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軸承鋼珠進入發燒排行的影片

熱溫升變形對軸承預壓與主軸動態特性之影響性研究

為了解決軸承鋼珠的問題，作者孔格瑞 這樣論述：

工具機在高速運轉時主軸結構組件容易因溫升產生熱變形，造成主軸軸向與徑向偏位影響加工精度。而軸承也會因零組件溫升變形影響預壓，偏離初始狀態，進而影響主軸動靜態剛性及切削穩定性。對一般主軸刀具系統而言，主軸溫升產生熱伸長量較為顯著，實務上，透過感測溫度變化再以數學模型預測伸長量，進行誤差補償已是相當成熟的技術。但是溫升所致軸承壓變化不容易使用感測元件作線上精確量測與分析。然而若能發展工具機主軸刀具數位模型，未來將可依據實際測量溫度為輸入參數，估算軸承預壓與主軸動態特性及特徵頻率之變化。此預測結果對監控主軸性能變化將是另一項重要依據。據此概念，本計畫將前項議題列為研究重點，即主軸熱溫升變形及衍生相

關力學效應之研究，發展出下列相關技術（1）主軸溫度與振動響應監控技術，（2）主軸溫升變形之熱預壓計算模型，（3）建構預測主軸刀具系統動態特性變化之數位模型。本研究以熱固耦合模型為基礎，導入實體軸承模型，成為主軸刀具系統數位模型。此模型可計算因熱溫升產生軸承預壓變化程度，進一步計算主軸刀具在不同軸承預壓狀態時，刀具動態特性之變化趨勢。研究結果發現實驗主軸樣本在達熱穩態時，主軸本體溫度升幅度約為5至13度左右，軸承溫升達25度。振動實驗顯示主軸振動頻率與動撓度隨主軸轉速產生溫升增加而降低。冷機與熱機狀態之動撓度分別為0.33 µm/N與0.6 µm/N（15000rpm運轉溫升後）相差76%。顯示

主軸溫升影響其動剛性。應用主軸數位模型之分析結果顯示軸殼量測點之溫升趨勢與實驗量測值相當接近，此結果顯示本研究建立主軸模型可表現出實際主軸之特性。數位模型分析也顯示主軸轉速越高對軸承預壓影響越大，降低比例越大。在冷機狀態及溫升後軸承預壓相差達36%。軸承鋼珠接觸剛性降低41%。此分析說明軸承溫升影響主軸動剛性變差之現象。綜合研究結果顯示本研究建立主軸模型可表現出實際主軸之特性，可提供後續預測主軸溫升導致軸承預壓變化之現象，作為預知主軸動態性能可能產生變化之依據。