[發明專利]滾動軸承

有效

• 申請號: 201380000816.8
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN103492739B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 杉田芳史;勝野美昭
• 申請（專利權）人: 日本精工株式會社
• 主分類號: F16C33/66
• 分類號: F16C33/66;C10M171/02;C21D1/06;C21D9/40;C22C38/00;C22C38/04;F16C19/16;F16C33/32;F16C33/62;C10N20/02;C10N30/00;C10N40/02;C10N50/10
• 代理公司: 北京奉思知識產權代理有限公司 11464
• 代理人: 吳立;鄒軼鮫

技術領域

本發明涉及一種滾動軸承，其以40℃時的運動粘度為1～5×10^-5m²/s(10～50cSt)的潤滑油進行潤滑，或者以基礎油的40℃時的運動粘度為1～5×10^-5m²/s(10～50cSt)的潤滑脂進行潤滑，在內圈或外圈的滾道面與滾動體的滾動面之間的滾動接觸的PV值在100MPa·m/s以上、Dmn值在80萬以上的旋轉條件下使用。

背景技術

用于機床的滾動軸承在Dmn值(軸承內徑和外徑的平均尺寸Dm≈滾動體的節圓直徑Dp(mm)和轉速n(min^-1)的積)超過80萬的高速旋轉區域的條件下使用。最近也有Dmn值超過100萬的情況。而且，為了提高主軸的剛性而施加了高預壓。機床主軸用滾動軸承的PV值(P：表面壓力(Pa)，V：滑動速度(m/s))也隨之大部分達到100MPa·m/s以上。

此外，為了抑制使用中滾動軸承的發熱并降低扭矩，采用了粘度低的潤滑劑，以使得在進行潤滑油潤滑的情況下潤滑油在40℃時的運動粘度和在進行潤滑脂潤滑的情況下基礎油在40℃時的運動粘度均為1～5×10^-5m²/s(10～50cSt)。如果小于1×10^-5m²/s，則難以形成油膜，在高速旋轉的情況下，極有可能隨著滑動在滾動接觸面發生金屬接觸，以致導致燒熔。如果超過5×10^-5m²/s，則盡管油膜的形成性良好，但是由于油的攪拌阻力及粘性阻力，將使得軸承的溫度上升幅度增大。隨之導致主軸的熱位移變大，機床的加工精度將變得不足。

這樣，由于機床用滾動軸承在PV值較高且油膜較薄的條件下被使用，所以盡管是在清潔的環境下被使用，但滾動接觸面呈容易發生金屬接觸的狀態這一事實沒有改變。

在專利文獻1中，記載了一種支承機床主軸的滾動軸承，其為了提高在高速旋轉下使用時的潤滑性能、實現低扭矩化和發熱量的減少，在內圈和外圈的滾道面以及滾動面上形成潤滑劑保持用槽，在該槽中形成有疏油薄膜。

在專利文獻2中，記載了一種Dmn值達到1.0×10⁶以上的高速旋轉環境下所使用的滾動軸承，其PV值提高，滾動體和滾道面之間產生的滑動摩擦變大，在達到滾動疲勞壽命之前即產生磨損和/或燒熔。另外，還記載了為了在潤滑脂潤滑的情況下也能很好地防止燒熔，使滾動體滿足下述條件(a)～(c)的內容。

(a)在滾動面的表層部具有含有5重量％以上的Si的氮化析出物，氮化析出物的表面覆蓋率在10％以上。

(b)形成所用坯料的鋼含有C：0.3～1.2重量％、Si：0.5～2.0重量％、Mn：0.2～2.0重量％、Cr：0.5～2.0重量％，且以合計量計，Mo、V以及Nb的1種以上的含量為0.05～0.2重量％，其余為Fe和不可避免的雜質。

(c)滾動面的表層部的殘余奧氏體量在5體積％以下。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-192330號公報

專利文獻2：日本特開2004-353742號公報

發明內容

發明所要解決的課題

專利文獻1、2所述的滾動軸承在提高機床用滾動軸承的耐燒熔性方面仍有改善的余地。

另外，如上所述，由于機床用滾動軸承是在PV值較高且油膜較薄的條件下使用，因此在滾動接觸面容易發生金屬接觸。而且，一旦在滾動接觸面發生金屬接觸，就有可能在內外圈的滾道面以及滾動體的滾動面上發生磨損、粘合、壓痕的轉印等，在嚴酷的使用條件下，還有可能殘留帶狀的運行痕跡。在運行痕跡內，表面粗糙度將粗于初始狀態。

即，機床用滾動軸承有可能在其內外圈的滾道面以及滾動體的滾動面發生表面粗糙度惡化的情況。伴隨著這樣的表面粗糙度的惡化，油膜參數值(油膜的厚度/表面粗糙度)將變小，使得更容易發生金屬接觸。另外，隨著表面粗糙度的惡化的進展，容易發生燒熔，壽命將降低，振動將變大。

并且，由于機床主軸用滾動軸承如上所述，是在Dmn值為80萬以上的旋轉條件下使用，所以與其它產業機械(例如，鐵路車輛、工程車輛、建筑機械、泵、汽輪機等)用滾動軸承相比，在PV值同等的情況下，在表面壓力P較小但滑動速度V非常高(例如0.080m/s以上、0.100m/s以上)的條件下使用。