[發(fā)明專利]滾動軸承以及風力發(fā)電用主軸支承裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980061880.4
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN112739922B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設計）人: 中西雅樹;三上英信
• 申請（專利權）人: NTN株式會社
• 主分類號: F16C33/30
• 分類號: F16C33/30;C01B32/28;C01B32/907;F16C19/06;F16C33/32;F16C33/62;F16C33/64
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 鄧宗慶

本發(fā)明提供一種滾動軸承，在滾動軸承的內圈/外圈滾道面等具有硬質膜，提高該硬質膜的耐剝離性，發(fā)揮膜本來的特性，并且，抑制了對對方件的攻擊性。滾動軸承(1)具備：在外周具有內圈滾道面(2a)的內圈(2)；在內周具有外圈滾道面(3a)的外圈(3)；以及在內圈滾道面(2a)與外圈滾道面(3a)之間滾動的多個滾動體(4)，硬質膜(8)是由基底層、傾斜組成的混合層、以及表面層構成的結構的膜，所述基底層直接成膜于內圈滾道面(2a)、外圈滾道面(3a)且以Cr和WC為主體，所述混合層成膜在該基底層上且以WC和DLC為主體，所述表面層成膜在該混合層上且以DLC為主體，成膜基底層的面上的粗糙度曲線的算術平均粗糙度(Ra)為0.3μm以下，均方根斜率(RΔq)為0.05以下。

技術領域

本發(fā)明涉及在作為軸承部件的內圈、外圈、滾動體表面形成有包含類金剛石碳的硬質膜的滾動軸承，尤其是，涉及應用于承受高載荷的用途、例如對風力發(fā)電機的主軸進行支承的軸承等的雙列自動調心滾子軸承。另外，涉及具備該雙列自動調心滾子軸承的風力發(fā)電用主軸支承裝置。

背景技術

硬質碳膜通常是被稱為類金剛石碳(以下，記為DLC。另外，將以DLC為主體的膜/層也稱為DLC膜/層)的硬質膜。硬質碳除此以外還具有硬質非晶質碳、無定形碳、硬質無定形型碳、i-碳、金剛石狀碳等各種稱呼，這些用語沒有明確區(qū)分。

使用這樣的用語的DLC的本質具有在結構上金剛石與石墨混合而成的兩者的中間結構。與金剛石同等地硬度高，耐磨損性、固體潤滑性、導熱性、化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性等優(yōu)異。因此，例如，作為模具/工具類、耐磨損性機械構件、研磨件、滑動部件、磁/光學構件等的保護膜而被利用。作為形成這樣的DLC膜的方法，采用濺射法、離子鍍法等物理蒸鍍(以下，記為PVD)法、化學蒸鍍(以下，記為CVD)法、非平衡磁控管濺射(以下，記為UBMS)法等。

以往，對滾動軸承的滾道圈的滾道面、滾動體的滾動面進行了形成DLC膜的嘗試。DLC膜在膜形成時產(chǎn)生極大的內部應力，另外，具有較高的硬度以及楊氏模量，但由于變形能力極小，因此，與基材的密合性較弱，具有容易剝離等缺點。若DLC膜剝離，則在軸承部件之間產(chǎn)生金屬接觸，該部件磨損而使得磨損粉末介入滾動面，導致滾道面損傷等。因此，當在滾動軸承的滾道圈的滾道面、滾動體的滾動面上形成DLC膜的情況下，需要改善密合性。

例如，作為設置中間層而實現(xiàn)DLC膜的密合性改善的方案，提出了如下的滾動裝置：在由鋼鐵材料形成的滾道槽、滾動體的滾動面上依次形成有包含鉻(以下，記為Cr)、鎢(以下，記為W)、鈦(以下，記為Ti)、硅(以下，記為Si)、鎳及鐵中的至少任一種元素的組成的基底層、含有該基底層的構成元素和碳且碳的含有率在基底層的相反側比基底層側大的中間層、以及由氬和碳構成且氬的含有率為0.02質量％以上且5質量％以下的DLC層(參照專利文獻1)。

另外，作為通過錨固效應來實現(xiàn)DLC膜的密合性改善的方案，提出了如下的滾動軸承：在滾道面通過離子轟擊處理以10～100nm的高度形成平均寬度300nm以下的凹凸，在該滾道面上形成有DLC膜(參照專利文獻2)。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4178826號公報

專利文獻2：日本專利第3961739號公報

發(fā)明內容

發(fā)明要解決的課題

但是，在滾動滑動運動中產(chǎn)生的高接觸表面壓力下，覆膜的耐剝離性的確保(防止剝落)不容易，尤其是在因滑動摩擦而可能對覆膜產(chǎn)生強剪切力這樣的潤滑/運轉條件下，覆膜的耐剝離性的確保變得更加困難。研究DLC膜的應用的滑動面大多是潤滑狀態(tài)差且伴隨著滑動的狀況，多數(shù)情況下比一般的滾動軸承中的運轉狀況嚴格。

另外，在軸承中，不僅是滾道面，也存在外周面、端面上的磨損、密封槽中的滑動阻力等成為問題的情況，向滾道面以外的DLC處理也是對軸承的耐久性以及功能性提高而言有效的手段。