滾動軸承的壽命推算裝置和壽命推算方法
【專利摘要】該滾動軸承的壽命推算裝置包括：凸起高度推算機構(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，推算壓痕相對滾動面的凸起高度；壽命推算機構(gòu)(8)，其根據(jù)由已推算的壓痕的凸起高度和滾動疲勞壽命的降低率之間的關(guān)系以及動態(tài)等效荷載所確定的規(guī)則，推算滾動軸承的壽命。壽命推算機構(gòu)(8)采用與接觸面壓力相對應(yīng)的壓痕補償系數(shù)，計算滾動軸承的壽命。
【專利說明】滾動軸承的壽命推算裝置和壽命推算方法
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本發(fā)明要求申請日為2012年7月12日、申請?zhí)枮镴P特愿2012-156113的申請 的優(yōu)先權(quán)，通過參照其整體，將其作為構(gòu)成本申請的一部分的內(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)行建筑機械等 的軸承的可否再使用的判斷時所采用的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0004] 人們知道，滾動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算式而進(jìn)行（非專利文獻(xiàn)1)。 為了評估在某種條件下使用滾動軸承時可在怎樣的期間使用，或評估為了在所要求的使用 期間滾動軸承不破損，可在何種條件下使用，采用該計算式。通常滾動軸承在基于壽命計算 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軸承，應(yīng)當(dāng)不會產(chǎn)生壽命 的問題。
[0005] 但是，具有滾動軸承的壽命在市場中發(fā)生問題的情況。人們認(rèn)為其原因在于實際 的滾動軸承在不同于設(shè)計條件的情況下被使用、或混入于潤滑劑中的異物對軸承表面層造 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 的更換時期的離線的方法（非專利文獻(xiàn)2);在現(xiàn)場調(diào)查各個軸承的使用狀況，檢討各個軸 承的更換時期的在線的方法（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號文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)2 JP特許第3842055號文獻(xiàn)
[0017] 專利文獻(xiàn)3 JP特許第4504065號文獻(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)部機械工學(xué)科 機械要素講座，（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（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 形成壓痕時的滾動軸承的壽命根據(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，由于形成壓痕時的 滾動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，形成壓痕時的滾動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 痕時的滾動軸承的壽命的滾動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)明的滾動軸承的壽命推算裝置是一種推算滾動軸承壽命的壽命推算裝置，該 滾動軸承具有內(nèi)外圈（1〇、11)和多個滾動體（12)，所述多個滾動體（12)夾設(shè)于該內(nèi)外圈 (1〇、11)的滾動面（IOaUla)之間，該滾動軸承的壽命推算裝置包括：凸起高度推算機構(gòu) (7)，在該凸起高度推算機構(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，推算上述壓痕相對滾動面 (IOaUla)的凸起高度；壽命推算機構(gòu)（8)，該壽命推算機構(gòu)⑶按照根據(jù)已推算的壓痕的 凸起高度和滾動疲勞壽命的降低率的關(guān)系以及動態(tài)等效荷載所確定的規(guī)則，推算滾動軸承 的壽命，上述壽命推算機構(gòu)（8)采用下述公式計算滾動軸承的壽命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. 一種滾動軸承的壽命推算裝置，用于推算滾動軸承的壽命，該滾動軸承具有內(nèi)外圈 以及夾設(shè)于該內(nèi)外圈的滾動面之間的多個滾動體， 該滾動軸承的壽命推算裝置包括： 凸起高度推算機構(gòu)，在該凸起高度推算機構(gòu)中輸入：形成于上述內(nèi)外圈中的任意者的 滾動面上的壓痕的深度、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，推算上述壓痕相對于滾動面的凸起高度；以及 壽命推算機構(gòu)，該壽命推算機構(gòu)根據(jù)由已推算的壓痕的凸起高度和滾動疲勞壽命的降 低率的關(guān)系以及動態(tài)等效荷載所確定的規(guī)則，推算滾動軸承的壽命， 上述壽命推算機構(gòu)采用下述式計算滾動軸承的壽命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表示動態(tài)額定荷載，單位kgf; P表示荷載壽命指數(shù)，對于滾珠軸承：P= 3,對于滾子軸承：p= 10/3 ;e表示威布爾斜率，對于滾珠軸承：e= 10/9,對于滾子軸承：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所述的滾動軸承的壽命推算裝置，其中，上述凸起高度推算機構(gòu)具 有： 存儲機構(gòu)，該存儲機構(gòu)存儲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 計算機構(gòu)，該計算機構(gòu)使已輸入的壓痕尺寸依照存儲于上述存儲機構(gòu)中的上述關(guān)系， 計算上述壓痕的凸起高度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承的壽命推算裝置，其中，上述壽命推算機構(gòu)包括壽 命運算部，該壽命運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 動疲勞壽命的補償系數(shù)與上述已推算的滾動軸承的壽命相乘，對滾動軸承的壽命進(jìn)行運 算，
av表示基于壓痕尺寸和壓痕數(shù)量得到的補償系數(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，對于滾珠軸承：e= 10/9,對于滾子軸承：e= 9/8。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾動軸承的壽命推算裝置，其中，上述壽命運算部將上述補 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，對滾動軸承壽命進(jìn)行運算。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾動軸承的壽命推算裝置，其中，上述壽命運算部根據(jù)形成 于滾動面上的全部的壓痕的凸起高度，推算相對于壓痕的壓痕個別對應(yīng)壽命，將上述補償 系數(shù)與相應(yīng)的已推算的壓痕個別對應(yīng)壽命相乘，對滾動軸承的壽命進(jìn)行運算。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承的壽命推算裝置，其中，在通過上述凸起高度推算 機構(gòu)推算出壓痕的凸起高度為1. 0μm以下時，上述壽命推算機構(gòu)將上述壓痕補償系數(shù)設(shè) 為ad= 1，計算滾動軸承的壽命Ln。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承的壽命推算裝置，其中，上述壽命推算機構(gòu)包括剩 余壽命運算部，該剩余壽命運算部根據(jù)上述已推算的滾動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所述的滾動軸承的壽命推算裝置，其中，上述剩余壽命運算部以超 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所述的滾動軸承的壽命推算裝置，其中，上述壓痕補償系數(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，對應(yīng)于上述內(nèi)外圈的滾動面和上述滾動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所述的滾動軸承的壽命推算裝置，其中，上述滾動軸承為圓錐滾子 軸承或圓柱滾子軸承。
12. -種滾動軸承的壽命推算方法，用于推算滾動軸承的壽命，該滾動軸承具有內(nèi)外圈 以及夾設(shè)于該內(nèi)外圈的滾動面之間的多個滾動體， 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，推算上述壓痕相對于滾動面的凸起高度；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疲勞壽命的降低率的關(guān)系 以及動態(tài)等效荷載，推算滾動軸承的壽命， 上述壽命推算過程采用下述式計算滾動軸承的壽命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表示動態(tài)額定荷載，單位kgf; P表示荷載壽命指數(shù)，對于滾珠軸承：P=3,對于滾子軸承：p=10/3 ; e表示威布爾斜率，對于滾珠軸承：e=10/9,對于滾子軸承：e=9/8， 其中，在10%壽命以下的場合，e=1.5。
【文檔編號】G01M13/04GK104471366SQ201380036689
【公開日】2015年3月25日 申請日期: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 申請人:Ntn株式會社