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超高速玉軸受の玉の三次元運動計測と運転性能に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14350082
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械要素・トライボロジー
研究機関佐賀大学

研究代表者

中島 晃  佐賀大学, 理工学部, 教授 (60039295)

研究分担者 馬渡 俊文  佐賀大学, 理工学部, 助手 (80229632)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
2004年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2003年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2002年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワード玉軸受 / 玉の三次元運動 / ホール素子 / 静止斜交座標系
研究概要

転がり軸受が高速・高荷重で運転されると,軸受温度が上昇し,焼付やフレーキングなど致命的損傷の発生割合も多くなる.また,高速玉軸受では,特に低荷重の場合、玉の異常滑りによるスッキディングが発生するが,さらに潤滑油不足条件では,スミアリングやボール・エクスカーションによる保持器の損傷も大きな問題となる.こうした転がり軸受の各種損傷,特に超高速玉軸受で問題となる発熱や焼付き現象を解明するためには,玉の運動拳動の把握が必要不可欠である.本研究では,実機への適用を視野に入れ,超高速玉軸受における玉の三次元的な運動挙動を,磁化玉と静止斜交座標軸上に配置した高感度ホール素子を用いて精度よく計測できる手法を確立する.また,この手法を用いて合成荷重下で運転される高速玉軸受の玉の運動状態を測定・解析するとともに,EHL油膜形成状態や温度上昇など転がり軸受の運転性能との関係について検討した.その結果,次のような知見を得た.
(1)静止斜交座標系での計測により玉の三次元運動が十分捕えられ,玉の自転速度や公転速度は,従来の回転直交座標系での計測結果とほぼ一致し,本計測法の妥当性が裏付けられた.
(2)特に軽荷重・高速回転の場合,玉の自転速度の著しい低下が計測され,玉の自転滑り発生が確認された.
(3)合成荷重条件下におけるアンギュラ玉軸受の玉の運動挙動は,アキシアル荷重により大きな影響を受けるが,この傾向は,主軸回転速度の増加により顕著となることがわかった.
なお,本研究で開発した計測手法をボールねじに応用し,玉の運動挙動とEHL油膜形成状態および運転性能の関連を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (13件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Ball Motion and Oil Film Formation in Angular Contact Ball Bearing under Combined Load2005

    • 著者名/発表者名
      Akira NAKAJIMA
    • 雑誌名

      Proc.of the International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology

      ページ: 1-2

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ball Motion and Oil Film Formation in Angular Contact Ball Bearing under Combined Load2005

    • 著者名/発表者名
      Akira, NAKAJIMA
    • 雑誌名

      Proceeding of the ICMDT

      ページ: 1-2

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic behaviour of ball motion and its effect on oil film formation in ball screw2004

    • 著者名/発表者名
      Akira NAKAJIMA
    • 雑誌名

      Transient Processes in Tribology (Elsevier Sci.Pub.) Ser.43

      ページ: 449-457

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 保持ピース付きボールねじの油膜形成状態に及ぼすねじ軸回転方向の影響2004

    • 著者名/発表者名
      中島 晃
    • 雑誌名

      日本機械学会講演論文集 No.048-1

      ページ: 351-352

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ボールねじの油膜形成状態に及ぼすねじ軸回転方向の影響2004

    • 著者名/発表者名
      中島 晃
    • 雑誌名

      トライボロジー会議予稿集 2004-11

      ページ: 325-326

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic Behaviour of Ball Motion and its Effect on Oil Film Formation in Ball Screw2004

    • 著者名/発表者名
      Akira, NAKAJIMA
    • 雑誌名

      Transient Processes in Tribology, Elsevier Sci.Pub., Ser. 43

      ページ: 449-457

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of Rotating Direction of Screw Shaft on Oil Film Formation in Ball Screw with Retaining Pieces2004

    • 著者名/発表者名
      Akira, NAKAJIMA
    • 雑誌名

      Preprint of JSME No.048-1

      ページ: 351-352

    • NAID

      110004050137

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of Rotating Direction of Screw Shaft on Oil Film Formation in Ball Screw2004

    • 著者名/発表者名
      Akira, NAKAJIMA
    • 雑誌名

      Preprint of JAST 2004-11

      ページ: 325-326

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic behaviour of ball motion and its effect on oil film formation in ball screw2004

    • 著者名/発表者名
      Akira NAKAJIMA
    • 雑誌名

      Transient Processes in Tribology, Elsevier Sci.Pub. Ser.43

      ページ: 449-457

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ボールねじの油膜形成状態に及ぼす保持ピースの影響2003

    • 著者名/発表者名
      中島 晃
    • 雑誌名

      トライボロジー会議予稿集 2003-11

      ページ: 331-332

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of Retaining Pieces on Oil Film Formation in Ball Screw2003

    • 著者名/発表者名
      Akira, NAKAJIMA
    • 雑誌名

      Preprint of JAST 2003-11

      ページ: 331-332

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ボールねじの玉の三次元運動計測に関する研究(続報)2002

    • 著者名/発表者名
      中島 晃
    • 雑誌名

      佐賀大学科学技術共同開発センター年報 No.13

      ページ: 108-111

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on Measuring System for Three Dimensional Ball-Motion in Ball Screw2002

    • 著者名/発表者名
      Akira, NAKAJIMA
    • 雑誌名

      Joint Research Report, Joint Research and Development Center Saga Univ.

      ページ: 108-111

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中島 晃: "ボールねじの玉の運動挙動に及ぼす保持ピースの影響"日本機械学会2003年度年次大会講演論文集(IV). No.03-1. 103-104 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 中島 晃: "ボールねじの油膜形成状態に及ぼす保持ピースの影響"トライボロジー会議予稿集. 2003-11. 331-332 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Akira NAKAJIMA: "Dynamic behaviour of ball motion and its effect on oil film formation in ball screw"Proc.of 30th Leeds-Lyon Symposium on Tribology. 1-9 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 中島 晃: "ボールねじの玉の運動挙動計測に関する研究"日本機械学会2002年度年次大会後援論文集(V). No.02-1. 169-170 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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