权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

圧電素子の高周波振動を利用した超高精度アクティブスクイーズ空気軸受の開発

利用压电元件高频振动开发超高精度主动挤压空气轴承

基本信息

批准号：
09750163
负责人：
磯部浩巳
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

圧電素子により振動パッドを励振させることによって発生するスクイーズ空気膜を利用して,回転軸を非接触で支持すると同時に,その駆動電圧を調整することで回転軸の位置・姿勢を制御できるアクティブスクイーズ空気軸受を提案した.回転軸を支持する前段階として,1自由度にのみ滑らかに変位する物体の両側に振動パッドを配置したプロトタイプモデルを試作,実験を行い,以下の結論を得た.(1) 半径15mmの振動パッドを駆動周波数800Hz,振幅3μmで励振した場合,外部からの負荷荷重4.9Nを受けている物体が,発生したスクイーズ空気膜によって5.5μm浮上した.スクイーズ運動にともなう物体の微振動は0.2μmであった.(2) 空気膜は9.8Nの荷重を受ける物体を非接触で支持できた.空気膜厚さの減少に伴ってばねが硬くなる非線型ばね特性が確認され,測定範囲内での平均的な剛性は1.8N/μmであった.(3) 圧電素子を振動させている正弦波状の印加電圧パターン上に,任意のオフセット電圧を重ねることで,浮上している物体を非接触で移動できることを確認した.(4) 浮上体の位置を測定して,簡単なフィードバック系を構築した結果,浮上体を立ち上がり時間10msで位置決めできた.以上の結果,回転軸を非接触で支持するスクイーズ空気軸受実現の可能性が見いだされた.今後の課題として,より高い駆動周波数に対する実験を可能にするために,静電容量の小さい圧電素子への変更,駆動用電源の改良を行い,さらに回転軸を支持するラジアルスクイーズ軸受へと発展させる.

The voltage element is used for vibration excitation and non-contact support of the return shaft. At the same time, the voltage element is adjusted for position and posture control of the return shaft. The first step of the rotation axis support, the second step of the rotation axis support, the third step of the rotation axis support, the third step of the rotation axis support, the fourth step of the rotation axis support, the third step of the rotation axis support, the fourth step support, the fourth step support, the rotation axis support, the fourth step support, the rotation axis support, the rotation (1)Vibration with a radius of 15mm, frequency of 800Hz, amplitude of 3μm, excitation, external load of 4.9 N, object, occurrence, air film floating 5.5μm. Microvibration of an object in motion is 0.2μm. (2)The air membrane is loaded with 9.8N and the object is supported without contact. The thickness of the air film decreases with the non-linear stiffness characteristics of the hard film, and the average stiffness within the range is determined to be 1.8N/μm. (3)The voltage element vibrates in a sine wave shape, and the voltage element moves freely. (4)The position of the floating body is measured, and the system is constructed. As a result, the position of the floating body is determined within 10ms. As a result of the above, the possibility of non-contact support for the return shaft and air shaft is discussed. The future problems include: the possibility of high power cycle, the change of electrostatic capacitance, the improvement of power supply for power supply, and the development of shaft support.