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JP2003050169A - Real-time bearing load sensing - Google Patents

Real-time bearing load sensing

Info

Publication number
JP2003050169A
JP2003050169A JP2002140485A JP2002140485A JP2003050169A JP 2003050169 A JP2003050169 A JP 2003050169A JP 2002140485 A JP2002140485 A JP 2002140485A JP 2002140485 A JP2002140485 A JP 2002140485A JP 2003050169 A JP2003050169 A JP 2003050169A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
bearing
strain
strain gauge
radial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2002140485A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ted E Bailey
イー ベイリー テッド
John Miller
ミラー ジョン
Peter M Eich
エム アイヒ ピーター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/860,150 external-priority patent/US6687623B2/en
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Publication of JP2003050169A publication Critical patent/JP2003050169A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of a system, for measuring load to be applied to a bearing assembly, being complicate and measured result being unable to be obtained in real time. SOLUTION: A method for measuring a load value to be applied to a bearing real time comprises the steps of preparing the bearing, having an inner lace 12, an outer lace 16, and a plurality of rolling elements provided in between the inner lace 12 and the outer lace 16, mounting a plurality of strain gages 20 at the bearing, gathering data of strains measured under the conditions of a plurality of known load states, comparing the strain measured value of each strain gage position with the load at its position for each of the plurality of the load states, forming first equation R/A=4.2242-6.5016(E12 /E3 )+4.6636(E12 / E3 )<2> , where A is an axial, that is, thrust direction load, and R is a radial direction load, representing the load as a function of the measured strain at each strain gage position, mounting the bearing in a machine, operating the machine in a load state, gathering the strain gauge data, converting the measured value of the strain into a load by using the equation, adding the load to be applied to the bearing, thereby obtaining a total load to be applied to the bearing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は一般的にはころがり軸受組
立体、具体的には軸受に作用する荷重を示す出力を出す
センサーを備えたころがり軸受組立体に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to rolling bearing assemblies, and more particularly to rolling bearing assemblies having a sensor which provides an output indicative of the load acting on the bearing.

【0002】[0002]

【背景】機械システムの開発においては、しばしば軸受
組立体に加わる荷重を測定する必要が生じる。荷重値
は、特定の用途に対する軸受部品の適切な選択を可能に
する。軸受に加わる荷重を測定するシステムは存在する
が、それらはしばしば、信頼性のある荷重出力を出せな
い複雑なシステムである。多くの現存する解決手段の具
体的な欠点は、リアルタイムの荷重出力機能がないこと
である。その代わりに、サイクル的に荷重を加えた後に
部品を調べることにより総荷重値を推定することしかで
きない。
BACKGROUND In the development of mechanical systems, it is often necessary to measure the load on a bearing assembly. The load value allows the proper selection of bearing components for a particular application. Although there are systems that measure the load on bearings, they are often complex systems that do not provide reliable load output. A particular drawback of many existing solutions is their lack of real-time load output capability. Instead, the total load value can only be estimated by examining the part after cyclic loading.

【0003】したがって業界には、軸受の評価、開発、
部品選択に用いる、荷重出力測定をリアルタイムで行う
ことができるころがり軸受組立体を求める要求がある。
Therefore, in the industry, bearing evaluation, development,
There is a need for a rolling bearing assembly that can be used in component selection to perform load output measurements in real time.

【0004】[0004]

【発明の要約】本発明の一側面によると、ころがり軸受
組立体は、内レースと、外レースと、外レースと内レー
スの間に設けられ、両者を結合する複数の転動体を備え
ている。この組立体はさらに軸受組立体に取り付けられ
た複数の歪みゲージと、歪み測定装置から出力を受け取
り、その出力をリアルタイムの荷重データに変換する装
置を備えている。
SUMMARY OF THE INVENTION According to one aspect of the present invention, a rolling bearing assembly includes an inner race, an outer race, and a plurality of rolling elements provided between the outer race and the inner race and connecting the two. . The assembly further comprises a plurality of strain gauges attached to the bearing assembly and a device for receiving output from the strain measuring device and converting the output into real time load data.

【0005】この発明はさらにころがり軸受に加わる荷
重値をリアルタイムで測定する方法を提供する。複数の
歪みゲージが特定の姿勢で軸受に取り付けられ、複数の
既知の荷重状態で測定された歪みデータの収集を可能に
する。各歪みゲージ位置で測定した歪みを、複数の荷重
状態のそれぞれにおける、この位置での荷重と対比する
ことによって、各歪みゲージ位置毎に、歪み測定値の関
数としての荷重を求める式を導くことができる。歪みゲ
ージによって測定された、軸受に加わる荷重を加算する
ことによって、軸受に加わる荷重の合計が得られる。
The present invention further provides a method for measuring the load value applied to the rolling bearing in real time. A plurality of strain gauges are mounted on the bearing in a particular orientation, allowing collection of strain data measured under a plurality of known load conditions. By comparing the strain measured at each strain gauge position with the load at this position in each of multiple load conditions, derive an equation for the load as a function of the strain measurement for each strain gauge position. You can By summing the loads on the bearing, measured by the strain gauges, the total load on the bearing is obtained.

【0006】[0006]

【好ましい実施例の詳細説明】本発明の好ましい実施例
の下記の説明は、この特定の実施例に本発明の範囲を限
定することを意図したものではなく、当業者が本発明を
利用することを可能にするためのものである。
Detailed Description of the Preferred Embodiments The following description of the preferred embodiments of the invention is not intended to limit the scope of the invention to this particular embodiment, as one of ordinary skill in the art will appreciate. Is to enable.

【0007】図1−5について説明すると、本発明のこ
ろがり軸受組立体は、その全体を10で示す。軸受組立
体は、中心軸14を有する内レース12と、内レース1
2に取り付けられ、荷重を受けるようになっている外レ
ース16を備えている。軸受組立体10はさらに、外レ
ース16を内レース12で支持し、外レース16が内レ
ース12に対して中心軸14を中心に回転することがで
きるようにするために、外レース16と内レース12の
間に設けられ、両者を互いに接続している複数の転動体
18を備えている。複数の歪みゲージ20が軸受組立体
10に取り付けられ、歪みゲージ20からの出力を受け
取り、その出力をリアルタイムの荷重データに変換する
装置に取り付けられている。歪みゲージ20は、好まし
くは軸受10の面に接着により取り付けた抵抗型のもの
である。歪みは歪みゲージ20により抵抗変化として測
定される。
Referring to FIGS. 1-5, the rolling bearing assembly of the present invention is generally indicated at 10. The bearing assembly includes an inner race 12 having a central shaft 14 and an inner race 1.
2 and is equipped with an outer race 16 adapted to carry a load. The bearing assembly 10 further supports the outer race 16 with the inner race 12 and allows the outer race 16 to rotate about the central axis 14 with respect to the inner race 12 so that the inner race 12 and the inner race 16 rotate together. A plurality of rolling elements 18 are provided between the races 12 and connect them to each other. A plurality of strain gauges 20 are attached to the bearing assembly 10 and are attached to a device that receives the output from the strain gauges 20 and converts the output into real time load data. The strain gauge 20 is preferably a resistance type which is attached to the surface of the bearing 10 by adhesion. The strain is measured by the strain gauge 20 as a resistance change.

【0008】好ましい実施例では、軸受組立体10は、
レース12、16の片方または両方に非支持面24を有
する。非支持面24は、内レース12の内径または外レ
ース16の外径を環状に延びる円筒形内面または外面で
ある。非支持面24は複数の方法で形成することができ
る。図2において、外レース16には外レース16の回
りを環状に延びる溝26aを形成してもよい。軸受支持
部28を軸受組立体10の外径に取り付けると、溝の底
と軸受に取り付けた軸受支持部28の間に隙間が生じ、
溝底が非支持面となる。荷重が軸受に加わると、溝底す
なわち非支持面24aは隙間内で外方向に撓むことがで
きる。溝は軸受組立体10の周囲を環状に延び、非支持
面24の撓みを許容する。図3においては、軸受組立体
10bが取り付けられる車軸30bに、車軸30bの周
囲を環状に延びる溝26bを設け、内レース12bの円
筒部を車軸30bで支持しない状態にすることで、非支
持面24bを形成してもよい。
In the preferred embodiment, the bearing assembly 10 is
One or both of the races 12, 16 have an unsupported surface 24. The non-supporting surface 24 is a cylindrical inner surface or outer surface that extends in an annular shape along the inner diameter of the inner race 12 or the outer diameter of the outer race 16. The unsupported surface 24 can be formed in a number of ways. In FIG. 2, the outer race 16 may be formed with a groove 26a extending annularly around the outer race 16. When the bearing support portion 28 is attached to the outer diameter of the bearing assembly 10, a gap is created between the bottom of the groove and the bearing support portion 28 attached to the bearing,
The groove bottom becomes the non-supporting surface. When a load is applied to the bearing, the groove bottom, that is, the non-supporting surface 24a can bend outward in the gap. The groove extends annularly around the bearing assembly 10 to allow flexure of the unsupported surface 24. In FIG. 3, an axle 30b to which the bearing assembly 10b is attached is provided with a groove 26b extending annularly around the axle 30b so that the cylindrical portion of the inner race 12b is not supported by the axle 30b. 24b may be formed.

【0009】さらに溝26b’を、外レース16bに取
り付けた軸受支持部28に形成し、外レース16bの円
筒部を非支持とし、非支持面24b’を設けてもよい。
図4においては、内レース12cに、内レース12cの
周囲を環状に延びる溝26cを備え、円筒形内面24c
を設けてもよい。荷重が軸受組立体10cに加わると、
面24cが非支持面24cと車軸30cの間に形成され
た隙間内で撓むことができる。図5は、内レース12d
に形成された溝26dが内レース12dに深く形成さ
れ、非支持面24dを形成している軸受組立体10dを
示している。これは、軸受組立体10dがより大きく撓
んで、加えられる荷重に対する敏感度を向上させるよう
に、軸受組立体10dの剛性を減らす上で望ましい場合
がある。
Further, the groove 26b 'may be formed in the bearing support portion 28 attached to the outer race 16b so that the cylindrical portion of the outer race 16b is unsupported and the unsupported surface 24b' is provided.
In FIG. 4, the inner race 12c is provided with a groove 26c extending annularly around the inner race 12c, and the inner race 12c has a cylindrical inner surface 24c.
May be provided. When a load is applied to the bearing assembly 10c,
The surface 24c can flex within a gap formed between the unsupported surface 24c and the axle 30c. Figure 5 shows the inner race 12d
A bearing assembly 10d is shown having a groove 26d formed deeply in the inner race 12d to form an unsupported surface 24d. This may be desirable in reducing the rigidity of the bearing assembly 10d so that the bearing assembly 10d flexes more and increases its sensitivity to applied loads.

【0010】軸受組立体10の非支持面24は、軸受組
立体10上で軸受の撓みが生じるポイントを作るのに必
要である。好ましくは、測定される歪みは、軸受組立体
10の非支持面に沿った軸受の曲がりあるいは撓みによ
るものである。歪みゲージ20は、歪みゲージの測定値
を最大にするために、好ましくは軸受組立体10の非支
持面24に取り付ける。また歪みゲージ20は軸受組立
体10にどのような向きで取り付けてもよいが、好まし
い実施例では、歪みゲージ20は軸方向の曲げ歪みを測
定するために、軸受組立体10の中心軸14と軸方向に
同一方向に延びている。軸受10に加わる、半径方向成
分を有する荷重が、非支持面24を撓ませる。この撓み
が、軸受の中心軸14と軸方向に同一方向に延びる、つ
まりそれと平行な、非支持面24の引っ張り歪みとして
測定される。
The unsupported surface 24 of the bearing assembly 10 is necessary to create the point on the bearing assembly 10 at which bearing deflection occurs. Preferably, the measured strain is due to bending or deflection of the bearing along the unsupported surface of bearing assembly 10. The strain gauge 20 is preferably mounted on the unsupported surface 24 of the bearing assembly 10 to maximize strain gauge measurements. Also, the strain gauge 20 may be mounted to the bearing assembly 10 in any orientation, but in the preferred embodiment, the strain gauge 20 is attached to the central axis 14 of the bearing assembly 10 to measure axial bending strain. It extends in the same axial direction. The load on the bearing 10 having a radial component causes the unsupported surface 24 to flex. This deflection is measured as the tensile strain of the unsupported surface 24 which extends axially in the same direction as the central axis 14 of the bearing, ie parallel thereto.

【0011】軸受に加わるリアルタイムの荷重値を測定
する第1の好ましい方法は、上記のような軸受組立体1
0を設け、複数の歪みゲージ20を軸受組立体10の軸
受転動体18の位置に取り付ける工程を含む。好ましく
は、少なくとも2個の歪みゲージ20を用い、その内の
一つの歪みゲージ20は半径方向荷重が直接加わるポイ
ントに設け、別の歪みゲージ20を第1の歪みゲージ2
0から回転方向に割り出す。
A first preferred method of measuring the real-time load value on a bearing is the bearing assembly 1 as described above.
0 and mounting a plurality of strain gauges 20 at the positions of the bearing rolling elements 18 of the bearing assembly 10. Preferably, at least two strain gauges 20 are used, one of which is located at the point where the radial load is directly applied and the other strain gauge 20 is connected to the first strain gauge 2.
Index from 0 in the direction of rotation.

【0012】作動時において、軸受組立体10は、内レ
ース12が取り付けられる車軸30が回転せず、軸受組
立体10に加わる荷重が車軸30を介して伝わる状態で
取り付けることができる。この場合、荷重の方向は軸受
組立体10に対して変化しないため、歪みゲージ20
は、ゲージ20の一つが直接半径方向荷重が加わるポイ
ントと一直線になる状態で、内レース12に取り付け
る。
In operation, the bearing assembly 10 can be mounted with the axle 30 to which the inner race 12 is attached not rotating and the load on the bearing assembly 10 being transmitted through the axle 30. In this case, since the direction of the load does not change with respect to the bearing assembly 10, the strain gauge 20
Is attached to the inner race 12 with one of the gauges 20 aligned with the point at which the radial load is directly applied.

【0013】別の状況では、荷重は外レース16上のポ
イントを介して伝わる。この状況では、直接荷重が加わ
るポイントは、外レース16が内レース12を中心に回
転すると、軸受組立体10の周囲を移動するため、歪み
ゲージ20は、外レース16の最大撓みが起きる一点と
ゲージ20の一つが一直線上に並ぶ状態で、外レース1
6に取り付ける。上記二つの状況のそれぞれは、歪みゲ
ージ20が半径方向の荷重によって引き起こされる曲げ
撓みの最大の地点と一直線に並ぶという概念を示してい
る。荷重が軸受組立体10の内レース12に対して回転
しない場合は、歪みゲージ20は内レース12に取り付
け、荷重が直接加わるポイントが軸受組立体10の回り
を回転する場合は、歪みゲージ20は外レース16に取
り付ける。
In another situation, the load is transmitted via points on the outer race 16. In this situation, the point at which the direct load is applied is that the outer gauge 16 moves around the bearing assembly 10 as the outer race 16 rotates about the inner race 12, so the strain gauge 20 is one point where maximum deflection of the outer race 16 occurs. Outer race 1 with one of the gauges 20 aligned
Attach to 6. Each of the above two situations illustrates the concept that the strain gauge 20 is aligned with the point of maximum bending deflection caused by radial loads. If the load does not rotate with respect to the inner race 12 of the bearing assembly 10, the strain gauge 20 is attached to the inner race 12, and if the point where the load is directly rotating around the bearing assembly 10, the strain gauge 20 will Attach to the outer race 16.

【0014】次に軸受組立体10の既知の荷重状況をシ
ミュレートし、その荷重状況における歪みを記録するこ
とによって、歪みゲージ20からデータを収集する。好
ましくは、データは複数の既知の荷重状況に基づいて集
める。複数の荷重状況を用いれば、軸受組立体10が現
場で使われるとき、最終的により正確な荷重情報を提供
する複数のデータポイントが得られる。
Data is then collected from the strain gauges 20 by simulating a known load condition of the bearing assembly 10 and recording the strain at that load condition. Preferably, the data is collected based on a number of known loading situations. The use of multiple load situations results in multiple data points that ultimately provide more accurate load information when the bearing assembly 10 is used in the field.

【0015】データは既知の荷重状況に基づき、2つの
方法の内のどちらか一方の方法で集めることができる。
好ましくは、軸受組立体10はテスト装置に取り付け、
異なる荷重状態で作動させる。軸受組立体10をいろん
な状態で作動させながら、それに取り付けた歪みゲージ
20からのデータを記録する。しかし軸受組立体10が
極端に大きい場合、軸受組立体10をテスト装置に取り
付けることは、実際的でないか、不可能である。代わり
に軸受組立体10の有限要素モデルを作り、既知の荷重
状態において予想される歪みのデータを有限要素分析に
より測定することができる。
The data can be collected in one of two ways, based on the known loading situation.
Preferably, the bearing assembly 10 is mounted on a test device,
Operate under different load conditions. While operating the bearing assembly 10 under various conditions, data is recorded from the strain gauges 20 attached to it. However, when the bearing assembly 10 is extremely large, mounting the bearing assembly 10 on a test device is impractical or impossible. Alternatively, a finite element model of the bearing assembly 10 can be created and the expected strain data under known load conditions can be measured by finite element analysis.

【0016】異なる既知の荷重状態のそれぞれに対し
て、各歪みゲージ20からのデータが集められると、測
定した歪みを荷重と対比して、軸受組立体10に加わる
歪み測定値の関数として、軸受組立体に加わる、「A」
で表す軸方向つまりスラスト方向の荷重と、「R」で表
す半径方向の荷重を求めるいくつかの数式を作る。好ま
しい実施例では、異なる荷重は、半径方向の荷重(R)
の軸方向すなわちスラスト方向の荷重(A)に対する比
の形で表される。歪みゲージ比は、荷重比と荷重の各組
み合わせに対して計算される。歪みゲージ比は、最大荷
重ポイントの歪みゲージ20の他の歪みゲージ20に対
する比である。2個以上の歪みゲージ20を用いる場合
は、もっと複雑な歪みゲージ20の関係式が必要にな
る。次に異なる荷重状態に対するそれぞれの歪みゲージ
比を平均する。次にこのデータについて回帰分析を行
い、歪みゲージ20の関係の関数としての荷重の比を求
める式である第1式を導く。
When the data from each strain gauge 20 is collected for each of the different known load conditions, the measured strain is compared to the load as a function of the strain measurements applied to the bearing assembly 10. "A" joining the assembly
Several mathematical formulas for obtaining the load in the axial direction, that is, the thrust direction represented by and the load in the radial direction represented by "R" are created. In the preferred embodiment, the different loads are radial loads (R).
Is expressed in the form of a ratio of the load to the load (A) in the axial direction, that is, the thrust direction. The strain gauge ratio is calculated for each combination of load ratio and load. The strain gauge ratio is the ratio of the strain gauge 20 at the maximum load point to the other strain gauges 20. When using two or more strain gauges 20, a more complicated relational expression of the strain gauges 20 is required. Next, the strain gauge ratios for different loading conditions are averaged. Next, a regression analysis is performed on this data to derive a first equation which is an equation for obtaining a load ratio as a function of the relationship of the strain gauge 20.

【0017】次に半径方向(R)荷重と軸方向(A)荷
重の和について回帰分析を行い、最大荷重点の歪みゲー
ジ20の歪みの関数として、半径方向および軸方向荷重
の和を求める第2式を導く。好ましくは、第2式は異な
る荷重比のそれぞれに固有の傾きを有する一次方程式で
ある。回帰分析を行い、荷重比の関数である第2式の傾
きを表す等式である第3式を計算する。次に第2、第3
式を組み合わせて、半径方向荷重と軸方向荷重の和、お
よび最大荷重点の歪みゲージ20で測った歪みと、半径
方向荷重の軸方向荷重に対する比の関数を表す等式を作
る。
Next, a regression analysis is performed on the sum of the radial (R) load and the axial (A) load to obtain the sum of the radial and axial loads as a function of the strain of the strain gauge 20 at the maximum load point. Formula 2 is derived. Preferably, the second equation is a linear equation having a unique slope for each of the different load ratios. A regression analysis is performed to calculate a third equation, which is an equation representing the slope of the second equation, which is a function of the load ratio. Second and third
The equations are combined to form an equation that represents the function of the sum of the radial and axial loads, and the strain measured by strain gauge 20 at the point of maximum load and the ratio of radial load to axial load.

【0018】次に未知の荷重状態における歪みゲージ2
0の実際の歪みゲージの測定値を第1式に代入して、半
径方向荷重の軸方向荷重に対する比を求める。次に半径
方向荷重の軸方向荷重に対する比を第4式に代入して、
半径方向荷重と軸方向荷重の和を求める。最後に半径方
向荷重の軸方向荷重に対する比と、半径方向荷重と軸方
向荷重の和を、下記式に代入して、軸方向荷重・半径方
向荷重が計算できる。下記式において、Aは軸方向すな
わちスラスト方向荷重、Rは半径方向荷重である。
Next, the strain gauge 2 under an unknown load condition
The measured value of the actual strain gauge of 0 is substituted into the first equation to obtain the ratio of radial load to axial load. Substituting the ratio of radial load to axial load into the fourth equation,
Calculate the sum of radial load and axial load. Finally, the ratio of the radial load to the axial load and the sum of the radial load and the axial load are substituted into the following formulas to calculate the axial load and the radial load. In the following equation, A is an axial or thrust load, and R is a radial load.

【0019】A=(R+A)/[(R/A)+1] R=(R+A)-[(R+A)/[(R/A)^2]] 軸受組立体10に加わるリアルタイムの荷重値の第1の
好ましい測定方法は、システム、つまり軸受組立体10
と、軸受組立体10を取り付ける車軸30が十分剛性の
高いものである場合はうまく作動する。これは第1の好
ましい方法と、この方法で使う上記等式は基本的なもの
であって、車軸30および/または軸受組立体10が劇
的に撓んだりすることは考慮していないためである。そ
こで車軸30や他の部品の撓みが大きいシステムの場合
は、軸受組立体10の歪み測定値と軸受組立体10に加
わる荷重との関連付けには異なるアプローチが必要にな
る。
A = (R + A) / [(R / A) +1] R = (R + A)-[(R + A) / [(R / A) ^ 2]] In the bearing assembly 10. The first preferred method of measuring the applied real-time load value is by the system or bearing assembly 10.
When the axle 30 to which the bearing assembly 10 is attached is sufficiently rigid, it works well. This is because the first preferred method and the equations used in this method are basic and do not take into account the dramatic flexing of the axle 30 and / or bearing assembly 10. is there. Thus, for systems with large deflection of the axle 30 and other components, a different approach is required to associate the strain measurements of the bearing assembly 10 with the load applied to the bearing assembly 10.

【0020】好ましくは、歪みゲージ20からデータを
受け取り、瞬時に計算と変換を行って、軸受組立体10
に加わる半径方向荷重および軸方向荷重をリアルタイム
で出力する装置(図示略)が用いられる。好ましくはこ
の装置はコンピューターである。しかし歪みゲージデー
タを読んで、計算をする方法を含むあらゆる適当な方法
を用いて、人間がデータを読んで分析することも可能で
あるということを理解すべきである。
Preferably, the bearing assembly 10 receives data from the strain gauges 20 for instant calculation and conversion.
A device (not shown) that outputs the radial load and the axial load applied to the shaft in real time is used. Preferably the device is a computer. However, it should be understood that it is possible for a human to read and analyze the data using any suitable method, including methods of reading strain gage data and making calculations.

【0021】軸受に加わる荷重の値をリアルタイムで測
定する第2の好ましい方法は、上記のような軸受組立体
10を設け、軸受組立体10の転動体18の位置に複数
の歪みゲージ20を取り付ける工程を含む。理想的に
は、歪みゲージ20を軸受組立体10の転動体のある位
置にそれぞれ一個ずつ設ければ、最も高精度のデータが
得られることになる。しかし現実的にはそのようなこと
は大変なので、この実施例では歪みゲージ20は軸受組
立体10の片方の側にしか設けていない。すなわち図8
に示すように、軸受組立体10は対称形であるため、歪
みゲージ20は、0°の位置32から始まって、周方向
に30°間隔で180°の位置34まで軸受組立体の片
側にのみ7個設けている。軸受組立体10が非対称構造
の場合は、歪みゲージ20は全周にわたって設ける必要
がある。本発明は軸受組立体10内にいかなる適当な数
の転動体18、および軸受組立体10の回りに対称的に
間隔をおいた適当な数の歪みゲージ20を設けた場合に
も適用可能であることを理解すべきである。
A second preferred method for measuring the value of the load applied to the bearing in real time is to provide the bearing assembly 10 as described above, and attach a plurality of strain gauges 20 to the rolling elements 18 of the bearing assembly 10. Including steps. Ideally, if one strain gauge 20 is provided at each position of the rolling element of the bearing assembly 10, the most accurate data can be obtained. However, since such a thing is difficult in reality, the strain gauge 20 is provided only on one side of the bearing assembly 10 in this embodiment. That is, FIG.
Since the bearing assembly 10 is symmetrical, the strain gauges 20 begin on the 0 ° position 32 and extend circumferentially at 30 ° intervals to 180 ° positions 34 on only one side of the bearing assembly 10, as shown in FIG. Seven are provided. When the bearing assembly 10 has an asymmetric structure, the strain gauge 20 needs to be provided over the entire circumference. The present invention is applicable to any suitable number of rolling elements 18 within bearing assembly 10 and any suitable number of strain gauges 20 symmetrically spaced about bearing assembly 10. You should understand that.

【0022】歪みゲージ20は、好ましくは上で説明し
たように非支持面24に取り付ける。また歪みゲージ2
0は軸受組立体10にどのような向きで取り付けてもよ
いが、好ましい実施例では、歪みゲージ20は軸方向の
引っ張り歪みを測定するために、軸受組立体10の中心
軸14と軸方向に同一方向に延びている。
The strain gauge 20 is preferably attached to the unsupported surface 24 as described above. Also strain gauge 2
0 may be mounted to bearing assembly 10 in any orientation, but in the preferred embodiment, strain gauge 20 is axially aligned with central axis 14 of bearing assembly 10 to measure axial tensile strain. It extends in the same direction.

【0023】次に軸受組立体10の既知の荷重状況をシ
ミュレートし、その荷重状況における歪みを記録するこ
とによって、歪みゲージ20からデータを収集する。好
ましくは、データは複数の既知の荷重状況に基づいて集
める。複数の荷重状況を用いれば、軸受組立体10が現
場で使われるとき、最終的により正確な荷重情報を提供
する複数のデータポイントが得られる。
Data is then collected from the strain gauge 20 by simulating a known load situation of the bearing assembly 10 and recording the strain under that load situation. Preferably, the data is collected based on a number of known loading situations. The use of multiple load situations results in multiple data points that ultimately provide more accurate load information when the bearing assembly 10 is used in the field.

【0024】データは既知の荷重状況に基づき、2つの
方法の内のどちらかで集めることができる。好ましく
は、軸受組立体10をテスト装置に取り付け、いろんな
荷重状態で作動させる。軸受組立体10を作動させなが
ら、それに取り付けた歪みゲージ20からのデータを記
録する。しかし軸受組立体10が極端に大きい場合、軸
受組立体10をテスト装置に取り付けることは、現実的
でないか、不可能である。代わりに軸受組立体10の有
限要素モデルと車軸を作り、既知の荷重状態で予想され
る歪みのデータを有限要素分析により測定してもよい。
The data can be collected in one of two ways, based on the known loading situation. Preferably, the bearing assembly 10 is mounted on the test apparatus and operated under various load conditions. While operating the bearing assembly 10, record data from the strain gauges 20 attached to it. However, if the bearing assembly 10 is extremely large, mounting the bearing assembly 10 on a test device is impractical or impossible. Alternatively, a finite element model of the bearing assembly 10 and an axle may be created and the strain data expected under known load conditions may be measured by finite element analysis.

【0025】異なる既知の荷重状態における各歪みゲー
ジ20からのデータが集まると、歪み測定値は荷重と対
比され、軸受組立体10に加わる歪み測定値の関数とし
て、軸受組立体に加わる軸方向および半径方向荷重を求
めるいくつかの式が作られる。好ましい実施例では、歪
みゲージ位置のそれぞれにおける異なる荷重状態のそれ
ぞれに対する歪みデータを個別に回帰分析にかけ、各歪
みゲージ位置において測定された歪みの関数として、そ
の位置での荷重を表す式を導く。どんな適当なタイプの
回帰分析を用いてもよい。データによっては、線形回帰
が最も正確かもしれないし、二次または三次回帰のほう
が正確かも知れない。データに最も適したタイプの回帰
が適切である。
As the data from each strain gauge 20 at different known load conditions are collected, the strain measurements are contrasted with the load and the axial and axial loads applied to the bearing assembly as a function of the strain measurements applied to the bearing assembly 10. Several equations for the radial load are created. In the preferred embodiment, the strain data for each different load condition at each strain gauge position is individually regression analyzed to derive an equation that describes the load at that strain gauge position as a function of the strain measured at that position. Any suitable type of regression analysis may be used. Depending on the data, linear regression may be the most accurate, and quadratic or cubic regression may be more accurate. The most suitable type of regression for your data is appropriate.

【0026】各歪みゲージ位置における荷重を、対応位
置で測定した歪みに関連付ける荷重式を導き出した後、
既知の荷重からの歪みデータを荷重式に代入して、荷重
値を計算する。こうして計算された荷重値と既知の荷重
値の間に誤差がある場合、それを回帰法で分析して、計
算で得られた荷重と実際の荷重の間の誤差を、各歪みゲ
ージ位置における歪みと関連付ける第1誤差式を得る。
第1誤差式は歪みゲージ位置のそれぞれについて計算さ
れ、対応する歪みゲージ位置での荷重式に加算するか、
それから減算する。こうして得られた式は誤差が縮小
し、荷重データの精度がアップしている。この誤差式を
導く処理は何回でも行うことができ、何回も行えばそれ
だけ荷重式の精度が上がる。
After deriving a load equation relating the load at each strain gauge position to the strain measured at the corresponding position,
Strain data from a known load is substituted into the load equation to calculate the load value. If there is an error between the load value calculated in this way and the known load value, it is analyzed by regression method and the error between the calculated load and the actual load is calculated as the strain at each strain gauge position. A first error equation associated with is obtained.
The first error equation is calculated for each strain gauge position and added to the load equation at the corresponding strain gauge position, or
Then subtract. The error thus obtained in the formula thus obtained is reduced, and the accuracy of the load data is improved. The process of deriving this error formula can be performed any number of times, and the more times it is performed, the more accurate the load formula becomes.

【0027】次に軸受組立体10を機械または車両の車
軸30に取り付け、複数の通常の荷重状態で使用する。
機械の使用中、歪みゲージから歪みデータが出力され
る。このデータを集め、各歪みゲージ位置毎に得られる
荷重式に代入して、各歪みゲージ位置での荷重を計算す
る。好ましくは、データは歪みゲージから、装置に送ら
れ、この装置で瞬時に計算と変換を行い、軸受組立体1
0に加わる荷重をリアルタイムで出力する。各歪みゲー
ジ位置での荷重を計算した後、各歪みゲージ位置の間で
の各転動体位置での荷重を補外法で計算し、軸受組立体
10の各転動体位置に加わる荷重を求める。個別の転動
体位置での荷重が計算できれば、それを合計して、軸受
組立体10に加わる総荷重を求める。
The bearing assembly 10 is then attached to the axle 30 of a machine or vehicle and used in multiple normal load conditions.
During use of the machine, strain gauges output strain data. This data is collected and substituted into the load formula obtained for each strain gauge position to calculate the load at each strain gauge position. Preferably, the data is sent from the strain gauges to the device, where it is instantly calculated and transformed to provide the bearing assembly 1
The load applied to 0 is output in real time. After calculating the load at each strain gauge position, the load at each rolling element position between each strain gauge position is calculated by the extrapolation method to obtain the load applied to each rolling element position of the bearing assembly 10. If the loads at the individual rolling element positions can be calculated, they are summed to determine the total load applied to the bearing assembly 10.

【0028】軸受組立体10は、半径方向荷重のみに対
処する設計の円筒形ころがり軸受やニードル軸受などを
含むいかなるタイプの軸受でもよいが、大半の用途に
は、円錐ころ軸受や玉軸受などの軸方向荷重、半径方向
荷重の両方を支持する他のタイプの軸受が必要である。
軸受組立体10が、半径方向、軸方向の両方の荷重を支
えるタイプの軸受である場合は、各転動体位置における
すべての荷重を計算した後、それを半径方向成分と軸方
向成分に分解する。これは玉軸受または円錐ころ軸受の
形状に基づく簡単な計算でできる。その後、軸方向成分
を合計し、半径方向成分を合計し、軸受組立体10に加
わるトータルの軸方向荷重、トータルの半径方向荷重を
得る。
The bearing assembly 10 can be any type of bearing, including cylindrical roller bearings and needle bearings designed to handle radial loads only, but for most applications, such as tapered roller bearings and ball bearings. Other types of bearings that support both axial and radial loads are needed.
When the bearing assembly 10 is a type of bearing that bears both radial and axial loads, it calculates all the loads at each rolling element position and then decomposes it into radial and axial components. . This can be done by a simple calculation based on the shape of the ball or tapered roller bearing. Thereafter, the axial components are summed and the radial components are summed to obtain the total axial load and the total radial load applied to the bearing assembly 10.

【0029】[0029]

【実施例】下記実施例は本発明の実施例と方法を示す。
下記実施例で開示する方法は、本発明を実施する上でう
まく機能すると発明者が考える実施例、方法を示すもの
であり、したがって発明を実施する好ましい形態を成す
ものであるということを、当業者なら理解するであろ
う。したがって実施例は、この好ましい形態に発明を限
定するものと解釈すべきではない。さらに当業者は、開
示された特定の実施例、方法に多くの変更を行うことが
可能であり、そうしても発明の精神と範囲から逸脱せず
に、同様の結果が得られることを認識すべきである。
EXAMPLES The following examples illustrate embodiments and methods of the present invention.
It is to be noted that the methods disclosed in the following examples represent the examples and methods that the inventor believes to work well in carrying out the present invention, and thus constitute a preferred mode for carrying out the invention. The trader will understand. Therefore, the examples should not be construed as limiting the invention to this preferred form. Furthermore, one of ordinary skill in the art appreciates that many modifications can be made to the particular embodiments and methods disclosed and that similar results can be obtained without departing from the spirit and scope of the invention. Should.

【0030】実施例1 図1と5において、実施例1で用いられる軸受組立体1
0は、33コの転動体18を有する円錐ころ軸受であ
る。図9に示すように、3個の歪みゲージA1,A2,
A3を内レースの内径に設けた。軸受の内径にぬすみを
設け、内レース12の非支持撓みを可能にした。歪みゲ
ージは3個とも軸受組立体と軸方向に整列させた。荷重
を軸受のP1の地点に加え、内レースに対して静止さ
せ、それによって歪みゲージ20に対する位置を保持し
た。地点P1は歪みゲージA1とA2の間にあり、この
ためこれらの二つのゲージによって測定される歪みを平
均しA12を得た。このため、2個の歪みゲージA12
とA3を用いて実験を行ったような結果になった。4つ
の荷重比に対して荷重の組合せを4種類変えて16のテ
ストを行った。これらのテストで集まったデータを表1
に示す。表中のR/Aは軸方向荷重に対する半径方向荷
重の比である。
Example 1 In FIGS. 1 and 5, the bearing assembly 1 used in Example 1
Reference numeral 0 denotes a tapered roller bearing having 33 rolling elements 18. As shown in FIG. 9, the three strain gauges A1, A2,
A3 was provided inside the inner race. The inner diameter of the bearing is provided with a hollow so that the inner race 12 can be unsupported. All three strain gauges were axially aligned with the bearing assembly. The load was applied at the point P1 of the bearing and held stationary with respect to the inner race, thereby maintaining its position relative to the strain gauge 20. Point P1 is between strain gauges A1 and A2, so the strains measured by these two gauges were averaged to obtain A12. Therefore, two strain gauges A12
The result is similar to that of the experiment using A3 and A3. Sixteen tests were conducted with four different load combinations for the four load ratios. The data gathered from these tests is shown in Table 1.
Shown in. R / A in the table is the ratio of the radial load to the axial load.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】次に16のテストすべての歪みゲージ比を
計算し、4つの半径方向荷重/軸方向荷重比のそれぞれ
に対する歪みゲージ比の平均を計算した。結果を表2に
示す。
The strain gauge ratios for all 16 tests were then calculated, and the average strain gauge ratio for each of the four radial / axial load ratios was calculated. The results are shown in Table 2.

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】次にこのデータを2次回帰分析にかけ、測
定した歪みの比に対する荷重の比を表す式を導いた。 R/A=4.2242 - 6.5016(Ε123) + 4.6636(Ε123)2 (第1式)。
Next, this data was subjected to a quadratic regression analysis to derive an equation expressing the ratio of load to the measured strain ratio. R / A = 4.2242-6.5016 (Ε 12 / Ε 3 ) +4.6636 (Ε 12 / Ε 3 ) 2 (Formula 1).

【0035】次に半径方向荷重および軸方向荷重の和の
線形回帰分析を行い、荷重点における歪みΕ12の関数
である半径方向および軸方向荷重の和を表す式を導い
た。式中、mはこの一次式の傾き、Rは半径方向荷重、
Aは軸方向荷重。 (R+A)=m(Ε12) + 1000 (第2式)。
Next, a linear regression analysis of the sum of the radial load and the axial load was performed, and an equation representing the sum of the radial load and the axial load as a function of the strain E12 at the load point was derived. Where m is the slope of this linear equation, R is the radial load,
A is the axial load. (R + A) = m (Ε 12 ) +1000 (second formula).

【0036】第2式の傾きmは荷重比によって異なる。
荷重比2、3、4、5に対する傾きmは、それぞれ3
3、48、61、64である。次に傾きの線形回帰分析
を行って、荷重比の関数である傾きを表す式を導いた。 m= -18.6+31.6(R/A) - 3(R/A)2 (第3式)。
The slope m of the second equation differs depending on the load ratio.
The inclinations m with respect to the load ratios 2, 3, 4, 5 are 3 respectively
3, 48, 61 and 64. Then, a linear regression analysis of the slope was performed to derive an equation representing the slope that is a function of the load ratio. m = -18.6 + 31.6 (R / A) -3 (R / A) 2 (3rd formula).

【0037】第2、第3式を組み合わせて、荷重点での
歪みの関数である半径方向荷重および軸方向荷重の和
と、半径方向荷重の軸方向荷重に対する比を表す第4式
を導いた。 (R/A) = 1000 + Ε12[-18.6 + 31.6(R/A) - 3(R/A)2] (第4式)。
The second and third equations were combined to derive a fourth equation which represents the ratio of the radial load to the axial load and the sum of the radial and axial loads as a function of strain at the load point. . (R / A) = 1000 + Ε 12 [-18.6 + 31.6 (R / A) - 3 (R / A) 2] ( 4 type).

【0038】ここで式が2つ、未知数が2つある。この
式を解くためには、歪みゲージ値Ε12とΕ3 の値を
第1式に代入して、(R/A)を求める。次に(R/
A)とΕ12の値を第4式に代入して(R+A)を求め
る。最後に(R+A)と(R/A)を用いて、下に示す
ように半径方向荷重Rと軸方向荷重Aを計算することが
できる。 A=(R+A)/[(R/A) + 1] (第5式)。 R=(R+A) - [(R+A)/(R/A)2] (第6式)。
There are two equations and two unknowns. To solve this equation, the values of strain gauge values E12 and E3 are substituted into the first equation to obtain (R / A). Then (R /
Substituting the values of A) and E12 into the fourth expression, (R + A) is obtained. Finally, (R + A) and (R / A) can be used to calculate the radial load R and axial load A as shown below. A = (R + A) / [(R / A) +1] (5th formula). R = (R + A)-[(R + A) / (R / A) 2 ] (6th formula).

【0039】同じ荷重状態で軸受を作動させ、歪みデー
タを集め、上記手法を用いることによって、荷重の計算
値は下記表3に示すように、実際の荷重の数パーセント
以内であった。表中、半径方向荷重R,軸方向荷重Aの
単位はポンド、歪みはすべて1インチ当りマイクロイン
チである。
By operating the bearing under the same load conditions, collecting strain data, and using the above method, the calculated load values were within a few percent of the actual load, as shown in Table 3 below. In the table, the units of the radial load R and the axial load A are pounds, and all strains are micro inches per inch.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】実施例2 図7、8について説明すると、百万ポンド程度の非常に
大きい荷重が加わり、かなり大きいクラスで使われる超
大型車両に用いられる複列軸受機構の分析を行った。装
置が大きすぎて、実験室内でのテストは現実的ではな
い。代わりに車軸の有限要素分析モデルを作った。4つ
の荷重シナリオとFEA分析を使って、軸受10に加わ
る歪みデータを4つの既知の荷重状態の下でシミュレー
トした。軸受組立体10は両方共36コの転動体を有す
る円錐転動体軸受であった。それらは車軸30に、互い
に間隔をおいて軸方向に対向する状態で取り付けた。軸
受内径にぬすみを設け、内レース12の非支持撓みを可
能とした。2個の軸受組立体10をインボード側軸受3
6、アウトボード側軸受38とした。荷重条件(単位は
ポンド)を下記表4に示す。
Example 2 Referring to FIGS. 7 and 8, a double row bearing mechanism used in a very large vehicle used in a considerably large class under a very large load of about one million pounds was analyzed. The device is too large to be tested in the lab. Instead, we made a finite element analysis model of the axle. Strain data on bearing 10 was simulated under four known load conditions using four load scenarios and FEA analysis. The bearing assemblies 10 were both conical rolling element bearings having 36 rolling elements. They were mounted on the axle 30 in a state of being axially opposed to each other with a space therebetween. The inner diameter of the bearing is provided with a hollow so that the inner race 12 can be unsupported. The two bearing assemblies 10 are attached to the inboard side bearing 3
6. Outboard side bearing 38 is used. The load conditions (unit: pound) are shown in Table 4 below.

【0042】[0042]

【表4】 [Table 4]

【0043】FEAモデルの2個の軸受組立体10のそ
れぞれに、歪みゲージを7個設けたと想定した。第1の
歪みゲージを12時の位置、すなわち0°の位置に取り
付け、そこから30°間隔で、180°の位置まで、0
°、30°、60°、90°120°、150°、18
0°の位置に7個設けたと想定した。歪みゲージ20は
内レース12の内径に設け、軸受組立体10に対し軸方
向に整列させたと想定した。各荷重状態において、各歪
ゲージ20において集まったシミュレーションによる歪
みデータを下記表5、6、7、8に示す。
It was assumed that seven strain gauges were provided for each of the two bearing assemblies 10 of the FEA model. The first strain gauge is attached at the 12 o'clock position, that is, at the 0 ° position, and from there, at 30 ° intervals up to the 180 ° position, 0
°, 30 °, 60 °, 90 ° 120 °, 150 °, 18
It is assumed that seven pieces are provided at the 0 ° position. It was assumed that the strain gauge 20 was provided on the inner diameter of the inner race 12 and was axially aligned with the bearing assembly 10. Strain data by simulation collected in each strain gauge 20 in each load state is shown in Tables 5, 6, 7, and 8 below.

【0044】[0044]

【表5】 [Table 5]

【0045】[0045]

【表6】 [Table 6]

【0046】[0046]

【表7】 [Table 7]

【0047】[0047]

【表8】 [Table 8]

【0048】次に4つの異なる荷重条件について有限要
素分析法によって分析して、インボード側軸受36とア
ウトボード側軸受38について、転動体位置で測定した
軸受の歪みに対する、同じ転動体位置で軸受に加わる荷
重を表す式を得た。この式を下記表9、10に示す。
Next, four different load conditions are analyzed by the finite element analysis method, and the inboard-side bearing 36 and the outboard-side bearing 38 are bearings at the same rolling element position with respect to the strain of the bearing measured at the rolling element position. An equation expressing the load applied to is obtained. This formula is shown in Tables 9 and 10 below.

【0049】[0049]

【表9】 [Table 9]

【0050】[0050]

【表10】 [Table 10]

【0051】次にこれらの式に歪みゲージの測定値を代
入して、この式の解がどれだけ軸受にかかる荷重に近い
か調べた。計算で得た荷重を実際の荷重と比較して、各
歪みゲージ位置での誤差を計算した。誤差が大きすぎる
場合は、その誤差を回帰分析法により分析して、転動体
位置での歪みの関数であるこの誤差を表す式を作り、そ
の式を最初の式に加えて、より正確な計算値を得ること
ができる。こうして更新された式にもう一度実際の歪み
値を代入して、計算によって得られた荷重を実際の荷重
と比較するという操作を何回も繰り返しもよい。こうし
て誤差が十分に小さくなったら、式は完成である。上記
表9、10のいくつかの式は、こうして補正したもので
あり、このような操作を行ったため、他の式より複雑に
なっている。計算によって得られた荷重のデータと実際
の荷重のデータを下記表11、12、13、14に示
す。
Next, by substituting the measured values of the strain gauges into these expressions, it was examined how close the solution of this expression was to the load applied to the bearing. The calculated load was compared with the actual load to calculate the error at each strain gauge position. If the error is too large, analyze it by regression analysis to create a formula that describes this error as a function of the strain at the rolling element position and add that formula to the first formula for a more accurate calculation. You can get the value. The operation of substituting the actual strain value into the equation updated in this way and comparing the load obtained by the calculation with the actual load may be repeated many times. Once the error is small enough, the formula is complete. Some of the expressions in Tables 9 and 10 have been corrected in this way, and are more complicated than the other expressions because of such operations. The load data obtained by calculation and the actual load data are shown in Tables 11, 12, 13, and 14 below.

【0052】[0052]

【表11】 [Table 11]

【0053】[0053]

【表12】 [Table 12]

【0054】[0054]

【表13】 [Table 13]

【0055】[0055]

【表14】 [Table 14]

【0056】次に近くに歪みゲージ20が取り付けられ
ていない転動体位置での荷重を直線補外法で求めた。次
に荷重を、円錐ころ軸受の接触角を使って、半径方向成
分と軸方向成分に分解した。次に、これが最後である
が、4つの荷重条件のそれぞれについて、半径方向荷重
および軸方向荷重を合計して、各荷重状態において軸受
に加わる総荷重を求めた。軸受は対称形だったので、0
°と180°位置での荷重は1回だけ数えたのに対し、
10°〜170°の位置での荷重は、反対側の対応する
転動体の分も数に入れるため2回数えた。最終結果を下
記表15−18に示す。単位はすべてポンドである。
Next, the load at the rolling element position where the strain gauge 20 was not mounted nearby was determined by the linear extrapolation method. The load was then decomposed into radial and axial components using the contact angle of the tapered roller bearing. Then, this is the last, but for each of the four load conditions, the radial load and the axial load were summed to determine the total load applied to the bearing in each load condition. The bearing was symmetrical, so 0
While the load at the ° and 180 ° positions was counted only once,
The load at the position of 10 ° to 170 ° was counted twice in order to count the corresponding rolling elements on the opposite side. The final results are shown in Tables 15-18 below. All units are pounds.

【0057】[0057]

【表15】 [Table 15]

【0058】[0058]

【表16】 [Table 16]

【0059】[0059]

【表17】 [Table 17]

【0060】[0060]

【表18】 [Table 18]

【0061】上で述べたように、0°と180°位置で
の半径方向および軸方向荷重は1回だけ数え、10°〜
170°の位置では2回数え、半径方向荷重と軸方向荷
重を合計した。本発明の方法を使って得られた軸受にか
かる総荷重を表19に示す。
As mentioned above, radial and axial loads at the 0 ° and 180 ° positions are counted only once and from 10 ° to
At the position of 170 °, the load in the radial direction and the load in the axial direction were summed twice. Table 19 shows the total loads on the bearings obtained using the method of the present invention.

【0062】[0062]

【表19】 [Table 19]

【0063】この方法の最後の工程は、実験の時と同じ
または類似の荷重条件で、同じまたは類似の車軸30を
用いて、実地に用いるのに適した軸受を選定するための
基準作りである。
The final step of this method is to establish a reference for selecting a bearing suitable for practical use by using the same or similar axle 30 under the same or similar load conditions as in the experiment. .

【0064】上記説明は、本発明の好ましい実施例を開
示し、説明した。このような説明および添付図面および
クレームから、当業者なら、上記クレームで定義される
本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、変更
を加えられることを容易に認識するであろう。上記説明
は発明を理解させることを目的とするものであり、限定
することを意図したものではない。
The foregoing discussion discloses and describes a preferred embodiment of the present invention. From this description and the accompanying drawings and claims, those skilled in the art will readily recognize that changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the above claims. The above description is intended to be an understanding of the invention and is not intended to be limiting.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の軸受組立体の斜視図FIG. 1 is a perspective view of a bearing assembly of the present invention.

【図2】外レースに溝が形成された本発明の軸受の縦断
側面図
FIG. 2 is a vertical sectional side view of a bearing of the present invention in which a groove is formed in an outer race.

【図3】軸受が取り付けられる支持部に溝を形成した、
本発明の軸受の縦断側面図
[FIG. 3] A groove is formed in a support portion to which a bearing is attached,
Vertical side view of the bearing of the present invention

【図4】内レースに溝を形成した本発明の軸受の縦断側
面図
FIG. 4 is a vertical sectional side view of the bearing of the present invention in which a groove is formed in the inner race.

【図5】内レースに深溝を形成した本発明の軸受の縦断
側面図
FIG. 5 is a vertical sectional side view of a bearing of the present invention in which a deep groove is formed in an inner race.

【図6】車軸に溝を形成した、本発明の軸受の端部縦断
面図
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an end portion of a bearing of the present invention in which a groove is formed on an axle.

【図7】軸受組立体を2個取り付けた車軸の縦断側面図FIG. 7 is a vertical sectional side view of an axle having two bearing assemblies attached.

【図8】歪みゲージを7個設けた軸受組立体の端部縦断
面図
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of an end portion of a bearing assembly provided with seven strain gauges.

【図9】歪みゲージを3個設けた軸受組立体の端部縦断
面図
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of an end portion of a bearing assembly provided with three strain gauges.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 軸受 12 内レース 16 外レース 20 歪みゲージ 24,24a,24b,24b’,24c,24d
非支持円筒面 26a,26b,26b’,26c,26d 環状溝
10 bearing 12 inner race 16 outer race 20 strain gauges 24, 24a, 24b, 24b ', 24c, 24d
Unsupported cylindrical surface 26a, 26b, 26b ', 26c, 26d Annular groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター エム アイヒ アメリカ合衆国 60067 イリノイ パラ タイン ドーセット アヴェニュー 776 Fターム(参考) 2F051 AB09 BA07 3J101 AA16 AA25 AA32 AA42 AA54 AA62 BA77 FA25 GA02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Peter M. Eich             United States 60067 Illinois Para             Tyne Dorset Avenue 776 F-term (reference) 2F051 AB09 BA07                 3J101 AA16 AA25 AA32 AA42 AA54                       AA62 BA77 FA25 GA02

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車軸に取り付けた、中心軸を有する内レ
ース、 前記内レースに取り付けた、軸受支持部を支持する外レ
ースを備え、 非支持円筒面を形成する環状溝が前記内レース、前記外
レース、前記車軸、前記軸受支持部のいずれかに形成さ
れて、軸受組立体の回りに延びる内レースあるいは外レ
ースの非支持円筒面を形成しており、 複数の転動体が前記外レースと内レースの間に設けら
れ、この転動体によって外レースは内レースに対して前
記中心軸を中心に回転自在に、内レースに支持され、 複数の歪みゲージが、前記軸受組立体の前記内レースま
たは外レースの円筒面に取り付けられ、荷重が軸受に加
わり前記レースの一つが撓むことにより発生する軸方向
歪みを測定するころがり軸受組立体。
1. An inner race having a central axis attached to an axle, an outer race attached to the inner race for supporting a bearing supporting portion, wherein an annular groove forming an unsupported cylindrical surface is the inner race, An unsupported cylindrical surface of an inner race or an outer race that extends around the bearing assembly is formed on any of the outer race, the axle, and the bearing support portion, and a plurality of rolling elements form the outer race. The rolling elements are provided between the inner races, and the outer races are supported by the inner races so as to be rotatable about the central axis with respect to the inner races. A plurality of strain gauges are provided in the inner races of the bearing assembly. Alternatively, a rolling bearing assembly mounted on the cylindrical surface of the outer race and measuring the axial strain caused by the load being applied to the bearing and one of the races flexing.
【請求項2】 前記環状溝が前記内レースに形成され、
前記内レースの周方向に延びており、前記溝の内径が前
記非支持面を形成し、前記複数の歪みゲージが、前記内
レースの前記非支持面に取り付けられている請求項1の
ころがり軸受組立体。
2. The annular groove is formed in the inner race,
The rolling bearing of claim 1, extending in the circumferential direction of the inner race, the inner diameter of the groove forming the unsupported surface, and the plurality of strain gauges being attached to the unsupported surface of the inner race. Assembly.
【請求項3】 前記内レースが前記車軸に、前記車軸お
よび前記車軸に加わる荷重に対して相対回転しないよう
に取り付けられ、前記歪みゲージが内レースの、半径方
向荷重が直接加わる地点に取り付けられている請求項2
のころがり軸受組立体。
3. The inner race is attached to the axle so as not to rotate relative to the axle and a load applied to the axle, and the strain gauge is attached to a point of the inner race to which a radial load is directly applied. Claim 2
Rolling bearing assembly.
【請求項4】 前記環状溝が前記車軸に形成され、前記
車軸の周方向に延びており、前記内レースが前記溝を跨
ぐ内径面を有し、前記非支持面が前記内レースの前記内
径面の、前記溝の真上の部分であり、前記複数の歪みゲ
ージが前記内レースの前記非支持面に取り付けられてい
る請求項1のころがり軸受組立体。
4. The annular groove is formed in the axle, extends in the circumferential direction of the axle, the inner race has an inner diameter surface that straddles the groove, and the unsupported surface has the inner diameter of the inner race. 2. The rolling bearing assembly of claim 1, which is a portion of a surface, just above the groove, wherein the plurality of strain gauges are attached to the unsupported surface of the inner race.
【請求項5】 前記内レースが前記車軸に、前記車軸お
よび前記車軸に加わる荷重に対して相対回転しないよう
に取り付けられ、前記歪みゲージが内レースの、半径方
向荷重が直接加わる地点に取り付けられている請求項4
のころがり軸受組立体。
5. The inner race is attached to the axle so as not to rotate relative to the axle and a load applied to the axle, and the strain gauge is attached to a point of the inner race to which a radial load is directly applied. Claim 4
Rolling bearing assembly.
【請求項6】 前記環状溝が前記軸受支持部に形成さ
れ、前記軸受支持部の周方向に延びており、前記外レー
スが前記溝を跨ぐ外径面を有し、前記非支持面が前記外
レースの前記外径面の、前記溝と一線を成す部分であ
り、前記複数の歪みゲージが前記外レースの前記非支持
面に取り付けられている請求項1のころがり軸受組立
体。
6. The annular groove is formed in the bearing support portion, extends in the circumferential direction of the bearing support portion, the outer race has an outer diameter surface that straddles the groove, and the non-support surface is the 2. The rolling bearing assembly of claim 1, which is a portion of the outer diameter surface of the outer race that is in line with the groove and wherein the plurality of strain gauges are attached to the unsupported surface of the outer race.
【請求項7】 前記内レースが前記車軸に、前記車軸に
対して相対回転しないように取り付けられ、前記軸受に
加わる荷重が前記車軸を中心に回転し、前記歪みゲージ
が外レースの、半径方向荷重が直接加わる地点に取り付
けられている請求項6のころがり軸受組立体。
7. The inner race is attached to the axle so as not to rotate relative to the axle, a load applied to the bearing rotates about the axle, and the strain gauge is in a radial direction of the outer race. The rolling bearing assembly of claim 6 mounted at a point where a load is directly applied.
【請求項8】 前記環状溝が前記外レースに形成され、
前記外レースの周方向に延びており、前記溝が前記非支
持面となる外径を有し、前記複数の歪みゲージが前記外
レースの前記非支持面に取り付けられている請求項1の
ころがり軸受組立体。
8. The annular groove is formed in the outer race,
The rolling of claim 1, extending in the circumferential direction of the outer race, the groove having an outer diameter that provides the unsupported surface, and the plurality of strain gauges being attached to the unsupported surface of the outer race. Bearing assembly.
【請求項9】 前記内レースが前記車軸に、前記車軸に
対して相対回転しないように取り付けられ、前記軸受に
加わる荷重が前記車軸を中心に回転し、前記歪みゲージ
が外レースの、半径方向荷重が直接加わる地点に取り付
けられている請求項8のころがり軸受組立体。
9. The inner race is attached to the axle so as not to rotate relative to the axle, a load applied to the bearing rotates about the axle, and the strain gauge is in a radial direction of the outer race. The rolling bearing assembly of claim 8 mounted at a point where the load is directly applied.
【請求項10】 前記車軸が車輪を支持する自動車の車
軸である請求項1のころがり軸受組立体。
10. The rolling bearing assembly of claim 1, wherein the axle is an axle of an automobile that supports wheels.
【請求項11】 前記軸受組立体が、歪みゲージからの
データを受け取り、必要な計算や変換を瞬時に行い、軸
受に加わる半径方向荷重および軸方向荷重をリアルタイ
ムで出力する装置に接続されている請求項1のころがり
軸受組立体。
11. The bearing assembly is connected to a device that receives data from the strain gauges, instantaneously performs the necessary calculations and conversions, and outputs the radial and axial loads on the bearings in real time. The rolling bearing assembly according to claim 1.
【請求項12】 前記複数の歪みゲージの一つが、前記
内レースまたは外レースの、半径方向荷重が直接加わる
地点に取り付けられ、残りの歪みゲージが、前記一つの
歪みゲージから周方向に離れている請求項1のころがり
軸受組立体。
12. One of the plurality of strain gauges is attached to the inner race or the outer race at a point where a radial load is directly applied, and the remaining strain gauges are circumferentially separated from the one strain gauge. The rolling bearing assembly according to claim 1.
【請求項13】 2個の歪みゲージを備え、前記歪みゲ
ージの内の第1のゲージが半径方向荷重が直接加わる地
点に設けられ、前記歪みゲージの他方が、前記第1の歪
みゲージから周方向に離れている請求項12のころがり
軸受組立体。
13. A strain gauge comprising two strain gauges, wherein a first gauge of the strain gauges is provided at a point where a radial load is directly applied, and the other of the strain gauges is surrounded by the first strain gauge. 13. The rolling bearing assembly of claim 12, spaced apart in the direction.
【請求項14】 前記非支持面に周方向に等間隔で配置
され、軸受内の転動体位置と同じ向きに並ぶ状態で設け
られた複数の歪みゲージを備えた請求項12のころがり
軸受組立体。
14. The rolling bearing assembly according to claim 12, further comprising a plurality of strain gauges arranged at equal intervals in the circumferential direction on the non-supporting surface and arranged in the same direction as the rolling element position in the bearing. .
【請求項15】 前記複数の歪みゲージが、軸受の各転
動体位置に一つずつ設けられ、各歪みゲージが前記転動
体の一つと一直線に並ぶ状態で、前記非支持面に取り付
けられている請求項12のころがり軸受組立体。
15. The plurality of strain gauges are provided one at each rolling element position of the bearing, and each strain gauge is attached to the unsupported surface in a state of being aligned with one of the rolling elements. The rolling bearing assembly according to claim 12.
【請求項16】 車軸に取り付けた内レース、軸受支持
部を支持する外レース、それらの間に設けた複数の転動
体を備え、内レース、外レース、車軸、軸受支持部のい
ずれかに軸受の周方向に延びる環状溝が形成され、その
環状溝が、その部分で軸受の軸方向の曲げ撓みを許容す
る非支持円筒面を形成している軸受を設けること、 軸受の内レースまたは外レースの非支持面の転動体位置
に、軸受と軸方向に並ぶ状態で複数の歪みゲージを取り
付けること、 複数の既知の荷重条件の下で各歪みゲージによって計測
される歪みのデータを集めること、 歪み測定値を軸受に加わる軸方向荷重および半径方向荷
重と対比し、軸受の歪みの測定値に対応する、軸受に加
わる軸方向および半径方向荷重を求める複数の式を作る
こと、 軸受を機械に取り付け、機械を荷重状態で作動させるこ
と、 機械に加わる荷重が変化している状態において、歪みゲ
ージデータを集めること、 上記式を使って、歪みの測定値をリアルタイムの半径方
向荷重および軸方向荷重に変換することを含む、軸受に
加わる荷重の値をリアルタイムで測定する方法。
16. An inner race mounted on an axle, an outer race supporting a bearing support portion, and a plurality of rolling elements provided between them, and the bearing is mounted on any one of the inner race, the outer race, the axle and the bearing support portion. Providing a bearing with an annular groove extending in the circumferential direction of the bearing, the annular groove forming an unsupported cylindrical surface that allows axial bending flexure of the bearing, the inner race or outer race of the bearing Installing multiple strain gauges in the rolling element position on the unsupported surface of the bearing in axial alignment with the bearing, collecting strain data measured by each strain gauge under multiple known load conditions, Comparing the measured values to the axial and radial loads on the bearing, creating multiple equations for the axial and radial loads on the bearing, corresponding to the measured strain on the bearing, and mounting the bearing on the machine. With , Operating the machine under load, collecting strain gauge data when the load applied to the machine is changing, and using the above equations to convert strain measurements into real-time radial and axial loads. A method of measuring the value of the load applied to the bearing in real time, including converting.
【請求項17】 複数の既知の荷重条件の下で各歪みゲ
ージによって計測される歪みのデータを集める作業を、
歪みゲージを取り付けた軸受をテスト器具に取り付け、
複数の既知の荷重条件の下で軸受を作動させながら、歪
みゲージからデータを集めることにより行う請求項16
の方法。
17. The operation of collecting strain data measured by each strain gauge under a plurality of known load conditions,
Attach the bearing with the strain gauge to the test fixture,
17. By collecting data from strain gauges while operating the bearing under a plurality of known load conditions.
the method of.
【請求項18】 複数の既知の荷重条件の下で各歪みゲ
ージによって計測される歪みのデータを集める作業が、
軸受の有限要素モデルを作り、有限要素分析法を用い
て、上記複数の既知の荷重条件の下で、歪みゲージ位置
での歪みを計算することを含む請求項16の方法。
18. The operation of collecting strain data measured by each strain gauge under a plurality of known load conditions,
17. The method of claim 16 including creating a finite element model of a bearing and using finite element analysis methods to calculate strain at strain gauge locations under the plurality of known load conditions.
【請求項19】 歪み測定値を軸受に加わる軸方向およ
び半径方向荷重と対比し、軸受歪みの測定値に対応し
て、軸受に加わる軸方向および半径方向荷重を求める複
数の式を作る工程が、 各荷重比、荷重条件の下での複数の歪みゲージのそれぞ
れから歪みデータを集め、 荷重比と荷重の各組み合わせに対する歪みゲージ比を計
算し、 複数の荷重比のそれぞれについて歪みゲージ比の平均値
を出し、 回帰分析を行って第1式を計算し、歪みゲージの比の関
数として荷重の比を求める2次式を導き出し、 回帰分析を行って第2式を計算し、最も大きい荷重がか
かっている歪みゲージでの歪みの関数である半径方向お
よび軸方向荷重の和を求める式を作り、この式は各荷重
比に対し固有の傾きを有する、 回帰分析を行って第3式を計算し、荷重比の関数として
の第2式の傾きを求める式を導き出し、 第2式、第3式を組み合わせて第4式を計算し、歪みの
関数である半径方向荷重および軸方向荷重の和、および
軸方向荷重に対する半径方向荷重の比を求める式を作
り、 未知の荷重状態で得られる歪みゲージ値を第1式に代入
して、実際の軸方向荷重に対する実際の半径方向荷重の
比を求め、 実際の軸方向荷重に対する実際の半径方向荷重の比を第
4式に代入して、実際の軸方向荷重と実際の半径方向荷
重の和を求め、 実際の軸方向荷重と実際の半径方向荷重の和と、実際の
軸方向荷重に対する実際の半径方向荷重の比を使って、
軸受に加わる実際の半径方向荷重と実際の軸方向荷重を
計算する工程から成る請求項16の方法。
19. A step of comparing a strain measurement value with an axial load and a radial load applied to a bearing, and creating a plurality of formulas for obtaining the axial load and the radial load applied to the bearing corresponding to the measured value of the bearing strain. , Collect strain data from each of multiple strain gauges under each load ratio and load condition, calculate strain gauge ratio for each combination of load ratio and load, average strain gauge ratio for each of multiple load ratios The value is calculated, the regression analysis is carried out to calculate the first formula, the quadratic formula for obtaining the load ratio as a function of the strain gauge ratio is derived, and the regression analysis is carried out to calculate the second formula. Make a formula to find the sum of radial and axial loads as a function of strain on the strain gauge being applied. This formula has a unique slope for each load ratio. Perform regression analysis to calculate the third formula. And load ratio A formula for obtaining the slope of the second formula as a function of is derived, the fourth formula is calculated by combining the second formula and the third formula, and the sum of the radial load and the axial load, which is a function of strain, and the axial direction are calculated. Create a formula to calculate the ratio of radial load to load, substitute the strain gauge value obtained in an unknown load state into the first formula, and calculate the ratio of actual radial load to actual axial load. Substituting the ratio of the actual radial load to the axial load into the fourth formula, the sum of the actual axial load and the actual radial load is obtained, and the sum of the actual axial load and the actual radial load is calculated. , Using the ratio of the actual radial load to the actual axial load,
17. The method of claim 16 comprising the step of calculating the actual radial and axial loads on the bearing.
【請求項20】 機械に加わる荷重が変化している状態
において、歪みゲージデータを集めること、および上記
の式を使って、歪みの測定値をリアルタイムの半径方向
荷重および軸方向荷重に変換することが、歪みゲージか
らのデータを受け取り、必要な計算や変換を瞬時に行
い、軸受に加わる半径方向および軸方向荷重をリアルタ
イムで出力する装置を用意すること、装置に歪みゲージ
を取り付けること、装置を使って出力データを集め、歪
み測定値をリアルタイムで半径方向および軸方向荷重に
変換することを含む請求項16の方法。
20. Gathering strain gauge data under varying machine loads and converting strain measurements into real-time radial and axial loads using the above equations. Prepares a device that receives the data from the strain gauge, instantaneously performs necessary calculations and conversions, and outputs the radial and axial loads applied to the bearing in real time, attaches the strain gauge to the device, 17. The method of claim 16 including collecting output data using and converting strain measurements in real time to radial and axial loads.
【請求項21】 車軸に取り付けた内レース、軸受支持
部に取り付けた外レース、それらの間に設けた複数の転
動体を備え、内レース、外レース、車軸、軸受支持部の
内の一つに軸受の周方向に延びる環状溝が形成され、環
状溝が、その部分で軸受の軸方向の撓みを許容する非支
持円筒面を形成している軸受を用意し、 軸受の内レースまたは外レースの非支持面の転動体位置
に、軸受と軸方向に並ぶ複数の歪みゲージを軸受と軸方
向に一線を成すように取り付け、 複数の既知の荷重条件の下で各歪みゲージによって計測
される歪みのデータを集め、 複数の荷重状態のそれぞれについて、各歪みゲージ位置
での歪み測定値を、その位置での荷重と対比し、各歪み
ゲージ位置毎に、各歪みゲージ位置で測定された歪みの
関数である、その位置での荷重を求める第1式を作り、 軸受を機械に取り付け、機械を荷重状態で作動させ、 機械に加わる荷重が変化している状態において、歪みゲ
ージデータを集め、 各歪みゲージ位置毎に上記式を使って、各歪みゲージ位
置での歪みの測定値を、その位置での荷重に変換し、 歪みゲージ間を補外し、歪みゲージが取り付けてない転
動体位置での荷重を計算し、 各転動体位置での軸受に加わる荷重を加算して、軸受に
加わる総荷重を求めることから成る軸受に加わる荷重値
をリアルタイムで測定する方法。
21. One of an inner race, an outer race, an axle, and a bearing support portion, comprising an inner race attached to an axle, an outer race attached to a bearing support portion, and a plurality of rolling elements provided therebetween. Prepare a bearing in which an annular groove extending in the circumferential direction of the bearing is formed, and the annular groove forms an unsupported cylindrical surface that allows bending of the bearing in the axial direction. At the rolling element position on the unsupported surface of the, the strain gauges that are lined up in the axial direction with the bearing are installed so as to form a line in the axial direction with the bearing, and the strain measured by each strain gauge under multiple known load conditions. For each of several load conditions, the strain measurement value at each strain gauge position is compared with the load at that position, and the strain measured at each strain gauge position is measured for each strain gauge position. Function, at that position Create the first formula to calculate the load, attach the bearing to the machine, operate the machine under the load condition, collect the strain gauge data under the condition that the load applied to the machine changes, and calculate the above formula for each strain gauge position. The strain measurement value at each strain gauge position is converted to the load at that position by extrapolating between the strain gauges, and the load at the rolling element position where the strain gauge is not attached is calculated. A method of measuring the load value applied to a bearing in real time by adding the load applied to the bearing at the position to obtain the total load applied to the bearing.
【請求項22】 複数の既知の荷重条件の下で各歪みゲ
ージによって計測される歪みのデータを集めることが、
歪みゲージを取り付けた軸受をテスト装置に取り付け、
複数の既知の荷重条件の下で軸受を作動させながら、歪
みゲージからデータを集める工程を含む請求項21の方
法。
22. Collecting strain data measured by each strain gauge under a plurality of known loading conditions,
Attach the bearing with the strain gauge to the test equipment,
22. The method of claim 21 including the step of collecting data from the strain gauge while operating the bearing under a plurality of known load conditions.
【請求項23】 複数の既知の荷重条件の下で各歪みゲ
ージによって計測される歪みのデータを集めることが、
軸受の有限要素モデルを作り、有限要素分析法を用い
て、上記複数の既知の荷重条件の下で、歪みゲージ位置
での歪みを計算する工程を含む請求項21の方法。
23. Collecting strain data measured by each strain gauge under a plurality of known loading conditions,
22. The method of claim 21 including the step of creating a finite element model of the bearing and using finite element analysis methods to calculate strain at strain gauge locations under the plurality of known load conditions.
【請求項24】 複数の荷重状態のそれぞれにおいて、
各歪みゲージ位置での歪み測定値を同じ位置での荷重と
対比し、各歪みゲージ位置での歪み測定値の関数であ
る、同じ位置での荷重を求める、各歪みゲージ位置にお
ける第1式を作ることが、異なる荷重状態のそれぞれに
おける歪みデータの回帰分析を用いて、各歪みゲージ位
置での歪み測定値の関数である、この位置での荷重を求
める式を計算することを含む請求項21の方法。
24. In each of a plurality of load states,
The first expression at each strain gauge position is obtained by comparing the strain measurement value at each strain gauge position with the load at the same position to obtain the load at the same position that is a function of the strain measurement value at each strain gauge position. 22. Creating comprises using regression analysis of the strain data at each of the different loading conditions to calculate an equation for the load at this position that is a function of the strain measurement at each strain gauge position. the method of.
【請求項25】 複数の荷重状態のそれぞれにおいて、
各歪みゲージ位置での歪み測定値を同じ位置での荷重と
対比し、各歪みゲージ位置での歪み測定値の関数であ
る、同じ位置での荷重を求める、各歪みゲージ位置にお
ける第1式を作ることが、歪みの実測値の第1式で得ら
れる値との誤差を計算し、この誤差の回帰を行って、各
歪みゲージ位置での歪み測定値の関数である上記誤差を
求める第1誤差式を作り、第1式と第1誤差式を組み合
わせて、各歪みゲージ位置での歪み測定値の関数であ
る、同位置での荷重をより正確に表す第2式を作ること
を含む請求項24の方法。
25. In each of a plurality of load states,
The first expression at each strain gauge position is obtained by comparing the strain measurement value at each strain gauge position with the load at the same position to obtain the load at the same position that is a function of the strain measurement value at each strain gauge position. The first step is to calculate an error between the measured strain value and the value obtained by the first equation, and perform the regression of this error to obtain the above-mentioned error that is a function of the strain measurement value at each strain gauge position. Forming an error equation and combining the first equation and the first error equation to produce a second equation that more accurately represents the load at the same position, which is a function of the strain measurement at each strain gauge position. Item 24. The method according to Item 24.
【請求項26】 機械に加わる荷重が変化している状態
において、歪みゲージデータを集めること、各歪みゲー
ジ位置毎に上記式を使って、各歪みゲージ位置での歪み
の測定値を、その位置での荷重に変換すること、歪みゲ
ージ間を補外し、歪みゲージが取り付けてない転動体位
置での荷重を計算すること、各転動体位置での軸受に加
わる荷重を足し算して、軸受に加わる総荷重を求める工
程が、歪みゲージからのデータを受け取り、必要な計
算、変換を瞬時に行い、軸受に加わる半径方向および軸
方向荷重をリアルタイムで出力する装置を用意するこ
と、装置に歪みゲージを取り付けること、装置を使って
出力データを集め、歪み測定値をリアルタイムで半径方
向および軸方向荷重に変換することから成る請求項21
の方法。
26. Collecting strain gauge data in a state where the load applied to the machine is changing, and using the above formula for each strain gauge position, the strain measurement value at each strain gauge position is obtained. The load at the rolling element position where the strain gauge is not attached, and the load applied to the bearing at each rolling element position is added to add to the bearing. The process of obtaining the total load receives the data from the strain gauge, instantaneously performs the necessary calculations and conversions, and prepares a device that outputs the radial and axial loads applied to the bearing in real time. 22. Mounting, collecting output data using a device and converting strain measurements in real time to radial and axial loads.
the method of.
【請求項27】 各転動体位置での軸受に加わる荷重を
足し算して、軸受に加わる総荷重を求める工程が、各軸
受転動体位置での荷重を軸方向および半径方向成分に分
解して、軸受成分と半径方向成分を個別に足し算して、
軸受に加わる半径方向の力の合計および軸方向の力の合
計を計算することから成る請求項21の方法。
27. The step of adding the loads applied to the bearings at each rolling element position to obtain the total load applied to the bearings decomposes the load at each bearing rolling element position into axial and radial components, Bearing component and radial component are added separately,
22. The method of claim 21, comprising calculating a total radial force and a total axial force on the bearing.
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