[发明专利]滚动机械要素的疲劳诊断方法和滚动机械要素的疲劳诊断系统

说明书

本发明提供一种能够在轴承部件产生损伤之前掌握疲劳状态，并且能够不分解滚动轴承而进行疲劳状态的诊断的方法及系统。在不分解滚动机械要素的情况下，通过配置于结构部件的附近的磁传感器，测定该结构部件的轴向以及径向的磁通密度，计算相对于与该结构部件的使用开始前的磁通密度相当的基准磁通密度的变化量，并根据该变化量来判定滚动机械要素的疲劳发展度。

技术领域

本发明涉及滚动轴承、直动装置等滚动机械要素的疲劳诊断方法以及疲劳诊断系统，更具体而言，涉及用于以非分解的方式诊断包含深沟球轴承等球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、球面(自动调心)滚子轴承等滚子轴承在内的具有滚动体的滚道面的滚动轴承、或者具备具有滚动体的滚道面的结构部件的直动装置等滚动机械要素中的、磁性体材料制的滚道面的状态的疲劳诊断方法以及疲劳诊断系统。

背景技术

在各种机械装置的旋转支承部组装有球轴承、滚子轴承等滚动轴承、直动装置。例如，滚动轴承具备相互同轴地配置的1对滚道圈即外圈及内圈、和多个滚动体。外圈在内周面具有外圈滚道，内圈在外周面具有内圈滚道。多个滚动体滚动自如地配置于外圈滚道与内圈滚道之间。滚动轴承例如通过将外圈内嵌于壳体，并将内圈外嵌于旋转轴，从而将旋转轴旋转自如地支承于壳体的内侧。

在滚动轴承运转时，滚动体反复通过外圈滚道、内圈滚道的滚道面上，因此在载荷的负荷圈中，钢等磁性体材料制的滚道面从滚动体反复承受负荷。因此，随着时间的经过，在滚道面的表面下，材料组织(金属组织)、残留应力、硬度等分别产生变化，发生滚动疲劳。若这样的滚动疲劳恶化，则有时在滚道面的表面下产生龟裂，导致剥离。若产生剥离，则不仅在滚动轴承运转时产生的异响、振动变大，而且最终有可能在滚道圈产生裂纹、破裂。这样的情况在以对滚道圈的整周施加负荷的使用方式而使用的滚动轴承、以及具备具有滚动体的滚道面的结构部件的直动装置中也是同样如此。

鉴于这样的情况，在日本特开2012-42338号公报(专利文献1)等中记载了通过监视因剥离等损伤而产生的振动来检测滚动轴承的异常的技术。根据这样的现有技术，在滚道圈产生裂纹、破裂而无法使用滚动轴承之前，能够采取促进更换等措施。但是，由于在产生损伤后检测异常，因此例如在组装有滚动轴承的设备的运转中检测到异常的场合下，存在为了滚动轴承的更换作业而必须使设备停止的可能性。另一方面，如果能够在产生损伤之前掌握疲劳的发展状态，则能够在不使设备运转的时间进行更换作业。根据这样的情况，要求在产生损伤之前掌握疲劳的发展状态。

在日本特公昭63-34423号公报(专利文献2)、日本特开2009-041993号公报(专利文献3)等中记载了如下技术：利用X射线，测定构成滚动轴承的轴承部件的材料组织中所含的马氏体的半值宽度和残留奥氏体量，由此诊断滚动轴承的疲劳发展度。根据这样的利用X射线的诊断方法，能够在轴承部件产生损伤之前掌握疲劳的发展状态。

然而，考虑到X射线对人体的影响，利用X射线的诊断方法需要在从外部遮蔽的空间内实施。用于诊断的X射线衍射装置是大型的，并且一般是放置在地面上的方式。因此，利用X射线的诊断方法难以在具备组装有成为诊断对象的滚动轴承的设备的工厂等现场执行，受到场地上的制约。另外，为了对轴承部件的表面照射X射线，需要分解滚动轴承，因此诊断所需的工时变多。进而，由于金属组织等的变化在轴承部件的表面下进行，因此在多数情况下，需要切断轴承部件。因此，产生无法使用诊断后的滚动轴承这样的不良情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-42338号公报

专利文献2：日本特公昭63-34423号公报

专利文献3：日本特开2009-041993号公报

发明内容

发明所要解决的课题