转动装置的诊断方法制造方法及图纸

一种转动装置的诊断方法，所述转动装置包括外侧构件、内侧构件及转动体，其中，对由外侧构件、转动体与内侧构件所构成的电气电路施加交流电压，测定交流电压的施加时的电气电路的阻抗及相位角，基于测定出的阻抗及相位角，算出外侧构件与转动体之间、或者内侧构件与转动体之间的至少一者的润滑膜厚度及金属接触比例。

Diagnosis Method of Rotating Device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转动装置的诊断方法
本专利技术涉及一种转动装置的诊断方法。
技术介绍
诸如轴承的转动装置被用于汽车、各种工业机械等广范围的产业领域中。基于机械的顺畅动作、转动装置的寿命确保等观点，掌握转动装置内部的润滑状态是极为重要的事项，通过适当掌握，能够不早不晚地在最佳时期进行各种润滑剂(油、润滑脂等)的供给或转动装置的更换等维护。但是，由于难以直接通过目测来观察润滑状态，因此作为转动装置的诊断方法，提出有对振动、声音、油膜状态进行监控(monitoring)的方法。专利文献1能够以非接触状态对转动装置的旋转轮施加交流电压，使用所测定出的静电电容来推测轴承的油膜状态。即，将油膜视为电容器(condenser)来对电气等效电路进行模型(model)化，以非接触状态对转动装置的旋转轮施加交流电压，测定油膜的静电电容。由于静电电容与油膜厚度(润滑膜厚度)存在相关关系，因此根据此相关关系来推测油膜的状态。[现有技术文献][专利文献]专利文献1：日本专利第4942496号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]根据专利文献1所公开的技术，能够测定油膜厚度。但是，此方法中，只能算出油膜厚度，而难以掌握其他对润滑状态造成影响的因素。本专利技术提供一种转动装置的诊断方法，能够不仅考虑润滑膜厚度，还考虑金属接触比例来掌握转动装置的润滑状态。[解决问题的技术手段]本专利技术的所述目的通过下述结构而达成。本专利技术的诊断方法是一种转动装置的诊断方法，所述转动装置包括外侧构件、内侧构件及转动体，其中，对由所述外侧构件、所述转动体与所述内侧构件所构成的电气电路施加交流电压，测定所述交流电压的施加时的所述电气电路的阻抗及相位角，基于测定出的所述阻抗及所述相位角，算出所述外侧构件与所述转动体之间、或者所述内侧构件与所述转动体之间的至少一者的润滑膜厚度及金属接触比例。[专利技术的效果]根据本专利技术，不仅能掌握转动装置的润滑膜厚度，还能掌握金属接触比例，从而能够更详细且更准确地诊断转动装置的润滑状态。附图说明图1是表示外轮或内轮与转动体的接触区域的概念图，(a)表示对接触区域的结构进行模型化的模型图，(b)表示与(a)的模型对应的电气电路(等效电路)。图2是表示外轮或内轮与转动体的接触区域的表面上的凹凸的概念图。图3表示轴承装置的诊断的电气电路(等效电路)的图。图4是测试装置的概略图。图5是表示轴承装置的诊断工序的流程图。图6是表示实施例的润滑膜厚度及金属接触比例的经时变化的图表。具体实施方式以下，基于附图来详细说明本专利技术的转动装置的诊断方法的实施方式。图1是作为成为诊断对象的转动装置的轴承装置的概念图。轴承装置10包括：经固定的外轮(外侧构件)1；内轮(内侧构件)3，为嵌合于未图示的旋转轴的旋转侧轮；以及多个转动体5，介隔在形成于外轮1的内周面的轨道面与形成于内轮3的外周面的轨道面之间。进而，在外轮1与转动体5之间以及内轮3与转动体5之间，存在油膜(润滑膜)9，所述油膜(润滑膜)9是由为了润滑而供给的油、润滑脂等润滑剂所构成。轴承装置10被适用于诸如汽车、二轮车、铁道车辆等移动体或者工业机械、工作机械等，但所适用的装置并无特别限定。而且，本图中，表示了在内轮侧存在旋转轴的所谓内轮旋转型的轴承装置10，但本申请专利技术并不限定于此，也可适用于在外轮侧存在旋转轴的所谓外轮旋转型的轴承装置。本专利技术的专利技术人特别研究了在外轮1与转动体5之间或者内轮3与转动体5的接触区域中，对图1(a)那样的接触区域的结构进行模型化的模型图。即，在此种接触区域中，外轮1、内轮3、转动体5等各构件不仅存在被油膜(润滑剂)覆盖的部分，而且存在金属即构成外轮1、内轮3、转动体5等各构件的金属相接触的金属接触部。因此，将特定范围的接触区域的整体面积假定为S，将所述金属部分的接触区域中的被油膜覆盖的面积与产生了金属接触的面积的比例假定为1-α：α。此时，金属相接触的金属接触部7的面积成为αS。h表示油膜9的厚度即润滑膜厚度(油膜厚度)。此处，如图1(a)的外轮1与转动体5的接触区域的放大图所示，若将油膜9视为介电质，将外轮1与转动体5当作电极，则油膜9形成电容器C1。油膜9同时具有电阻R1。妥当的是，在油膜(润滑膜)9中也有电流流动时，油膜(润滑膜)9具有电阻成分，从而不仅作为电容器发挥作用，也作为电阻发挥作用。另一方面，金属相接触的金属接触部7具有电阻R2。其结果，导出图1(b)所示那样的、与图1(a)的模型对应的电气电路(等效电路)E1(由外轮1或内轮3与转动体5所形成的电路)。油膜9形成电容器C1(静电电容C1)与电阻R1(电阻值R1)的并联电路，所述并联电路与金属接触部7所形成的电阻R2(电阻值R2)并联连接。如后所述，本专利技术使用所述电气电路，不仅能算出润滑膜厚度，还能算出金属接触部7相对于接触区域的整体面积所占的面积的比例即金属接触比例α，从而诊断转动装置的润滑状态。图2表示外轮1或内轮3与转动体5所形成的接触区域的放大图。外轮1、内轮3、转动体5的表面虽被研磨得光滑，但在微观上来看，如本图那样产生细小的凹凸。在由此种凹凸所产生的空间形成有油膜9，而且，如虚线所示，由外轮1或内轮3与转动体5直接接触的部分形成金属接触部7。而且，润滑膜厚度h可根据规定范围的接触区域内的油膜9的平均厚度而获得。图3表示轴承装置10的诊断的一实施方式的电气电路(等效电路)的图。如上所述，在各转动体5与外轮1或内轮3之间，形成有如图1(b)所示那样的电气电路(等效电路)E1。由于各转动体5接触至外轮1及内轮3这两者，因此如图3所示，关于各转动体5，形成串联连接有两个电气电路E1(外轮1-转动体5间及内轮3-转动体5间)的电气电路(等效电路)E2。进而，在轴承装置10中设有n个转动体5的情况下，n个电气电路E2并联连接。因而，如图3所示，包含所有n个转动体5的轴承装置10将形成电气电路(等效电路)E3。在本实施方式的轴承装置10的诊断时，在将线圈的电感L、电阻R串联连接于轴承装置10的状态下，从电源对轴承装置10的外轮1与内轮3之间施加交流电压，因此形成图3所示的整体的电气电路(等效电路)E4。但是，线圈的电感L、电阻R的连接只不过是一实施方式，并非必须采用电气电路(等效电路)E4。理想的是，交流电压的频率为1Hz以上、且小于1GHz。若频率小于1Hz或者为1GHz以上，则所测定的阻抗及相位角(后述)中会包含大量接触区域外的信息(噪声)，因此有可能无法准确获得接触区域内的信息。而且，对于交流电压的电压，理想的是1μV以上、且小于100V。若电压小于1μV，则无电流流经轴承装置10，因此无法进行监控，而且，若为100V以上，则存在轴承装置10引起电蚀的危险性。以下，对具体方法进行说明。本实施方式的轴承装置10的诊断方法也如图3所示，是通过对轴承装置10施加交流电压，求出润滑膜厚度h与金属接触比例α，由此进行轴承装置10的状态诊断。在使用图3的电气电路E4的情况下，润滑膜厚度h与金属接触比例α通过下式(1)、(2)而导出。[数学式1]各符号的含义如下。ω：交流电压的频率ε1：润滑剂的介电常数S：使各接触区域近似为接触椭圆时的各接触椭圆的面积的平均值n：轴承装置10的转动体5的数量(珠数)Z：电气电路E4整体的阻抗θ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转动装置的诊断方法，所述转动装置包括外侧构件、内侧构件及转动体，所述转动装置的诊断方法中，对由所述外侧构件、所述转动体与所述内侧构件所构成的电气电路施加交流电压，测定所述交流电压的施加时的所述电气电路的阻抗及相位角，基于测定出的所述阻抗及所述相位角，算出所述外侧构件与所述转动体之间、或者所述内侧构件与所述转动体之间的至少一者的润滑膜厚度及金属接触比例。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.06 JP 2017-0010191.一种转动装置的诊断方法，所述转动装置包括外侧构件、内侧构件及转动体，所述转动装置的诊断方法中，对由所述外侧构件、所述转动体与所述内侧构件所构成的电气电路施加交流电压，测定所述交流电压的施加时的所述电气电路的阻抗及相位角，基于测定出的所述阻抗及所述相位角，算出所述外侧构件与所述转动体之间、或者所述内侧构件与所述转动体之间的至少一者的润滑膜厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田成志，丸山泰右，中野健，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP