Development of surface temperature evaluation method of rolling bearing inner and outer raceway by the Seebeck effect and law of homogeneous

基于塞贝克效应和均质定律的滚动轴承内外滚道表面温度评价方法的研制

基本信息

批准号：
21K03843
负责人：
東崎康嘉
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kindai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

機械製品では軸を支持するための玉軸受が必要不可欠である．地球環境に配慮し自動車用モーターは高出力化しており，軸が高速回転しているため，耐焼き付き性が求められる．このように，玉軸受は過酷な環境下で使用されており，焼付きのような軸受損傷を起こす可能性がある．損傷が発生する原因のとして，軸受温度の上昇が考えられる．この研究は軸受軌道面の温度測定を行うことで，軌道面における潤滑状態評価を行うことができる．本研究では軸受軌道面の温度測定方法として動的熱電対法を用いた．動的熱電対法とは，ゼーベック効果を利用した方法であり，内外輪を異種金属で作製することで任意の接触点の温度測定が可能である．今回，材質を変更した2種類の軸受を作製した．No.1　内輪材質S55C　転動体材質SUS304×1 ジルコニア×8　外輪材質SUS304　測定箇所内輪-転動体間No.2　内輪材質SUS304　転動体材質SUS304×1 ジルコニア×8　外輪材質S55C 測定箇所外輪-転動体間転動体の材質を１球以外ジルコニア球に変更したことにより．SUS304球の1箇所のみで温度測定が可能となり．軌道面における発熱箇所を明確にした．2021年度の温度測定結果から転がり軸受軌道面の真円度が悪いため．軸受隙間の広狭が生じ，転動体が滑ることで温度上昇が生じたと推定された．また．温度上昇の発生箇所が試験機に軸受を取り付けるたびに異なっており．真円度による隙間の違いが温度上昇の様子が異なる原因と考えられた．そこで本研究の目的を，転がり軸受軌道面の真円度が温度上昇に及ぼす影響を明確にすることと定めた．そこで真円度測定を行った後に，ハイスピードカメラを用いて軸受隙間の広狭によって転動体挙動が変化のするのか確認を行った．また，動的熱電対法を用いて温度測定を行うことで，真円度と軸受軌道面の温度上昇との関係を調査した

滚珠轴承对于机械产品中的轴支撑是必不可少的。考虑到全球环境，汽车电机的功率变得越来越大，其轴高速旋转，因此需要具有抗咬合性。如上所述，滚珠轴承在恶劣的环境中使用，可能会发生诸如咬合等轴承损坏。轴承温度升高被认为是造成损坏的原因。本研究通过测量轴承滚道表面的温度，可以评估滚道表面的润滑状态。本研究采用动态热电偶方法测量轴承滚道表面的温度。动态热电偶法是一种利用塞贝克效应的方法，通过用不同的金属制作内外环，可以测量任意接触点的温度。这次，我们创造了两种不同材料的轴承。 No.1 内圈材质 S55C 滚动体材质 SUS304 x 1 氧化锆 x 8 外圈材质 SUS304 内圈与滚动体之间的测量点 No.2 内圈材质 SUS304 滚动体材质 SUS304 x 1 氧化锆 x 8 外圈材质 S55C将外圈与滚动体之间的滚动体材质（其中一颗滚珠除外）改为氧化锆滚珠而测定。现在只需 SUS304 灯泡上的一个位置即可进行温度测量。滚道表面的发热位置已明确。根据2021年的温度测量结果，滚动轴承滚道表面的圆度较差。估计是轴承间隙变宽，滚动体打滑，导致温度升高。还。每次将轴承安装到试验机中时，发生温升的位置都不同。人们认为，由于圆度造成的间隙差异是温升差异的原因。因此，本研究的目的是阐明滚动轴承滚道表面的圆度对温升的影响。测量圆度后，我们使用高速摄像机来检查滚动元件的行为是否会根据轴承间隙的宽度而变化。此外，通过使用动态热电偶法测量温度，我们研究了轴承滚道表面的圆度和温升之间的关系。