滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置和壽命推算方法
【專利摘要】該滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置包括：凸起高度推算機(jī)構(gòu)(7)，其根據(jù)壓痕的深度或壓痕尺寸，按照已確定的規(guī)則，推算壓痕相對(duì)滾動(dòng)面的凸起高度；壽命推算機(jī)構(gòu)(8)，其根據(jù)由已推算的壓痕的凸起高度和滾動(dòng)疲勞壽命的降低率之間的關(guān)系以及動(dòng)態(tài)等效荷載所確定的規(guī)則，推算滾動(dòng)軸承的壽命。壽命推算機(jī)構(gòu)(8)采用與接觸面壓力相對(duì)應(yīng)的壓痕補(bǔ)償系數(shù)，計(jì)算滾動(dòng)軸承的壽命。
【專利說明】滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置和壽命推算方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本發(fā)明要求申請(qǐng)日為2012年7月12日、申請(qǐng)?zhí)枮镴P特愿2012-156113的申請(qǐng) 的優(yōu)先權(quán)，通過參照其整體，將其作為構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的內(nèi)容而進(jìn)行引用。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置和壽命推算方法，特別涉及進(jìn)行建筑機(jī)械等 的軸承的可否再使用的判斷時(shí)所采用的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0004] 人們知道，滾動(dòng)軸承的壽命依賴于使用荷載、潤滑條件、材料等。在過去，軸承的壽 命預(yù)測采用考慮使用荷載、信息條件、材料等而形成的壽命計(jì)算式而進(jìn)行（非專利文獻(xiàn)1)。 為了評(píng)估在某種條件下使用滾動(dòng)軸承時(shí)可在怎樣的期間使用，或評(píng)估為了在所要求的使用 期間滾動(dòng)軸承不破損，可在何種條件下使用，采用該計(jì)算式。通常滾動(dòng)軸承在基于壽命計(jì)算 式而設(shè)定的使用條件下使用。于是，只要在通常的條件下采用滾動(dòng)軸承，應(yīng)當(dāng)不會(huì)產(chǎn)生壽命 的問題。
[0005] 但是，具有滾動(dòng)軸承的壽命在市場中發(fā)生問題的情況。人們認(rèn)為其原因在于實(shí)際 的滾動(dòng)軸承在不同于設(shè)計(jì)條件的情況下被使用、或混入于潤滑劑中的異物對(duì)軸承表面層造 成壓痕等的損傷。為此，人們提出幾種方法，這些方法推算所采用的滾動(dòng)軸承的剩余壽命。 剩余壽命推算方法包括有抽取而調(diào)查使用途中的代表性軸承的材質(zhì)的變化，檢討軸承整體 的更換時(shí)期的離線的方法（非專利文獻(xiàn)2);在現(xiàn)場調(diào)查各個(gè)軸承的使用狀況，檢討各個(gè)軸 承的更換時(shí)期的在線的方法（專利文獻(xiàn)1?3)。
[0006] 作為在線的剩余壽命推算方法之一，根據(jù)各種傳感器的值，推算因所采用的軸承 的荷載和轉(zhuǎn)數(shù)、潤滑油的狀態(tài)、異物而形成的壓痕尺寸，進(jìn)行滾動(dòng)軸承的剩余壽命的推算 (專利文獻(xiàn)3)。在該方法中，壓痕尺寸和滾動(dòng)軸承的壽命的關(guān)系像下述那樣表示。
[0007] L10= L i〇cX 1〇(〇-〇〇38dlog(P/C)-〇.2721og(d)+0.416) …(丄)
[0008] Llt!表不 10 % 壽命（h);
[0009] Lltlc表示計(jì)算壽命（h);
[0010] d表示壓痕直徑（μ--);
[0011] P 表示荷載（kgf);
[0012] C表示動(dòng)態(tài)額定荷載（kgf);
[0013] 已有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)
[0015] 專利文獻(xiàn)I JP特許第3880455號(hào)文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)2 JP特許第3842055號(hào)文獻(xiàn)
[0017] 專利文獻(xiàn)3 JP特許第4504065號(hào)文獻(xiàn)
[0018] 非專利文獻(xiàn)
[0019] 非專利文獻(xiàn)I :岡本純?nèi)?，? # >9軸受· C 3軸受Q動(dòng)的負(fù)荷容量一Lundberg- Palmgren理論〇詳解一，「第4章壽命式^ 3指數(shù)〇決定」千葉大學(xué)工學(xué)部機(jī)械工學(xué)科 機(jī)械要素講座，（1988)35?36頁
[0020] 非專利文獻(xiàn)2 :対馬全之，中島碩一，前田喜久男，「X線応力測定〇軸受破損解析 ?乃応用」< 7 U ^ 夕''工 ^ '二 7，No. 49 (1984) 25 ?34 頁
[0021] 非專利文獻(xiàn)3 :戸田一壽，三上剛，星野照男，「微小圧d 〇二3 # >9壽命(二及比' 十影響」卜7 4水口 y' 7卜第38卷第6號(hào)（1993)526?532頁


【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 發(fā)明要解決的課題
[0023] 在上述數(shù)學(xué)公式1中，滾動(dòng)軸承的壽命根據(jù)壓痕尺寸和荷載而確定。但是，由于 形成壓痕時(shí)的滾動(dòng)軸承的壽命根據(jù)形成于壓痕周邊的凸起高度而確定（非專利文獻(xiàn)3)，故 在形成壓痕的異物的形狀不一樣的場合，無法唯一地確定壓痕尺寸和壓痕的凸起高度的關(guān) 系。由此，滾動(dòng)軸承的壽命無法僅僅根據(jù)壓痕尺寸而正確地推算。另外，由于形成壓痕時(shí)的 滾動(dòng)軸承的壽命還因壓痕的數(shù)量、面積而變化，故無法僅僅根據(jù)壓痕尺寸正確地推算。
[0024] 像前述那樣，形成壓痕時(shí)的滾動(dòng)軸承的壽命不僅根據(jù)壓痕尺寸，還由壓痕周邊的 凸起高度、數(shù)量、面積和荷載而確定，但是還沒有考慮這些因素而推算滾動(dòng)軸承的壽命的方 法。
[0025] 本發(fā)明的目的在于提供可考慮壓痕周邊的凸起高度等，以更加正確地推算形成壓 痕時(shí)的滾動(dòng)軸承的壽命的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置和壽命推算方法。
[0026] 用于解決課題的技術(shù)方案
[0027] 本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置是一種推算滾動(dòng)軸承壽命的壽命推算裝置，該 滾動(dòng)軸承具有內(nèi)外圈（1〇、11)和多個(gè)滾動(dòng)體（12)，所述多個(gè)滾動(dòng)體（12)夾設(shè)于該內(nèi)外圈 (1〇、11)的滾動(dòng)面（IOaUla)之間，該滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置包括：凸起高度推算機(jī)構(gòu) (7)，在該凸起高度推算機(jī)構(gòu)（7)輸入：形成于上述內(nèi)外圈（10、11)中的任意一者的滾動(dòng)面 (IOaUla)上的壓痕（14)的深度（h2)、或作為壓痕（14)的平面的大小的壓痕尺寸，根據(jù)該 已輸入的壓痕（14)的深度（h2)或壓痕尺寸，按照已確定的規(guī)則，推算上述壓痕相對(duì)滾動(dòng)面 (IOaUla)的凸起高度；壽命推算機(jī)構(gòu)（8)，該壽命推算機(jī)構(gòu)⑶按照根據(jù)已推算的壓痕的 凸起高度和滾動(dòng)疲勞壽命的降低率的關(guān)系以及動(dòng)態(tài)等效荷載所確定的規(guī)則，推算滾動(dòng)軸承 的壽命，上述壽命推算機(jī)構(gòu)（8)采用下述公式計(jì)算滾動(dòng)軸承的壽命Ln。
[0028] 上述壓痕（14)的平面的大小指從平面看的壓痕的直徑尺寸等的長度或面積，t匕 如在壓痕（14)從平面看呈圓形的場合，是指該壓痕（14)的最大的直徑，在壓痕（14)從平 面看為非圓形狀的場合，是指從該壓痕（14)的基本中間部到最大的外周緣的距離的兩倍 的值。

【權(quán)利要求】
1. 一種滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置，用于推算滾動(dòng)軸承的壽命，該滾動(dòng)軸承具有內(nèi)外圈 以及夾設(shè)于該內(nèi)外圈的滾動(dòng)面之間的多個(gè)滾動(dòng)體， 該滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置包括： 凸起高度推算機(jī)構(gòu)，在該凸起高度推算機(jī)構(gòu)中輸入：形成于上述內(nèi)外圈中的任意者的 滾動(dòng)面上的壓痕的深度、或作為壓痕的平面大小的壓痕尺寸，根據(jù)該已輸入的壓痕的深度 或壓痕尺寸，按照已確定的規(guī)則，推算上述壓痕相對(duì)于滾動(dòng)面的凸起高度；以及 壽命推算機(jī)構(gòu)，該壽命推算機(jī)構(gòu)根據(jù)由已推算的壓痕的凸起高度和滾動(dòng)疲勞壽命的降 低率的關(guān)系以及動(dòng)態(tài)等效荷載所確定的規(guī)則，推算滾動(dòng)軸承的壽命， 上述壽命推算機(jī)構(gòu)采用下述式計(jì)算滾動(dòng)軸承的壽命Ln，
η與下一壽命Ln的η相同； Ln表示η%壽命；ad表示壓痕補(bǔ)償系數(shù)； b、c表示常數(shù)； h表示壓痕凸起高度，單位μm;ai、a/表示可靠度系數(shù)； P表示荷載，單位kgf; C表示動(dòng)態(tài)額定荷載，單位kgf; P表示荷載壽命指數(shù)，對(duì)于滾珠軸承：P= 3,對(duì)于滾子軸承：p= 10/3 ;e表示威布爾斜率，對(duì)于滾珠軸承：e= 10/9,對(duì)于滾子軸承：e= 9/8， 其中，在10%壽命以下的場合，e= 1. 5。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置，其中，上述凸起高度推算機(jī)構(gòu)具 有： 存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，該存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)存儲(chǔ)軸承的指定的使用條件下的壓痕尺寸與壓痕的凸起高度的 關(guān)系；以及 計(jì)算機(jī)構(gòu)，該計(jì)算機(jī)構(gòu)使已輸入的壓痕尺寸依照存儲(chǔ)于上述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的上述關(guān)系， 計(jì)算上述壓痕的凸起高度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置，其中，上述壽命推算機(jī)構(gòu)包括壽 命運(yùn)算部，該壽命運(yùn)算部將通過下述式表示的壓痕的凸起高度部的面積的增加所產(chǎn)生的滾 動(dòng)疲勞壽命的補(bǔ)償系數(shù)與上述已推算的滾動(dòng)軸承的壽命相乘，對(duì)滾動(dòng)軸承的壽命進(jìn)行運(yùn) 算，
av表示基于壓痕尺寸和壓痕數(shù)量得到的補(bǔ)償系數(shù)； nd表示壓痕的凸起部的面積的增加率； e表示威布爾斜率，對(duì)于滾珠軸承：e= 10/9,對(duì)于滾子軸承：e= 9/8。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置，其中，上述壽命運(yùn)算部將上述補(bǔ) 償系數(shù)與根據(jù)壓痕的最大的凸起高度而推算的壽命相乘，對(duì)滾動(dòng)軸承壽命進(jìn)行運(yùn)算。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置，其中，上述壽命運(yùn)算部根據(jù)形成 于滾動(dòng)面上的全部的壓痕的凸起高度，推算相對(duì)于壓痕的壓痕個(gè)別對(duì)應(yīng)壽命，將上述補(bǔ)償 系數(shù)與相應(yīng)的已推算的壓痕個(gè)別對(duì)應(yīng)壽命相乘，對(duì)滾動(dòng)軸承的壽命進(jìn)行運(yùn)算。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置，其中，在通過上述凸起高度推算 機(jī)構(gòu)推算出壓痕的凸起高度為1. 0μm以下時(shí)，上述壽命推算機(jī)構(gòu)將上述壓痕補(bǔ)償系數(shù)設(shè) 為ad= 1，計(jì)算滾動(dòng)軸承的壽命Ln。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置，其中，上述壽命推算機(jī)構(gòu)包括剩 余壽命運(yùn)算部，該剩余壽命運(yùn)算部根據(jù)上述已推算的滾動(dòng)軸承的壽命與軸承的轉(zhuǎn)數(shù)來推算 軸承的剩余壽命。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置，其中，上述剩余壽命運(yùn)算部以超 過累積破損率10%以下的壽命的轉(zhuǎn)數(shù)，判定剩余壽命為〇轉(zhuǎn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置，其中，上述壓痕補(bǔ)償系數(shù)根據(jù)荷 載條件而采用不同的值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置，其中，在上述壓痕的凸起高度大 于1.Ομπι時(shí)，對(duì)應(yīng)于上述內(nèi)外圈的滾動(dòng)面和上述滾動(dòng)體的接觸面的接觸應(yīng)力的最大值，分 別規(guī)定上述壓痕補(bǔ)償系數(shù)的常數(shù)b、C。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的壽命推算裝置，其中，上述滾動(dòng)軸承為圓錐滾子 軸承或圓柱滾子軸承。
12. -種滾動(dòng)軸承的壽命推算方法，用于推算滾動(dòng)軸承的壽命，該滾動(dòng)軸承具有內(nèi)外圈 以及夾設(shè)于該內(nèi)外圈的滾動(dòng)面之間的多個(gè)滾動(dòng)體， 該方法包括： 凸起高度推算過程，其中，輸入形成于上述內(nèi)外圈中的任意者的滾動(dòng)面上的壓痕的深 度、或作為壓痕的平面大小的壓痕尺寸，根據(jù)該已輸入的壓痕的深度或壓痕尺寸，按照已確 定的規(guī)則，推算上述壓痕相對(duì)于滾動(dòng)面的凸起高度；以及 壽命推算過程，其中，根據(jù)已推算的壓痕的凸起高度和滾動(dòng)疲勞壽命的降低率的關(guān)系 以及動(dòng)態(tài)等效荷載，推算滾動(dòng)軸承的壽命， 上述壽命推算過程采用下述式計(jì)算滾動(dòng)軸承的壽命Ln，
η與下一壽命Ln的η相同； Ln表示η%壽命；ad表示壓痕補(bǔ)償系數(shù)； b、c表示常數(shù)； h表示壓痕凸起高度，單位μm; %表示可靠度系數(shù)； P表示荷載，單位kgf; C表示動(dòng)態(tài)額定荷載，單位kgf; P表示荷載壽命指數(shù)，對(duì)于滾珠軸承：P=3,對(duì)于滾子軸承：p=10/3 ; e表示威布爾斜率，對(duì)于滾珠軸承：e=10/9,對(duì)于滾子軸承：e=9/8， 其中，在10%壽命以下的場合，e=1.5。
【文檔編號(hào)】G01M13/04GK104471366SQ201380036689
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月12日
【發(fā)明者】伊藤崇, 藤田工 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社