2005 Fiscal Year Annual Research Report
精密スピンドルの振動特性に構造部材の締結状態がおよぼす影響の解明
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16560202
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
山本 浩 埼玉大学, 工学部, 助教授 (20220494)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮地 隆太郎 埼玉大学, 工学部, 助手 (00008872)
鄭 頴 埼玉大学, 工学部, 助手 (90375585)
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| Keywords | スピンドル / 締結ボルト / 剛性 / 減衰 / 締結力 / 表面あらさ / 接触 |
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| Research Abstract |
静圧エアスピンドルユニットのロータの曲げ振動に着目し,ロータ構成部材の締結状態が振動特性に及ぼす影響を明らかにした.対象とするロータは,静圧エアスピンドルユニットのスラスト軸受面に対応するスラスト板2枚が,ジャーナル軸受面に対応するジャーナル部の両端に複数のボルトにより締結されている構造となっている.締結状態を表すパラメータとして,ボルト締結トルクおよびボルト締結部のざぐり径を考えた.供試ロータについて,打撃試験により伝達関数を求め,実験モード解析の手法を用いて固有振動数,モード減衰比,振動モードを求めるとともに,得られた測定結果から締結部の等価剛性および減衰を同定する手法を開発し,等価剛性および減衰を求めた.同定した等価剛性および等価減衰を用いて算出した振動特性は実験結果を良くあらわしていることから,提案した剛性および減衰同定手法は有効であることを明らかにした.そして,ボルト締結トルクを高くするほど等価剛性および等価減衰は高くなるが,前者の上昇程度の方が大きいことを明らかにした.また,ロータの振動振幅の最大値に着目すると,締結トルクが高くなるほどその値は大きくなるため,ロータの機能を損なわない範囲で締結トルクを小さくした方が振動低減に有効であることを明らかにした.さらに,ボルト近傍にざぐりを設けることにより,締結部前面が均等に接触するようになるため,結果として等価剛性および減衰が高くなる結果,固有振動数および減衰比を高め得るが,ざぐり径を大きくしすぎると接触面積そのものが低下してしまうことから,等価剛性および減衰が低下してしまい,その結果固有振動数および減衰比ともに低下してしまうことから,振動低減の見地から,最適なざぐり径が存在することを明らかにした.
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Research Products
(1 results)
