滑动部件的摩擦设计方法、表面粗糙度管理方法以及滑动机构的制造方法技术

高精度地推定在利用润滑剂润滑后的两个滑动部件彼此的滑动面产生的滑动摩擦。该摩擦设计方法对与利用润滑剂润滑后的两个滑动部件(2，3)彼此的滑动面对应的滑动面模型中的摩擦系数μ进行设定(步骤S1)，基于该摩擦系数μ与油膜参数(Λ(Rk)或Λ(Rk+Rpk))的相关性(步骤S2)，设定应作为产品进行管理的滑动面的表面粗糙度的目标值(步骤S3～S6)，该油膜参数(Λ(Rk)或Λ(Rk+Rpk))是使用中心部水平差(Rk)或中心部水平差(Rk)与突出峰部高度(Rpk)之和作为表示滑动面模型中的表面粗糙度的参数而计算出的。数而计算出的。数而计算出的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滑动部件的摩擦设计方法、表面粗糙度管理方法以及滑动机构的制造方法


[0001]本专利技术涉及利用润滑剂润滑后的两个滑动部件彼此的滑动面(例如圆锥滚子轴承的滚子头部以及大凸缘部彼此的对置面)的摩擦设计方法、表面粗糙度管理方法以及具有这种滑动面的滑动机构的制造方法。

技术介绍

[0002]由具有滑动面且通过滑动而产生滑动摩擦的滑动部件构成的滑动机构可举出滚动轴承、滑动轴承、滚珠丝杠、齿轮。这样的滑动机构在滑动部件彼此的滑动面间利用润滑脂或润滑油进行润滑，但在低运转速度下无法形成充分的油膜，因此摩擦大。因此，期望低运转速度区域中的低转矩化。
[0003]在滚动轴承的情况下，例如圆锥滚子轴承被用作变速器、差速器、驱动桥等部位的轴承。圆锥滚子轴承在其机构上与其他轴承相比具有刚性、负载容量大这样的优点，另一方面，具有低旋转区域中的转矩比较高这样的缺点。特别是，在差速器中存在使用频率高的旋转区域低至数百rpm，低旋转区域中的转矩高的倾向。因此，期望这样的低旋转区域中的低转矩化。
[0004]圆锥滚子轴承的转矩在低旋转区域较高的原因是，滚子头部与大凸缘部彼此的滑动面滚动滑动接触，而且，该滑动面的润滑状态处于局部地固体接触的边界润滑、混合润滑状态。
[0005]即，圆锥滚子轴承通过使用高粘度油而使油膜厚度变厚或使表面粗糙度变小，从而使润滑状态转变为利用油膜使滚子头部与大凸缘部彼此的滑动面分离的流体润滑，由此能够降低低旋转区域中的摩擦。
[0006]但是，近年来，以低油耗化为目的的润滑油的低粘度化不断发展，作为运动粘度，一般使用30cSt@40℃(7cSt@100℃)以下的润滑油。今后，润滑油的低粘度化进一步发展，预想使用20cSt@40℃以下的润滑油。
[0007]因此，作为减小圆锥滚子轴承的在滚子头部与大凸缘部彼此的滑动面产生的滑动摩擦的方法，在不使润滑油的粘度提高而使油膜厚度变厚的情况下使存在于滑动面的表面的微小的凹凸(粗糙度)降低的方法，成为用于减小滑动摩擦的主要方法。
[0008]在此，关于在滚子头部与大凸缘部彼此的滑动面产生的滑动摩擦，进行了对表示滑动部件的接触状态的油膜参数Λ的函数进行预测的尝试(非专利文献1)。在该文献记载的方法中，使用均方根粗糙度Rq作为表现表面的粗糙度的参数，来推定在圆锥滚子轴承的滚子头部与大凸缘部彼此的滑动面产生的滑动摩擦。
[0009]现有技术文献
[0010]非专利文献
[0011]非专利文献1：S.Aihara，
″
A new running torque formula for tapered roller bearings under axial load
″
，Transactions of the ASME.Journal of tribology，
vol.109，1987，pp471
‑
478
[0012]非专利文献2：山本雄二，兼田
▲もと▼
宏，
トライボロジー
、P124
[0013]非专利文献3：徳永
·
杉村
·
山本：密封機構
と
摩擦低減機構
を
有
するメカニカルシールの
開発
と
性能評価―実験的検討―，
トライボロジスト
，60，5(2015)332.
[0014]非专利文献4：兼田：
マイクロ
EHL，
トライボロジスト
，35，1(1990)8.
[0015]非专利文献5：I.Krupka，R.Poliscuk，M.Hartl：Behavior of thin viscous boundary films in lubricated contacts between micro
‑
textured surfaces，Tribology Int.，42，(2009)535.
[0016]非专利文献6：前田
·
丸山
·
中野：EHD接触
における
膜厚
と
破断率
の
同時測定―
インピーダンス
法
の
検証，
トライボロジー
会議2017秋高松，予稿集，A39

技术实现思路

[0017]专利技术所要解决的课题
[0018]但是，本申请专利技术人进行了深入研究，结果明确出如下课题：如后面详细叙述的那样，作为表现表面的粗糙度的参数，如果是使用均方根粗糙度Rq、算术平均粗糙度Ra计算出的油膜参数Λ(Rq)或Λ(Ra)，则在粗糙度的高度分布存在偏差的表面形状(例如，在平滑的面具有凹槽、孔的平表面)中，无法将在利用润滑剂润滑后的两个滑动部件彼此的滑动面产生的滑动摩擦有意地归纳为该油膜参数Λ(Rq)或Λ(Ra)的函数，无法高精度地推定滑动摩擦。
[0019]因此，本专利技术是着眼于这样的问题点而完成的，其课题在于提供一种能够高精度地推定出在利用润滑剂润滑后的两个滑动部件彼此的滑动面产生的滑动摩擦的滑动部件的摩擦设计方法、表面粗糙度管理方法以及滑动机构的制造方法。
[0020]用于解决课题的手段
[0021]为了解决上述课题，本专利技术的一个方式所涉及的滑动部件的摩擦设计方法的特征在于，基于摩擦系数与油膜参数之间的相关性，设定应作为产品进行管理的所述两个滑动部件彼此的滑动面的表面粗糙度的目标值，所述摩擦系数是使用与利用润滑剂润滑后的两个滑动部件彼此的滑动面对应的滑动面模型而取得的，所述油膜参数是使用中心部水平差或者中心部水平差与突出峰部高度之和作为表示所述滑动面模型中的表面粗糙度的参数而计算出的。
[0022]在此，在本专利技术的一个方式的滑动部件的摩擦设计方法中，根据所述摩擦系数与所述油膜参数的相关性，求出与所述目标值对应的目标油膜参数值，根据该求出的目标油膜参数值和所述两个滑动部件彼此的滑动面上的推定或实际测量出的润滑剂的油膜厚度，计算出与所述目标值对应的滑动面的合成粗糙度σ*，由此，设定应作为所述产品进行管理的滑动面的表面粗糙度的中心部水平差的目标值、或者设定应作为所述产品进行管理的滑动面的表面粗糙度的中心部水平差与突出峰部的高度之和的目标值。
[0023]另外，在本专利技术的一个方式所涉及的滑动部件的摩擦设计方法中，所述中心部水平差以及突出峰部高度能够使用二维粗糙度参数(Rk，Rpk)。
[0024]另外，在本专利技术的一个方式所涉及的滑动部件的摩擦设计方法中，所述中心部水平差以及突出峰部高度能够使用三维粗糙度参数(Sk，Spk)。
[0025]另外，为了解决上述课题，本专利技术的一个方式所涉及的滑动部件的表面粗糙度管理方法的特征在于，使用本专利技术的一个方式的摩擦设计方法，将应作为所述产品进行管理的滑动面的表面粗糙度的中心部水平差的目标值、或者所述滑动面的表面粗糙度的中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种滑动部件的摩擦设计方法，其特征在于，基于摩擦系数与油膜参数的相关性，设定应作为产品进行管理的两个滑动部件彼此的滑动面的表面粗糙度的目标值，所述摩擦系数是使用与利用润滑剂润滑后的所述两个滑动部件彼此的滑动面对应的滑动面模型而取得的，所述油膜参数是使用中心部水平差或者中心部水平差与突出峰部高度的和作为表示所述滑动面模型中的表面粗糙度的参数而计算出的。2.根据权利要求1所述的滑动部件的摩擦设计方法，其中，根据所述摩擦系数与所述油膜参数的相关性，求出与所述目标值对应的目标油膜参数值，根据该求出的目标油膜参数值和所述两个滑动部件彼此的滑动面上的推定或实际测量出的润滑剂的油膜厚度，计算出与所述目标值对应的滑动面的合成粗糙度σ*，由此，设定应作为所述产品进行管理的滑动面的表面粗糙度的中心部水平差的目标值、或者设定应作为所述产品进行管理的滑动面的表面粗糙度的中心部水平差与突出峰部的高度之和的目标值。3.根据权利要求1或2所述的滑动部件的摩擦设计方法，其中，在所述中心部水平差以及突出峰部高度中使用二维粗糙度参数(Rk，Rpk)。4.根据权利要求1或2所述的滑动部件的摩擦设计方法，其中，在所述中心部水平差以及突出峰部高度中使用三维粗糙度参数(Sk，Spk)。5.一种滑动部件的表面粗糙度管理方法，其特征在于，使用权利要求1～4中任一项所述的滑动部件的摩擦设计方法，将应作为所述产品进行管理的滑动面的表面粗糙度的中心部水平差的目标值、或者所述滑动面的表面粗糙度的中心部水平差与突出峰部高度之和的目标值作为对所述滑动部件的表面进行加工时的粗糙度的合格基准。6.根据权利要求5所述的滑动部件的表面粗糙度管理方法，其中，作为所述加工时的粗糙度的合格基准，还根据值Svr是否满足下述(式)来进行管理，Svr≤规定值
……
(式)该值Svr代表应作为所述产品进行管理的滑动面中的表面凹凸的谷部的比例。7.根据权利要求6所述的滑动部件的表面粗糙度管理方法，其中，所述表面凹凸的谷部的比例Svr通过100
‑
Mr2或100
‑
Rmr计算出，其中，Mr2和Rmr是二维粗糙度参数，Mr2是应作为所述产品进行管理的滑动面的中心部的负载长度率，Rmr是应...

【专利技术属性】
技术研发人员：村田曜平，元田智弘，宇山英幸，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：