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スクイーズ膜効果を用いたアクティブエアスピンドルの研究

Research Project

Project/Area Number 06750144
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 設計工学・機械要素・トライボロジー
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

大岩 孝彰  静岡大学, 工学部, 助教授 (00223727)

Project Period (FY) 1994
Project Status Completed (Fiscal Year 1994)
Budget Amount *help
¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 1994: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords空気軸受け / スクイーズフィルム軸受け / 能動軸受け / 回転精度 / 圧電アクチュエータ
Research Abstract

数値解析
表記アクティブエアスピンドルの設計および予備実験を行う前に,スピンドルのローターを支持する振動パッドの面積・振動振幅・周波数・負荷・ロータ浮上量の関係について数値解析を行った.これにより能動制御に最適な応答が得られる各種パラメータを決定し,本軸受けの重要な設計指針とする.
まず,2円盤間のスクイーズフィルム現象を考え,スクイーズ面の両面が剛体面である場合について解析した.圧力,変形ともに軸対称とし,無次元化したレイノルズの式および浮上物体の運動方程式より,圧力分布,膜厚分布,浮上物体の振動振幅,負荷の影響等を計算した.
実験
上記パッドを圧電アクチュエータで高周波駆動し,適当な質量を持つ浮上物体を浮上させる装置を試作した.パッドの面積・振動振幅・周波数・負荷・浮上量の関係について調査した.その結果,振動振幅を増加させるにつれて浮上量は増加するが,振動周波数には最適周波数が有ることなどがわかった.また浮上物体の振動振幅は小さい方が良いが,加振周波数を上げるにつれて,振幅は小さくなることなどが確認できた.さらに振動パッドの平均振動位置を制御することにより,浮上物体の変位を制御できることを確認した.これによりエアスピンドルのロータ位置・姿勢を能動的に制御出来ることが実証された.
今後の課題として,より高い振動周波数でパッドを振動させるため,圧電アクチュエータを駆動する増幅器の改良を行う必要がある.

Report

(1 results)
  • 1994 Annual Research Report

URL: 

Published: 1994-04-01   Modified: 2016-04-21  

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