轴承部件检查方法以及轴承部件检查装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于轴承部件的检查方法以及用于轴承部件的检查装置。更具体地， 本发明涉及允许对轴承部件进行高精度检查的轴承部件检查方法以及轴承部件检查装置。
【背景技术】
[0002] 已知滚动轴承的寿命取决于施加至轴承的负载、润滑条件、形成轴承部件的材料 等。滚动轴承的寿命可通过利用考虑前述的负载、润滑条件、材料等所建立的寿命计算方 程来进行计算（参考，例如，"Dynamic Load Capacity of Rolling Bearing and Roller Bearing:Detailed Explanation of Lundberg-Palmgren Theory(滚动轴承和滚子轴承的 动态负载能力：Lundberg-Palmgren理论的详细说明）"，NPD 1)。此计算方程被用于估计当 滚动轴承被用在特定条件下时该滚动轴承可用多久或估计滚动轴承应当被用在什么条件 下以防止滚动轴承在所要求的时间期间破损。
[0003] 通常，滚动轴承被用在基于寿命计算方程所设置的使用条件下。因此，只要滚动轴 承被用在正常条件下，则滚动轴承的寿命没有问题。然而，在市场上，经常出现滚动轴承的 寿命成为问题的情况。此种情况的一个原因被认为是滚动轴承的实际使用条件与预定条 件不同。为了处理这种情况，已提出用于分析实际上使用的滚动轴承并估计滚动轴承的剩 余寿命的方法（参考，例如，Masayuki Tsushima, Kikuo Maeda, Bearing Engineer (轴承工 程），48, 1984, 1-17, NPD 2)。此方法是一种使用利用X射线衍射的应力测量（应力、半值 宽度、剩余奥氏体的量）的结果与滚动轴承的滚动时间（操作时间）有关的事实的方法。
[0004] 引用列表 [0005] 非专利文献
[0006] NPD l:Jyunzo Okamoto, ^Dynamic Load Capacity of Rolling Bearing and Roller Bearing:Detailed Explanation of Lundberg-Palmgren Theory(滚动车由承和滚子 轴承的动态负载能力：Lundberg_Palmgren理论的详细说明）"，Machine Element Course by Chiba University (千叶大学的机器元件课程），工程学院，机械工程系，1988
[0007] NPD 2:Masayuki Tsushima, Kikuo Maeda, Bearing Engineer(轴承工 程），48, 1984, 1-17
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 然而，此方法利用特定滚动条件下的应力测量结果和滚动时间之间的关系。因此， 此方法已具有这样的问题，即，此方法仅可被应用至在接近于该条件的条件下使用的滚动 轴承。
[0010] 为了估计任意滚动条件下的滚动轴承的剩余寿命，需要一种用于通过使用某种方 法估计滚动轴承的使用条件并且估计滚动轴承已在该条件下（加载的次数）使用多长时间 的方法。当不存在干扰因素诸如润滑油的污染（碎肩污染）时，控制滚动轴承的寿命的主 要因素为负载和油膜参数。因此，为了估计剩余寿命，需要估计三个条件，即，前述的两个条 件和加载的次数。即使利用常规的X射线衍射，获得应力、半值宽度以及剩余奥氏体的量的 三个分析结果。然而，存在这样的问题，即难以基于这些分析结果以高精度估计滚动轴承的 使用条件（加载的次数、负载和油膜参数）。
[0011] 已作出本发明来解决上述问题，并且本发明的目的是提供允许滚动轴承的使用条 件的高精度估计的用于轴承部件的检查方法和检查装置。
[0012] 问题的解决方案
[0013] 根据本发明的用于轴承部件的检查方法包括以下步骤：将X射线发射到要检查的 轴承部件的疲劳部分上；检测由疲劳部分所衍射的环形衍射X射线；以及基于所检测的环 形衍射X射线估计要检查的轴承部件的使用条件。
[0014] 在使X射线以规定的入射角进入轴承部件的情况中，只要形成轴承部件的钢是由 多个具有随机取向的晶体形成的多晶体，则X射线被衍射以形成圆锥面。即使当X射线如 上所述被衍射，在利用常规X射线衍射的针对轴承部件的应力分析中，形成上述圆锥面的 衍射的X射线中仅对应于一个方向的衍射X射线被检测器检测到。接着，改变入射角并且 再次类似地检测衍射的X射线，并且基于这些计算轴承部件的表面上的应力。如上所述，在 利用常规X射线衍射的分析方法中，形成圆锥面的衍射的X射线中仅对应于一个方向的衍 射的X射线被检测和分析。因此，在一次测量中所获得的信息量是有限的并且需要极大数 量的测量来以高精度估计轴承部件的使用条件。因此，利用常规的X射线衍射方法来以高 精度估计轴承部件的使用条件被认为是基本上不可能的。
[0015] 相反，在本发明的用于轴承部件的检查方法中，具有平面检测单元的检测器被设 置在与形成上述圆锥面的所有衍射X射线交叉的位置处，并且此检测器检测对应于由包 括检测单元和上述圆锥面的平面的交叉所形成的环形区域的环形衍射X射线（X射线衍射 环）。此X射线衍射环包括关于形成上述圆锥面的所有衍射X射线的信息。因此，在一次测 量中所获得信息量显著大于在上述常规方法中所获得的信息量。作为结果，可以高精度估 计轴承部件的使用条件。如上所述，根据本发明的用于轴承部件的检查方法，可以高精度估 计滚动轴承的使用条件。
[0016] 在上述用于轴承部件的检查方法中，估计要检查的轴承部件的使用条件的步骤可 包括以下步骤：基于在检测环形衍射X射线的步骤中所检测的环形衍射X射线，推导包括疲 劳部分处的法向应力、疲劳部分处的剪切应力、环形衍射X射线的中心角和强度之间的关 系以及根据环形衍射X射线的中心角所获得的峰的半值宽度的使用条件元素；以及基于所 推导出的使用条件元素中的至少一个，计算要检查的轴承部件的使用条件。
[0017] 疲劳部分处的法向应力、疲劳部分处的剪切应力、衍射X射线的中心角和强度之 间的关系以及根据环形衍射X射线的中心角所获得的峰的半值宽度与滚动轴承的使用条 件有很强的关联。因此，通过基于这些推导出的使用条件元素计算使用条件，可以更高精度 估计滚动轴承的使用条件。
[0018] 上述用于轴承部件的检查方法可进一步包括基于在估计要检查的轴承部件的使 用条件的步骤中被计算出的要检查的轴承部件的使用条件评估要检查的轴承部件的剩余 寿命的步骤。
[0019] 因此，有可能获得关于更换轴承的时间的信息，其对于滚动轴承的使用者来说是 重要的。
[0020] 在上述用于轴承部件的检查方法中，使用条件元素可进一步包括剩余在疲劳部分 中的奥氏体的量。剩余在疲劳部分中的奥氏体的量与滚动轴承的使用条件之间同样存在强 关联。因此，通过基于剩余奥氏体的量计算滚动轴承的使用条件，可以更高精度估计滚动轴 承的使用条件。
[0021] 在上述用于轴承部件的检查方法中，在估计使用条件的步骤中，可基于关于预先 研宄的轴承部件的疲劳部分处的法向应力、疲劳部分处的剪切应力、剩余奥氏体的量、环形 衍射X射线的中心角和强度之间的关系以及根据环形衍射X射线的中心角所获得的峰的半 值宽度中的至少任一个和施加至轴承部件的疲劳部分的应力的加载的次数、施加至轴承部 件的疲劳部分的负载以及在轴承部件的疲劳部分处的油膜参数的关系计算施加至要检查 的轴承部件的疲劳部分的应力的加载的次数、施加至疲劳部分的负载以及疲劳部分处的油 膜参数。
[0022] 如上所述，使用条件元素和实际使用条件（加载的次数、负载和油膜参数）之间的 关系被预先研宄并且使用条件是从通过分析要检查的轴承部件所获得的使用条件元素推 导出。因此，可以高精度估计滚动轴承的使用条件。
[0023] 在上述用于轴承部件的检查方法中，在估计使用条件的步骤中，可在统计上计算 施加至要检查的轴承部件的疲劳部分的应力的加载的次数、施加至要检查的轴承部件的疲 劳部分的负载以及在要检查的轴承部件的疲劳部分处的油膜参数中的每一个以考虑关于 预先研宄的轴承部件的疲劳部分处的法向应力、疲劳部分处的剪切应力、剩余奥氏体的量、 环形衍射X射线的中心角和强度之间的关系以及根据环形衍射X射