| 研究概要 |
“表面断熱とアクティブ冷却による工作機械の熱変形制御"について平成元年度、平成2年度にわたり研究を行った結果、種々の有用な結果が得られた。 (1)工作機械の表面を断熱したときの周囲の温度変化の影響について調べて結果,1)工作機械の表面を断熱材で覆った場合,断熱材の厚さを300mm以上としないと1日以上の周期を持つ温度変動の影響を除去することができない。2)工作機械表面を断熱材で2重に覆い,断熱材と断熱材の間に温度20℃の空気を流すことにより工作機械構造は周囲温度の影響を受けず,一定温度に保たれることが明かとなった。なお,断熱材と空気流路を合わせた厚さは約20mmである。また,空気流速は1〜2m/s程度で十分であった。(2)アクティブ冷却素子の性能に付いて,実機の主軸部の大きさのモデルを使ってシミュレ-ションを行った結果,軸受の発熱量に応じて温度をコントロ-ルした冷却水を熱源近傍に流すことによって工作機械主軸部の熱変形を制御できることが明かとなった。さらに,軸受の総発熱量に対する内輪側,外輪側の発熱量割合をある程度明らかにできたので,軸受の内輪側,外輪側を各々の発熱量に応じてアクティブ冷却できることが明かとなった。(3)熱源の位置の探査に関して検討を行った結果,工作機械構造の任意の5ヶ所の温度振幅や位相を測定することによって,熱源の位置と熱源での発熱量を計算により求めることができることが明かとなった。 (4)内部及び外部熱源の発熱量が変動した際の冷却性能及び断熱性能に付いて調べた結果,本方法は内部及び外部熱源の発熱量の変動に十分対応できることが明かとなった。以上の結果から,本研究で提案した“表面断熱とアクティブ冷却"により工作機械の熱変形を十分に制御できることが明かとなった。
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