製鉄機械および自動車におけるパターン形成現象とその対策に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450093
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 末岡 淳男 九州大学, 工学研究院, 教授 (80038083)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 卓見 九州大学, 工学研究院, 助教授 (40274485) ; 松崎 健一郎 九州大学, 工学研究院, 助教授 (80264068) ; 近藤 孝広 九州大学, 工学研究院, 教授 (80136522) ; 劉 孝宏 大分大学, 工学部, 助教授 (60230877)
• Keywords: 自励振動 / パターン形成現象 / 摩耗 / ホットレベラ / バブルリフタ / 多角形摩耗

Research Abstract

1.心なし研削における工作物の多角形化現象をパターン形成現象の見地から解析的に検討し,従来の実験的な研究で得られた種々の結果と非常によい一致を確認することができた.
2.製鉄機械のホットレベラに生じるワークロールの多角形化現象に関して,実機を用いて実験を行い,それを解析してワークロールの多角形化現象を解明した.ワークロールには2種類のパターンが形成されており,ホットレベラの1次および2次の振動モードに起因したパターン形成であること,それらの発生領域がワークロールの回転数においてともに存在していること,2次の振動モードによるパターンが発生しやすいことなどを明らかにした.
さらに,このワークロールの多角形化現象の発生をできるだけ遅延させる対策を解析的に検討し,ワークロールの回転数をわずかに定期的に変更する対策を提案した.その結果,従来では,3ケ月毎にワークロールの交換を強制されていたものが,解析的にはおよそ2倍の交換周期も可能であることを見いだした.現在,このモータの回転数を変更するという概念を実機に適用してその効果を確認中である.
3.自動車用エンジンのバブルリフタのロールに発生する多角形摩耗現象の再現実験を実機を用いて行った.実機のピストンなどを除去して,モータでエンジンを回転させて実験を行ったが,再現に成功していない.アイドリング時にロールにパターンが形成されるという仮定で実験を遂行したが,それを証明するまでには至っていない.実際のLPガスを用いたエンジン稼働時でないと生じない現象であるかも知れない.この点を今後確認していきたい.

Research Products

• [Publications] 末岡 淳男: "心なし研削における工作物の多角形化現象"日本設備管理学会誌. 13・1. 10-17 (2001)
• [Publications] Atsuo SUEOKA: "Polygonal Wear of Work Rolls in a Hot Leveler of Steel Making Machine"JSME International Journal. (to appear). (2002)