributes to lubrication, and the properties of the grease are particularly important. Moreover, it is necessary to maintain the lubrication performance with a small amount of grease.

(ii)運転条件が高速化すると軸受の転がり面は局部的に発熱して高温度になり、このとき耐熱性の乏しいグリースは熱劣化し、グリースの寿命は著しく縮まる。このような問題に対しては、耐熱性のある増ちょう剤や基油を使用したり、酸化防止剤を添加したりする試みがなされた。しかし、これらの試みは、耐久性の十分な向上には至らなかった。     (Ii) When the operating conditions are increased, the rolling surface of the bearing locally generates heat and becomes high temperature. At this time, the grease having poor heat resistance is thermally deteriorated, and the life of the grease is remarkably shortened. For such problems, attempts have been made to use heat-resistant thickeners and base oils, or to add antioxidants. However, these attempts have not led to a sufficient improvement in durability.

(iii)潤滑性(油膜厚さ)を向上させた従来のグリースは、基油粘度を高くすると剪断摩擦抵抗が上昇して回転トルクが増加し、発熱量が増大するので、これらを抑制するために基油粘度は低く抑えている。そのため、高速に伴う温度上昇で低粘度となった潤滑油の油膜は薄くなって摺動摩耗を起こす場合があった。     (Iii) Conventional grease with improved lubricity (oil film thickness) increases shear friction resistance and increases rotational torque and heat generation when the base oil viscosity is increased. The base oil viscosity is kept low. For this reason, the oil film of the lubricating oil that has become low viscosity due to a temperature rise accompanying high speed may become thin and cause sliding wear.

(b)低トルク性(温度上昇の抑制性)について既存の高速軸受用のグリースは、前述のように基油粘度を低く抑えているが、軸受が高速度で回転すると、温度上昇により粘度が著しく低下し、潤滑に必要な厚さの油膜を形成できなくなるという問題がある。   (B) Low torque (inhibition of temperature rise) Existing high-speed bearing grease keeps the base oil viscosity low as described above, but when the bearing rotates at high speed, the viscosity increases due to temperature rise. There is a problem that the oil film is remarkably lowered and an oil film having a thickness necessary for lubrication cannot be formed.

(c)低振動性グリースについては、増ちょう剤の種類によって軸受の振動を増大させる場合がある。すなわち、大きくて硬い凝集体を形成する増ちょう剤を含有するグリースでは潤滑する転がり軸受の振動は大きくなる。   (C) The low vibration grease may increase the vibration of the bearing depending on the type of thickener. That is, with a grease containing a thickener that forms large and hard aggregates, the vibration of the rolling bearing to be lubricated becomes large.

このように従来のグリースは、工作機械の高速転がり軸受に用いた場合に軸受の長寿命性、低トルク性および低振動性といった所要物性を満足させることができないという問題点があった。これらの対策として、所定のウレア化合物を配合したグリース組成物が提案されている(特許文献1〜特許文献3参照)。例えば、特許文献3には、40℃における動粘度が15mm/s以上40mm/s 以下である基油と、含有量がグリース組成物全体の9質量%以上14質量%以下であるジウレア化合物の増ちょう剤とを含有し、混和ちょう度が220以上320以下であるグリース組成物が記載されている。 As described above, the conventional grease has a problem that it cannot satisfy the required physical properties such as long life, low torque and low vibration when used in a high-speed rolling bearing of a machine tool. As countermeasures against these problems, grease compositions containing a predetermined urea compound have been proposed (see Patent Documents 1 to 3). For example, Patent Document 3 discloses that a base oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 15 mm 2 / s to 40 mm 2 / s and a diurea compound having a content of 9% by mass to 14% by mass of the entire grease composition. And a thickener having a blending degree of 220 to 320.

また、工作機機械では加工時に使用する水溶性のクーラントが軸受内部に侵入した場合、錆発生の原因となり異音や軸受の破損が早まり、短時間で軸受の交換が必要となる。また、コンパクト化や高速化に伴い運転条件がさらに過酷になり、転走面に早期に剥離が発生する可能性が高くなっている。この剥離は、白色組織変化を伴った特異的な剥離であり、通常の金属疲労により生じる転走面内部からの剥離と異なり、転走面表面の比較的浅いところから生じる破壊現象で、グリースやクーラントの分解などによって発生する水素が原因の水素脆性と考えられている。   Further, in a machine tool, when water-soluble coolant used during processing enters the bearing, it causes rust, abnormal noise and damage to the bearing are accelerated, and the bearing needs to be replaced in a short time. In addition, the operating conditions become more severe with downsizing and speeding up, and there is a high possibility that peeling occurs on the rolling surface at an early stage. This exfoliation is a peculiar exfoliation accompanied by a change in white structure. Unlike exfoliation from the inside of the rolling contact surface caused by normal metal fatigue, it is a fracture phenomenon that occurs from a relatively shallow surface of the rolling contact surface. It is thought to be hydrogen embrittlement caused by hydrogen generated by coolant decomposition.

このような早期に発生する特異的な剥離を抑制する方法として、例えば、グリース組成物に不動態化剤を添加する方法(特許文献4参照)や、ビスマスジチオカーバメートを添加する方法(特許文献5参照)が提案されている。   As a method for suppressing such specific peeling that occurs at an early stage, for example, a method of adding a passivating agent to the grease composition (see Patent Document 4) or a method of adding bismuth dithiocarbamate (Patent Document 5). Have been proposed).

その他、耐熱性、機械的安定性、耐水性、防錆性、耐荷重性、難燃性などに優れたグリース組成物として、鉱油や合成油からなる基油に、第三リン酸カルシウムと、ジエタノールアミン類などのグリース構造安定化剤を配合したものが提案されている(特許文献6参照)。   In addition, as a grease composition with excellent heat resistance, mechanical stability, water resistance, rust resistance, load resistance, flame resistance, etc., a base oil composed of mineral oil or synthetic oil, tribasic calcium phosphate and diethanolamines The thing which mix | blended the grease structure stabilizers, such as these is proposed (refer patent document 6).

特開2000−169872号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-169872 特開2003−83341号公報JP 2003-83341 A 特開2006−29473号公報JP 2006-29473 A 特開平3−210394号公報JP-A-3-210394 特開2005−42102号公報JP-A-2005-42102 特開2008−156624号公報JP 2008-156624 A

しかしながら、近年、転がり軸受の使用状態が過酷になり、ピッチ円径dm(mm)と回転数N(rpm)との積であるdmN値が170万以上という高速回転で使用される工作機械主軸用の転がり軸受なども多くなってきている。このような回転速度の高速化に伴って、特許文献1〜3のような既存のグリース組成物を封入した軸受では、要求される性能を全て満足させることは困難である。特許文献3のグリース組成物においても、グリース封入量を少なくすることが困難であり、軸受の高速回転に十分に対応でき、工作機械のコンパクト化や運転経費の削減を可能にすることは容易ではない。   However, in recent years, rolling bearings have been used in harsh conditions, and for machine tool spindles used at high speed rotations where the dmN value, which is the product of the pitch circle diameter dm (mm) and the rotational speed N (rpm), is 1.7 million or more. Rolling bearings are also increasing. As the rotational speed increases, it is difficult to satisfy all the required performances in a bearing in which an existing grease composition such as Patent Documents 1 to 3 is enclosed. Even in the grease composition of Patent Document 3, it is difficult to reduce the amount of grease charged, it is possible to sufficiently cope with high-speed rotation of the bearing, and it is not easy to make the machine tool compact and reduce the operating cost. Absent.

また、このような過酷化された環境下では、特許文献4、5のような、不動態化剤やビスマスジチオカーバメートを添加する方法では、上述の剥離現象を防ぐ対策として不十分になってきている。また、特許文献6のグリース組成物については、上記剥離現象の防止能力については検討がなされておらず、必須成分の具体的な組み合わせによっては寧ろ悪影響を与える場合もある。   In such a severe environment, the method of adding a passivating agent or bismuth dithiocarbamate as in Patent Documents 4 and 5 has become insufficient as a measure for preventing the above-described peeling phenomenon. Yes. In addition, the grease composition of Patent Document 6 has not been studied for its ability to prevent the above peeling phenomenon, and may have an adverse effect depending on the specific combination of essential components.

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、工作機械に用いられる転がり軸受として、潤滑性や高温耐久性に優れる等、高速回転にも十分に対応しつつ、内部での錆の発生や水素脆性による転走面での剥離を防止でき、運転経費の削減を可能にする工作機械用転がり軸受の提供を目的とする。   The present invention has been made to cope with such a problem, and as a rolling bearing used in a machine tool, it is excellent in lubricity and high temperature durability, and sufficiently responds to high-speed rotation, while being used internally. The purpose of this invention is to provide rolling bearings for machine tools that can prevent rusting and peeling at the rolling surface due to hydrogen embrittlement, and reduce operating costs.

本発明の工作機械用転がり軸受は、工作機械の回転軸を支持する転がり軸受であり、該転がり軸受は、内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する複数の転動体と、上記内輪および外輪の軸方向両端開口部を覆うシール部材と、上記転動体の周囲に封入されるグリース組成物とを有し、上記グリース組成物は、基油と、増ちょう剤と、アルカノールアミンとを含み、無機酸のアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩を含まず、上記基油は、40℃における動粘度が12〜30mm/sであり、上記増ちょう剤は、ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られるウレア化合物であり、該モノアミン成分は、脂肪族モノアミンおよび芳香族モノアミンから選ばれた少なくとも1つのモノアミンであり、上記アルカノールアミンは、上記基油と増ちょう剤との合計量100重量部に対して0.1〜10重量部含まれることを特徴とする。 A rolling bearing for a machine tool according to the present invention is a rolling bearing that supports a rotating shaft of a machine tool. The rolling bearing includes an inner ring and an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, the inner ring, A seal member that covers openings in both axial ends of the outer ring; and a grease composition that is sealed around the rolling element. The grease composition includes a base oil, a thickener, and an alkanolamine. The base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 12 to 30 mm 2 / s, and the thickener contains a polyisocyanate component, a monoamine component, and an inorganic acid alkali metal salt and alkaline earth metal salt. The monoamine component is at least one monoamine selected from aliphatic monoamines and aromatic monoamines, and Ruamin is characterized to include 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the base oil and thickener.

上記アルカノールアミンは、ジエタノールアミンであることを特徴とする。   The alkanolamine is diethanolamine.

上記増ちょう剤において、上記脂肪族モノアミンがモノアミン全体に対して50モル%以上含まれることを特徴とする。   In the thickener, the aliphatic monoamine is contained in an amount of 50 mol% or more based on the total monoamine.

上記基油は、ポリ−α−オレフィン油(以下、PAOと記す)、エステル油およびアルキルジフェニルエーテル油から選ばれた少なくとも1つの油であることを特徴とする。   The base oil is at least one oil selected from poly-α-olefin oil (hereinafter referred to as PAO), ester oil, and alkyl diphenyl ether oil.

上記基油は、鉱油、高度精製鉱油、および水溶性潤滑油から選ばれる少なくとも1つの油であることを特徴とする。   The base oil is at least one oil selected from mineral oil, highly refined mineral oil, and water-soluble lubricating oil.

上記転がり軸受は、アンギュラ玉軸受または円筒ころ軸受であることを特徴とする。   The rolling bearing is an angular ball bearing or a cylindrical roller bearing.

本発明の工作機械用転がり軸受は、転動体の周囲に、所定の動粘度を有する基油と、所定のウレア化合物からなる増ちょう剤と、所定量のアルカノールアミンとを含むグリースを封入してなるので、潤滑性や高温耐久性に優れ、高速回転にも十分に対応しつつ、内部での錆の発生や水素脆性による転走面での剥離を防止できる。軸受が長寿命になることで、その交換周期を延長でき、工作機械の運転経費の削減が可能になる。このため、旋盤、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、研削盤、ホーニング盤、超仕上盤、ラップ盤などの高速で摺動・回転する工作機械の主軸支持部に組み込まれる転がり軸受として好適に利用できる。また、オイルエア潤滑法のように潤滑油を連続して供給する方式と異なり、軸受にグリースを封入して使用できるため、工作機械の運転コストの削減や省スペース化も可能になる。   The rolling bearing for machine tool of the present invention encloses a rolling element with grease containing a base oil having a predetermined kinematic viscosity, a thickener made of a predetermined urea compound, and a predetermined amount of alkanolamine. Therefore, it is excellent in lubricity and durability at high temperature, and can sufficiently cope with high-speed rotation, and can prevent the occurrence of rust inside and peeling on the rolling surface due to hydrogen embrittlement. Since the bearing has a long service life, the replacement cycle can be extended and the operating cost of the machine tool can be reduced. For this reason, it can be suitably used as a rolling bearing incorporated in the spindle support part of a machine tool that slides and rotates at high speed such as a lathe, drilling machine, boring machine, milling machine, grinding machine, super finishing machine, and lapping machine. . Further, unlike the method of continuously supplying the lubricating oil as in the oil-air lubrication method, the bearing can be used with the grease sealed, so that the operating cost of the machine tool can be reduced and the space can be saved.

本発明の工作機械用転がり軸受の一例であるアンギュラ玉軸受を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the angular ball bearing which is an example of the rolling bearing for machine tools of this invention. アンギュラ玉軸受を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an angular contact ball bearing.

本発明者らは、工作機械用転がり軸受において、潤滑に供するグリースについて鋭意検討を行なった結果、所定の基油と増ちょう剤を用いたグリースにアルカノールアミンを必須添加剤として配合することにより、高い高温耐久性を有しつつ、水素脆性による転走面での剥離と、軸受内部での錆の発生を効果的に防止できることを見出した。   As a result of intensive studies on grease used for lubrication in rolling bearings for machine tools, the inventors have formulated alkanolamine as an essential additive in grease using a predetermined base oil and thickener, It has been found that it is possible to effectively prevent peeling on the rolling surface due to hydrogen embrittlement and generation of rust inside the bearing while having high temperature durability.

転がり軸受において、転動体と軌道輪、転動体と保持器などの鉄系金属部材同士が、潤滑油またはグリースに接触しながら転がり接触・摺動する場合、鉄系金属部材同士の接触面(主に転走面)において、油膜が殆ど無くなり、部分的に金属同士の表面が直接触れ合っているような状態である境界潤滑条件となる場合がある。近年の工作機械用転がり軸受では、上述のとおり、高速化などの使用条件の過酷化により、転走面での油膜切れを起こしやすくなっている。このように、転走面において油膜が薄くなる場合であっても、摩擦摩耗面または摩耗により露出した鉄系金属新生面において、アルカノールアミンが吸着等することで、鉄系金属新生面とグリースや水溶性クーラントとの直接接触を防止できる。これにより、グリースやクーラントの分解による水素の発生を抑制して、水素脆性による特異な剥離を抑制でき、同時に錆の発生も防止でき、転がり軸受の寿命を延長できると考えられる。本発明はこれらの知見に基づくものである。   In rolling bearings, when the rolling elements and raceway rings, or rolling elements and cages make rolling contact / sliding while in contact with lubricating oil or grease, the contact surfaces between the iron based metallic members (main On the rolling surface), there is a case where the oil film is almost lost and the boundary lubrication condition is such that the surfaces of the metals are in direct contact with each other. As described above, rolling bearings for machine tools in recent years tend to cause an oil film breakage on the rolling surface due to severe use conditions such as high speed. Thus, even when the oil film becomes thin on the rolling surface, the alkanolamine adsorbs on the frictional wear surface or the new iron metal surface exposed by wear, and so on. Direct contact with coolant can be prevented. As a result, it is considered that the generation of hydrogen due to the decomposition of the grease and the coolant can be suppressed, the specific peeling due to the hydrogen embrittlement can be suppressed, and at the same time the generation of rust can be prevented, and the life of the rolling bearing can be extended. The present invention is based on these findings.

本発明の工作機械用転がり軸受に用いるグリース組成物は、基油と、増ちょう剤と、添加剤であるアルカノールアミンとを含み、無機酸のアルカリ金属塩および無機酸のアルカリ土類金属塩を含まない。ここで、無機酸としては、リン酸(オルトリン酸)、塩酸、硝酸、硫酸、ホウ酸などが挙げられ、アルカリ金属およびアルカリ土類金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられる。具体的には、第三リン酸カルシウム(オルトリン酸のカルシウム塩)などが挙げられる。   A grease composition used for a rolling bearing for machine tools according to the present invention includes a base oil, a thickener, and an alkanolamine as an additive, and contains an alkali metal salt of an inorganic acid and an alkaline earth metal salt of an inorganic acid. Not included. Here, examples of the inorganic acid include phosphoric acid (orthophosphoric acid), hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and boric acid. Examples of the alkali metal and alkaline earth metal include lithium, sodium, potassium, calcium, strontium, and barium. Is mentioned. Specific examples include tricalcium phosphate (calcium salt of orthophosphoric acid).

上記グリース組成物に用いるアルカノールアミンとしては、モノイソプロパノールアミン、モノエタノールアミン、およびモノ−n−プロパノールアミンなどの一級アルカノールアミン、N−アルキルモノエタノールアミン、およびN−アルキルモノプロパノールアミンなどの二級アルカノールアミン、トリエタノールアミン、シクロヘキシルジエタノールアミン、トリ(n−プロパノール)アミン、トリイソプロパノールアミン、N,N−ジアルキルエタノールアミン、およびN−アルキル(又はアルケニル)ジエタノールアミンなどの三級アルカノールアミンが挙げられる。また、アルカノール基の数により、モノアルカノールアミン、ジアルカノールアミン、トリアルカノールアミンに分類されるが、本発明では複数のヒドロキシル基(アルカノール基)とアミノ基のキレート作用により、鉄イオンを挟み込み、鉄系金属新生面の露出を防止しやすいことから、ジアルカノールアミンまたはトリアルカノールアミンを用いることが好ましい。   Examples of the alkanolamine used in the grease composition include primary alkanolamines such as monoisopropanolamine, monoethanolamine, and mono-n-propanolamine, secondary alkanolamines such as N-alkylmonoethanolamine, and N-alkylmonopropanolamine. Examples include tertiary alkanolamines such as alkanolamines, triethanolamine, cyclohexyldiethanolamine, tri (n-propanol) amine, triisopropanolamine, N, N-dialkylethanolamine, and N-alkyl (or alkenyl) diethanolamine. Moreover, it is classified into monoalkanolamine, dialkanolamine, and trialkanolamine according to the number of alkanol groups. In the present invention, iron ions are sandwiched by chelating action of a plurality of hydroxyl groups (alkanol groups) and amino groups, and iron It is preferable to use dialkanolamine or trialkanolamine because it is easy to prevent exposure of the new metal surface.

上記の中でも、基油との相溶性、錆や剥離現象の防止能力に優れ、入手性にも優れることから、下記式(1)のN−アルキル(又はアルケニル)ジエタノールアミンを用いることが好ましい。   Among these, it is preferable to use N-alkyl (or alkenyl) diethanolamine of the following formula (1) because it is excellent in compatibility with the base oil, excellent in the ability to prevent rust and peeling phenomenon, and excellent in availability.

Figure 0006461520
Figure 0006461520

式中のRは、炭素原子数1〜20の直鎖もしくは分枝状のアルキル基またはアルケニル基を示す。また、炭素原子数は1〜12が好ましく、1〜8がより好ましい。具体的な化合物としては、例えば、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−プロピルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン、N−ペンチルジエタノールアミン、N−ヘキシルジエタノールアミン、N−ヘプチルジエタノールアミン、N−オクチルジエタノールアミン、N−ノニルジエタノールアミン、N−デシルジエタノールアミン、N−ウンデシルジエタノールアミン、N−ラウリルジエタノールアミン、N−トリデシルジエタノールアミン、N−ミリスチルジエタノールアミン、N−ペンタデシルジエタノールアミン、N−パルミチルジエタノールアミン、N−ヘプタデシルジエタノールアミン、N−オレイルジエタノールアミン、N−ステアリルジエタノールアミン、N−イソステアリルジエタノールアミン、N−ノナデシルジエタノールアミン、N−エイコシルジエタノールアミンなどが挙げられる。 R 1 in the formula represents a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms. Moreover, 1-12 are preferable and, as for carbon atom number, 1-8 are more preferable. Specific examples of the compound include N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-propyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, N-pentyldiethanolamine, N-hexyldiethanolamine, N-heptyldiethanolamine, N-octyldiethanolamine, N -Nonyldiethanolamine, N-decyldiethanolamine, N-undecyldiethanolamine, N-lauryldiethanolamine, N-tridecyldiethanolamine, N-myristyldiethanolamine, N-pentadecyldiethanolamine, N-palmityldiethanolamine, N-heptadecyldiethanolamine, N -Oleyl diethanolamine, N-stearyl diethanolamine, N-isostearyl Ethanolamine, N- nonadecyl diethanolamine, N- such eicosyl diethanolamine.

アルカノールアミンは、1種単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、アルカノールアミンは、室温および使用温度で液状またはペースト状のものが好ましい。また、溶剤などに分散された状態であってもよい。このようなアルカノールアミンを用いることで、工作機械における過酷条件下で転走面の油膜が薄くなる場合でも該部分に入り込みやすい。アルカノールアミンの動粘度としては、40℃において10〜100mm/sが好ましく、40℃において40〜70mm/sがより好ましい。 Alkanolamines may be used alone or in combination of two or more. The alkanolamine is preferably liquid or pasty at room temperature and operating temperature. Further, it may be dispersed in a solvent or the like. By using such an alkanolamine, even when the oil film on the rolling contact surface becomes thin under severe conditions in a machine tool, the alkanolamine easily enters the portion. The kinematic viscosity of the alkanolamine, preferably 10 to 100 mm 2 / s at 40 ° C., and more preferably 40~70mm 2 / s at 40 ° C..

アルカノールアミン(三級ジエタノールアミン)の市販品としては、例えば、ADEKA社製のアデカキクルーブFM−812、アデカキクルーブFM−832などが挙げられる。   Examples of commercially available products of alkanolamine (tertiary diethanolamine) include ADEKA COLUMB FM-812 and ADEKA COLUMB FM-832 manufactured by ADEKA.

上記グリース組成物におけるアルカノールアミンの配合割合は、基油と増ちょう剤の合計量100重量部に対して0.1〜10重量部とする。この範囲内であると、他の悪影響なく、錆の発生や、水素脆性による特異な剥離を防止し得る。10重量部をこえると、ちょう度が高くなりすぎて軸受内から漏洩するおそれがある。好ましくは0.3〜10重量部であり、より好ましくは1.0〜5.3重量部である。   The blending ratio of the alkanolamine in the grease composition is 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the base oil and the thickener. Within this range, the occurrence of rust and unique peeling due to hydrogen embrittlement can be prevented without other adverse effects. If it exceeds 10 parts by weight, the consistency will be too high and there is a risk of leakage from within the bearing. Preferably it is 0.3-10 weight part, More preferably, it is 1.0-5.3 weight part.

上記グリース組成物の基油の40℃における動粘度(混合油の場合は、混合油の動粘度)は、12〜30mm/sである。より好ましくは15〜30mm/sである。動粘度が12mm/s未満の場合、粘度が低すぎて十分な耐荷重性などが得られないおそれがある。また、動粘度が30mm/sをこえる場合、高速回転に伴って転走面への油の供給が不足し、早期に軸受寿命に至るおそれがある。 The base oil of the above grease composition has a kinematic viscosity at 40 ° C. (in the case of a mixed oil, the kinematic viscosity of the mixed oil) is 12 to 30 mm 2 / s. More preferably, it is 15-30 mm < 2 > / s. If the kinematic viscosity is less than 12 mm 2 / s, the viscosity is too low and sufficient load resistance may not be obtained. Moreover, when kinematic viscosity exceeds 30 mm < 2 > / s, supply of the oil to a rolling surface is insufficient with high speed rotation, and there exists a possibility of reaching a bearing life at an early stage.

上記グリース組成物の基油として、例えば、PAO、エステル油およびアルキルジフェニルエーテル油から選ばれた少なくとも1つの油を採用できる。これらの混合油とする場合、PAOを必須成分とすることが好ましく、また、PAOはエステル油またはアルキルジフェニルエーテル油よりも重量割合で同量以上であることが好ましい。   As the base oil of the grease composition, for example, at least one oil selected from PAO, ester oil, and alkyl diphenyl ether oil can be employed. When these mixed oils are used, it is preferable to use PAO as an essential component, and it is preferable that PAO is equal to or more than the ester oil or alkyldiphenyl ether oil in the weight ratio.

PAOは、通常、α−オレフィンまたは異性化されたα−オレフィンのオリゴマーまたはポリマーの混合物である。α−オレフィンの具体例としては、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、1−ドコセン、1−テトラドコセンなどを挙げることができ、通常はこれらの混合物が使用される。   PAO is usually a mixture of oligomers or polymers of α-olefins or isomerized α-olefins. Specific examples of the α-olefin include 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1 -Nonadecene, 1-eicosene, 1-docosene, 1-tetradocosene, etc. can be mentioned, Usually, these mixtures are used.

エステル油としては、ジブチルセバケート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレート、メチル・アセチルシノレートなどのジエステル油、トリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテートなどの芳香族エステル油、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンベラルゴネート、ペンタエリスリトール-2-エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールベラルゴネートなどのポリオールエステル油、炭酸エステル油、りん酸エステル油などが挙げられる。   Examples of ester oils include dibutyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, dioctyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, ditridecyl glutarate, and methyl acetyl cinnolate, trioctyl trimellitate, tridecyl Aromatic ester oils such as trimellitate, tetraoctyl pyromellitate, polyol ester oils such as trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane verargonate, pentaerythritol-2-ethylhexanoate, pentaerythritol verargonate, Examples thereof include carbonate ester oil and phosphate ester oil.

アルキルジフェニルエーテル油としては、モノアルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリアルキルジフェニルエーテルなどが挙げられる。   Examples of the alkyl diphenyl ether oil include monoalkyl diphenyl ether, dialkyl diphenyl ether, and polyalkyl diphenyl ether.

また、上記グリース組成物の基油として、例えば、鉱油、高度精製鉱油、および水溶性潤滑油から選ばれる少なくとも1つの油を採用できる。鉱油としては、スピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ダイナモ油などが挙げられる。高度精製鉱油は、例えば、減圧蒸留の残油から得られるスラッグワックスを接触水素化熱分解し、合成することにより得られる。また、フィッシャー・トロプシュ法により合成されるGTL油などが挙げられる。高度精製鉱油は、硫黄含有率が0.1重量%未満であることが好ましく、より好ましくは0.01重量%未満である。水溶性潤滑油としては、水−グリコール系作動油などが挙げられる。   Further, as the base oil of the grease composition, for example, at least one oil selected from mineral oil, highly refined mineral oil, and water-soluble lubricating oil can be employed. Examples of the mineral oil include spindle oil, refrigerator oil, turbine oil, machine oil, dynamo oil and the like. Highly refined mineral oil can be obtained by, for example, catalytic hydrothermal decomposition of slag wax obtained from the residue of vacuum distillation and synthesizing. Moreover, the GTL oil etc. which are synthesize | combined by the Fischer-Tropsch method are mentioned. The highly refined mineral oil preferably has a sulfur content of less than 0.1% by weight, more preferably less than 0.01% by weight. Examples of the water-soluble lubricating oil include water-glycol hydraulic oil.

上記グリース組成物の増ちょう剤は、ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られるウレア化合物である。ウレア化合物は、耐熱耐久性に優れ、転走面への介入性と付着性にも優れる。ポリイソシアネート成分としては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜などが挙げられる。また、モノアミン成分としては、脂肪族モノアミン、脂環族モノアミンおよび芳香族モノアミンが挙げられる。脂肪族モノアミンとしては、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンなどが挙げられる。脂環族モノアミンとしては、シクロヘキシルアミンなどが挙げられる。芳香族モノアミンとしては、アニリン、p−トルイジンなどが挙げられる。   The thickener of the grease composition is a urea compound obtained by reacting a polyisocyanate component and a monoamine component. Urea compounds are excellent in heat resistance and durability, and also have excellent intervention and adhesion to rolling surfaces. Examples of the polyisocyanate component include phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, octadecane diisocyanate, decane diisocyanate, and hexane diisocyanate. Examples of the monoamine component include aliphatic monoamines, alicyclic monoamines, and aromatic monoamines. Aliphatic monoamines include hexylamine, octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, stearylamine, oleylamine and the like. Examples of the alicyclic monoamine include cyclohexylamine. Aromatic monoamines include aniline, p-toluidine and the like.

本発明では、モノアミンの中でも、脂肪族モノアミンおよび芳香族モノアミンから選ばれた少なくとも1つのモノアミンを用いる。特に、脂肪族モノアミンをモノアミン全体に対して50モル%以上含むことが好ましい。これにより、増ちょう剤のせん断安定性が強く、高速下でも容易に破壊されず、増ちょう剤の毛細管現象によりグリース中の基油を転走面に供給できる。   In the present invention, among the monoamines, at least one monoamine selected from aliphatic monoamines and aromatic monoamines is used. In particular, the aliphatic monoamine is preferably contained in an amount of 50 mol% or more based on the total monoamine. As a result, the thickener has high shear stability and is not easily destroyed even at high speeds, and the base oil in the grease can be supplied to the rolling surface by the capillary action of the thickener.

基油に増ちょう剤であるウレア化合物を配合してベースグリースが得られる。このベースグリースは、基油中で上記ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応させて作製する。ベースグリース中に占める増ちょう剤の配合割合は、3〜20重量%、好ましくは5〜15重量%である。増ちょう剤の含有量が3重量%未満では基油保持能力が十分ではなく、特に回転初期に一時に大量の油分が分離してグリースの漏洩が起こり、軸受耐久寿命が短くなるおそれがある。また、20重量%をこえると、相対的に基油の量が少なくなり、油供給性が不十分で、早期に潤滑不足に陥って同様に軸受耐久寿命が短くなるおそれがある。   A base grease can be obtained by blending a base compound with a urea compound as a thickener. This base grease is produced by reacting the polyisocyanate component and the monoamine component in a base oil. The blending ratio of the thickener in the base grease is 3 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight. If the content of the thickener is less than 3% by weight, the base oil holding ability is not sufficient, and a large amount of oil may be separated at one time at the initial stage of rotation, resulting in leakage of grease, which may shorten the bearing durability life. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, the amount of the base oil is relatively reduced, the oil supply performance is insufficient, and there is a possibility that the bearing endurance life is similarly shortened due to insufficient lubrication at an early stage.

上記グリース組成物の作製方法としては、まず、基油にアルカノールアミンを配合し、この基油を用いて増ちょう剤を作製する方法、アルカノールアミンを除いてグリース組成物を調整した後にこれに分散液を加える方法のいずれであってもよい。アルカノールアミンがアミノ基を含むので、ウレア化合物を増ちょう剤とする場合は、基油中で上記ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応させてベースグリースを作製した後に、アルカノールアミンを添加することが好ましい方法である。   As a method for preparing the above grease composition, first, alkanolamine is blended in the base oil, and a thickener is prepared using this base oil. Any method of adding liquid may be used. Since the alkanolamine contains an amino group, when a urea compound is used as a thickener, it is possible to add the alkanolamine after preparing the base grease by reacting the polyisocyanate component and the monoamine component in the base oil. This is the preferred method.

上記グリース組成物の混和ちょう度(JIS K 2220)は、200〜350の範囲にあることが好ましい。ちょう度が200未満である場合は、油分離が小さく潤滑不良となるおそれがある。一方、ちょう度が350をこえる場合は、グリースが軟質で軸受外に流出しやすくなり好ましくない。   It is preferable that the penetration degree (JIS K 2220) of the grease composition is in the range of 200 to 350. When the consistency is less than 200, oil separation is small and there is a risk of poor lubrication. On the other hand, if the consistency exceeds 350, the grease is soft and easily flows out of the bearing, which is not preferable.

本発明の工作機械用転がり軸受に用いるグリース組成物中において、アルカノールアミンは、酸との塩のように反応生成物の形ではなく、そのままの状態で存在している。よって、他の添加剤として、脂肪酸などのアルカノールアミンと塩を形成するような添加剤は含まないようにする。上記グリース組成物には、このような本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて公知の添加剤を含有させてもよい。添加剤としては、例えば、有機亜鉛化合物、アミン系、フェノール系化合物などの酸化防止剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイトなどの固体潤滑剤、金属スルホネート、多価アルコールエステルなどの防錆剤、エステル、アルコールなどの油性剤、他の摩耗防止剤などが挙げられる。これらを単独で、または2種類以上組み合せて添加できる。また、本発明では、ジチオリン酸モリブデン、ジチオカルバミン酸モリブデンなどの有機モリブデン化合物を配合しない構成とする場合でも、水素脆性による転走面での剥離を防止できる。   In the grease composition used for the rolling bearing for machine tools of the present invention, the alkanolamine is not present in the form of a reaction product like a salt with an acid, but is present as it is. Therefore, as other additives, an additive which forms a salt with an alkanolamine such as a fatty acid is not included. The grease composition may contain a known additive as necessary within the range not impairing the object of the present invention. Examples of additives include antioxidants such as organic zinc compounds, amines, and phenolic compounds, metal deactivators such as benzotriazole, viscosity index improvers such as polymethacrylate and polystyrene, molybdenum disulfide, and graphite. Examples thereof include solid lubricants, metal sulfonates, rust inhibitors such as polyhydric alcohol esters, oil agents such as esters and alcohols, and other antiwear agents. These can be added alone or in combination of two or more. Further, in the present invention, even when an organic molybdenum compound such as molybdenum dithiophosphate and molybdenum dithiocarbamate is not blended, peeling at the rolling surface due to hydrogen embrittlement can be prevented.

本発明の工作機械用転がり軸受は構造的には特に制限されるものではなく、例えば図1に示されるアンギュラ玉軸受1を例示することができる。図1はグリース封入アンギュラ玉軸受を示す縦断面図である。このアンギュラ軸受は、図1に示すように、内輪2と外輪3との間に転動体4が保持器5に保持された軸受空間を、外輪3の内周面に設けられた係止溝に固定したシール部材6で密封したアンギュラ玉軸受である。少なくとも転動体4の周囲にグリース組成物が封入され、外輪3の内径面に周溝状のグリースポケット7を形成して、グリース組成物の漏洩を物理的に防止している。転動体4と、内輪2および外輪3との接触点を結ぶ直線がラジアル方向に対して接触角βを有しており、ラジアル荷重と一方向のアキシャル荷重を負荷することができる。また、転動体4は、窒化珪素や炭化珪素などのセラミック製とすることもできる。本発明においては、内輪2と外輪3と転動体4とで形成される軸受空間に、上述の所定のグリース組成物が封入される。   The rolling bearing for machine tool of the present invention is not particularly limited in terms of structure, and for example, an angular ball bearing 1 shown in FIG. 1 can be exemplified. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a grease-filled angular ball bearing. As shown in FIG. 1, this angular bearing has a bearing space in which a rolling element 4 is held by a cage 5 between an inner ring 2 and an outer ring 3 in a locking groove provided on an inner peripheral surface of the outer ring 3. It is an angular ball bearing sealed with a fixed seal member 6. The grease composition is sealed at least around the rolling element 4 and a circumferential groove-like grease pocket 7 is formed on the inner diameter surface of the outer ring 3 to physically prevent the grease composition from leaking. A straight line connecting the contact points of the rolling elements 4 with the inner ring 2 and the outer ring 3 has a contact angle β with respect to the radial direction, and can carry a radial load and an axial load in one direction. Moreover, the rolling element 4 can also be made from ceramics, such as silicon nitride and silicon carbide. In the present invention, the predetermined grease composition described above is enclosed in a bearing space formed by the inner ring 2, the outer ring 3, and the rolling elements 4.

本発明の工作機械用転がり軸受は、軸受空隙部の容積の1体積%以上10体積%未満のグリースを封入することが好ましい。1体積%未満であると、潤滑に必要なグリース量が不足して枯渇し、耐久性に劣る。10体積%以上であると、撹拌によるトルク増による発熱で耐久性が向上しないし、また、コスト増につながり環境上も好ましくない。   In the rolling bearing for machine tool of the present invention, it is preferable to enclose grease of 1 volume% or more and less than 10 volume% of the volume of the bearing gap. If it is less than 1% by volume, the amount of grease necessary for lubrication is insufficient and depleted, resulting in poor durability. When it is 10% by volume or more, durability is not improved by heat generation due to an increase in torque due to agitation, and the cost is increased, which is not preferable from an environmental viewpoint.

本発明の工作機械用転がり軸受としては、図1に示すアンギュラ玉軸受の他、深溝玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受なども使用できる。これらの中で高速回転での回転精度と耐荷重性能を両方備えることから、アンギュラ玉軸受または円筒ころ軸受を用いることが好ましい。   As the rolling bearing for machine tool of the present invention, in addition to the angular ball bearing shown in FIG. 1, deep groove ball bearing, cylindrical roller bearing, tapered roller bearing, self-aligning roller bearing, needle roller bearing, thrust cylindrical roller bearing, thrust Tapered roller bearings, thrust needle roller bearings, thrust spherical roller bearings, and the like can also be used. Among them, it is preferable to use an angular ball bearing or a cylindrical roller bearing because it has both rotational accuracy at high speed and load bearing performance.

本発明を実施例および比較例により具体的に説明するが、これらの例によって何ら限定されるものではない。   The present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples, but is not limited to these examples.

実施例1〜実施例3、比較例1〜比較例2
表1に示した基油の半量に、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業製ミリオネートMT、以下「MDI」と記す)を該表に示す割合で溶解し、残りの半量の基油にMDIの2倍当量となるモノアミンを溶解した。それぞれの配合割合および種類は該表のとおりである。MDIを溶解した溶液を撹拌しながらモノアミンを溶解した溶液を加えた後、100〜120℃で30分間撹拌を続けて反応させて、ジウレア化合物を基油中に生成させベースグリースを得た。これに各添加剤を表1に示す配合割合で加えてさらに十分撹拌した。その後、三本ロールで均質化し、供試グリースを得た。なお、基油(混合油)の動粘度は、いずれも22mm/s(40℃)である。
Example 1 to Example 3, Comparative Example 1 to Comparative Example 2
In half of the base oil shown in Table 1, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (Millionate MT manufactured by Nippon Polyurethane Industry, hereinafter referred to as “MDI”) is dissolved in the ratio shown in the table, and the remaining half of the base oil is dissolved. A monoamine that was twice the equivalent of MDI was dissolved. Each blending ratio and type are as shown in the table. A solution in which monoamine was dissolved was added while stirring the solution in which MDI was dissolved, and then the reaction was continued with stirring at 100 to 120 ° C. for 30 minutes to produce a diurea compound in the base oil to obtain a base grease. Each additive was added to this at a blending ratio shown in Table 1 and further sufficiently stirred. Thereafter, it was homogenized with three rolls to obtain a test grease. The kinematic viscosity of the base oil (mixed oil) is 22 mm 2 / s (40 ° C.).

得られたグリースを転がり軸受に封入して以下に示す急加減速試験、高温耐久試験、および錆試験を行なった。試験方法および試験条件を以下に示す。   The obtained grease was sealed in a rolling bearing and subjected to the following rapid acceleration / deceleration test, high temperature durability test, and rust test. Test methods and test conditions are shown below.

<急加減速試験>
回転軸を支持する内輪回転の転がり軸受(内輪・外輪・鋼球は軸受鋼SUJ2、型番:6203LLU(シール付き))に上記グリースを封入し、急加減速試験を行なった。急加減速試験条件は、室温(25℃)雰囲気下、回転軸先端に取り付けたプーリに対する負荷荷重を1960N、回転速度は0rpm〜20000rpmで運転条件を設定し、さらに、試験軸受内に0.5Aの電流が流れる状態で試験を実施した。そして、軸受内に異常剥離が発生し、振動検出器の振動が設定値以上になって停止する時間(剥離発生寿命時間、h)を計測した。結果を表1に示す。
<Rapid acceleration / deceleration test>
The above grease was sealed in a rolling bearing for inner ring rotation supporting the rotating shaft (bearing steel SUJ2, model number: 6203 LLU (with seal) for inner ring, outer ring, and steel ball), and a rapid acceleration / deceleration test was performed. The rapid acceleration / deceleration test conditions were set in a room temperature (25 ° C.) atmosphere with a load applied to the pulley attached to the tip of the rotary shaft of 1960 N, a rotational speed of 0 rpm to 20000 rpm, and 0.5 A in the test bearing. The test was conducted in a state where the current of Then, abnormal peeling occurred in the bearing, and the time when the vibration of the vibration detector exceeded the set value and stopped (peeling life time, h) was measured. The results are shown in Table 1.

<高温耐久試験>
上記グリースを転がり軸受(内径20mm×外径47mm×厚さ14mm、型番:6204ZZ(シール付き))に封入し、アキシャル荷重67Nとラジアル荷重67Nの下で、軸受温度150℃、10000rpmの回転速度で回転させ、焼き付きに至るまでの時間(高温耐久寿命時間、h)を測定した。結果を表1に示す。なお、当該結果は、試験回数3回の平均値(時間、h)である。
<High temperature durability test>
The above grease is enclosed in a rolling bearing (inner diameter 20 mm × outer diameter 47 mm × thickness 14 mm, model number: 6204ZZ (with seal)), under an axial load of 67 N and a radial load of 67 N, at a bearing temperature of 150 ° C. and a rotational speed of 10,000 rpm. It was rotated and the time until seizure (high temperature endurance life time, h) was measured. The results are shown in Table 1. In addition, the said result is an average value (time, h) of the test frequency | count of 3 times.

<錆試験>
ASTM D 1743に規定される錆試験法に準じて、試験条件を錆発生に対してより過酷な条件で行なった。あらかじめ有機溶剤により脱脂し、乾燥させた円錐ころ軸受30204に得られたグリースを2.0g封入した後、アキシャル荷重を98N加えて毎分1800回転で1分間慣らし運転した。次に、1重量%食塩水に浸漬した後、この軸受を40℃で飽和水蒸気圧に達した密封高湿容器に入れ、40℃で48時間放置した後、発錆状況を調べた。発錆状況は外輪レースを周方向に32等分して錆のあった区間を数え、錆発生確率を測定した。結果を表1に示す。なお、試験回数は4回(合計区間数は128)である。
<Rust test>
In accordance with the rust test method specified in ASTM D 1743, the test conditions were conducted under conditions more severe with respect to rust generation. After 2.0 g of the obtained grease was sealed in a tapered roller bearing 30204 that had been degreased and dried in advance with an organic solvent, an axial load was applied to 98 N, and running-in was performed for 1 minute at 1800 rpm. Next, after immersing in 1% by weight saline solution, the bearing was placed in a sealed high-humidity container that reached a saturated water vapor pressure at 40 ° C. and left at 40 ° C. for 48 hours, and then the rusting state was examined. As for the rusting situation, the outer race was divided into 32 equal parts in the circumferential direction, the number of rusted sections was counted, and the probability of rusting was measured. The results are shown in Table 1. The number of tests is 4 times (the total number of sections is 128).

Figure 0006461520
Figure 0006461520

表1に示すように、アルカノールアミン(ジエタノールアミン)を配合することで錆の発生を防止できた。特に、アルカノールアミンを所定量配合することで、剥離防止性と高温耐久性を維持しつつ、錆の発生を防止できた。   As shown in Table 1, the generation of rust could be prevented by blending alkanolamine (diethanolamine). In particular, by adding a predetermined amount of alkanolamine, it was possible to prevent the occurrence of rust while maintaining anti-peeling properties and high temperature durability.

本発明の工作機械用転がり軸受は、潤滑性や高温耐久性に優れる等、高速回転にも十分に対応しつつ、内部での錆の発生や水素脆性による転走面での剥離を防止できるので、旋盤、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、研削盤、ホーニング盤、超仕上盤、ラップ盤などの高速で摺動・回転する工作機械の主軸支持部に組み込まれる転がり軸受として好適に利用できる。   The rolling bearings for machine tools of the present invention are excellent in lubricity and high temperature durability, and can sufficiently prevent high-speed rotation, while preventing rust generation and peeling on the rolling surface due to hydrogen embrittlement. , Lathes, drilling machines, boring machines, milling machines, grinding machines, honing machines, super finishing machines, lapping machines, etc., can be suitably used as rolling bearings incorporated in spindle support parts of machine tools that slide and rotate at high speed.

1、11 アンギュラ玉軸受
2、12 内輪
3、13 外輪
4、14 転動体(鋼球)
5 保持器
6 シール部材
7 グリースポケット
1,11 Angular contact ball bearings 2,12 Inner ring 3,13 Outer ring 4,14 Rolling elements (steel balls)
5 Cage 6 Seal member 7 Grease pocket

Claims (5)

工作機械の回転軸を支持する転がり軸受であって、
前記転がり軸受は、内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する複数の転動体と、前記内輪および外輪の軸方向両端開口部を覆うシール部材と、前記転動体の周囲に封入されるグリース組成物とを有し、
前記グリース組成物は、基油と、増ちょう剤と、アルカノールアミンとを含み、無機酸のアルカリ金属塩アルカリ土類金属塩、およびジチオカルバミン酸金属塩を含まず、
前記基油は、40℃における動粘度が12〜30mm/sであり、
前記増ちょう剤は、ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られるウレア化合物であり、該モノアミン成分は、脂肪族モノアミンおよび芳香族モノアミンから選ばれた少なくとも1つのモノアミンであり、
前記アルカノールアミンは、ジエタノールアミンであり、前記基油と増ちょう剤との合計量100重量部に対して0.1〜10重量部含まれることを特徴とする工作機械用転がり軸受。
A rolling bearing that supports a rotating shaft of a machine tool,
The rolling bearing includes an inner ring and an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, a seal member that covers both axial end openings of the inner ring and the outer ring, and grease sealed around the rolling element. Having a composition,
The grease composition includes a base oil, a thickener, and an alkanolamine , and does not include an alkali metal salt , an alkaline earth metal salt , and a dithiocarbamic acid metal salt of an inorganic acid,
The base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 12 to 30 mm 2 / s,
The thickener is a urea compound obtained by reacting a polyisocyanate component and a monoamine component, and the monoamine component is at least one monoamine selected from an aliphatic monoamine and an aromatic monoamine,
The rolling bearing for machine tools, wherein the alkanolamine is diethanolamine and is contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the base oil and the thickener.
前記増ちょう剤において、前記脂肪族モノアミンがモノアミン全体に対して50モル%以上含まれることを特徴とする請求項1記載の工作機械用転がり軸受。   The rolling bearing for machine tools according to claim 1, wherein the thickener contains 50 mol% or more of the aliphatic monoamine based on the total monoamine. 前記基油は、ポリ−α−オレフィン油、エステル油およびアルキルジフェニルエーテル油から選ばれた少なくとも1つの油であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の工作機械用転がり軸受。 The rolling bearing for machine tools according to claim 1 or 2 , wherein the base oil is at least one oil selected from poly-α-olefin oil, ester oil and alkyl diphenyl ether oil. 前記基油は、鉱油、高度精製鉱油、および水溶性潤滑油から選ばれる少なくとも1つの油であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の工作機械用転がり軸受。 The rolling bearing for machine tools according to claim 1 or 2 , wherein the base oil is at least one oil selected from mineral oil, highly refined mineral oil, and water-soluble lubricating oil. 前記転がり軸受は、アンギュラ玉軸受または円筒ころ軸受であることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項記載の工作機械用転がり軸受。 The rolling bearing for a machine tool according to any one of claims 1 to 4 , wherein the rolling bearing is an angular ball bearing or a cylindrical roller bearing.
JP2014175869A 2014-08-29 2014-08-29 Rolling bearings for machine tools Expired - Fee Related JP6461520B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014175869A JP6461520B2 (en) 2014-08-29 2014-08-29 Rolling bearings for machine tools

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014175869A JP6461520B2 (en) 2014-08-29 2014-08-29 Rolling bearings for machine tools

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016050618A JP2016050618A (en) 2016-04-11
JP6461520B2 true JP6461520B2 (en) 2019-01-30

Family

ID=55658281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014175869A Expired - Fee Related JP6461520B2 (en) 2014-08-29 2014-08-29 Rolling bearings for machine tools

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6461520B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003221588A (en) * 2002-02-01 2003-08-08 Asahi Denka Kogyo Kk Lubricating composition
JP2005298537A (en) * 2004-04-06 2005-10-27 Nsk Ltd Grease composition for auxiliary electric equipment of automobile and roller bearing for auxiliary electric equipment of automobile
JP2009036221A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Ntn Corp High-speed rolling bearing
JP5346491B2 (en) * 2008-05-16 2013-11-20 Ntn株式会社 Grease for high speed bearings
JP5256401B2 (en) * 2008-05-30 2013-08-07 日鉄住金機工株式会社 Lubricant composition for cold plastic working and manufacturing method of steel pipe joint using the same
JP2011168648A (en) * 2010-02-16 2011-09-01 Showa Shell Sekiyu Kk Lubricating oil composition

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016050618A (en) 2016-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5916781B2 (en) Rolling bearing
CN107922868B (en) Grease composition and grease-sealed rolling bearing
WO2015008856A1 (en) Anti-friction bearing
JP5346491B2 (en) Grease for high speed bearings
JP4461720B2 (en) Lubricant composition
WO2016114380A1 (en) Anti-friction bearing
JP5007029B2 (en) Grease composition and rolling bearing with grease
JP6193619B2 (en) Rolling bearing
JP2009121532A (en) Rolling bearing for high speed
JP6461520B2 (en) Rolling bearings for machine tools
JP6219084B2 (en) Rolling bearing
JP5305600B2 (en) Grease for high-speed bearings and rolling bearings for spindles
JP2009121531A (en) Rolling bearing for high speed
JP4838549B2 (en) Grease composition and rolling bearing with grease
JP2019039470A (en) Rolling bearing
JP2008222793A (en) Grease for high-speed bearing and rolling bearing for spindle
JP2009019750A (en) Rolling bearing for high speed
JP2009036222A (en) High-speed rolling bearing
JP2008266424A (en) Grease composition and grease sealed bearing
JP2007254521A (en) Grease composition and grease-sealed bearing
JP2009036221A (en) High-speed rolling bearing
JP6309767B2 (en) Rolling bearings for automotive electrical equipment and accessories
JP2008286372A (en) Rolling bearing for high speed
JP2008133911A (en) Grease-sealed rolling bearing
JP2006199771A (en) Grease composition and rolling bearing for use in machine tool axle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170727

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180510

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180529

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180730

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: 20181211

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6461520

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees