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研究生： 陳宏鈞
論文名稱： 滾動軸承保持器之動態特性研究
指導教授： 王志宏
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年： 2010
畢業學年度： 98
語文別： 中文
論文頁數： 186
中文關鍵詞： 軸承 、保持器
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    • 滾動軸承(roller bearing)是機械當中運用相當廣泛的元件之一，其品質的優劣往往影響使用軸承機械之動態特性十分深遠。雖然軸承之內、外環及滾珠是滾珠軸承最重要的元件，但規範滾珠排列之保持器也很重要，尤其在高速運轉時，保持器很容易因為受力，造成損壞。一個保持器，其球孔間隙、真圓度、保持器徑向間隙等等都是影響其動態特性的主要參數。
    本文的研究目標就是在研究保持器的動態行為，設計可以量測單列及雙列保持器之動態特性實驗平台，並以外環引導式保持器及雙列滾柱軸承舉例，利用實驗的方法，得到各種不同設計保持器的振動位移量。實驗部分利用兩支位移計互相垂直地架設，以量測X與Y方向保持器之位移量，進而繪出各種不同設計參數下，保持器的軌跡，並透過時頻分析，將時域訊號轉成頻域訊號觀察頻率的組成。
    藉由實驗分析了解各參數對單列滾珠保持器及雙列滾柱之動態特性之定性影響，就不同設計B/R之單列滾珠保持器，實驗結果顯示單列滾珠保持器行為由低轉速到高轉速的過程中可分類成三種：沒有接觸外環、部分時間與外環接觸與穩定與外環接觸。B/R值為1時， B/R值為1時其振動量較低；從頻域上觀察，沒有接觸外環時振動頻率為保持器的自轉頻率，部分時間與外環接觸時振動頻率有兩個分別為保持器的自轉頻率fc頻率及保持器whirl運動影響所產生的fw頻率，且fw較fc大，在穩定與外環接觸時，保持器振動頻率又回歸到為保持器的自轉頻率fc。當部分時間與外環接觸時，隨機的振動能使得保持器能有較為平均的磨耗。B/R=1時可降低whirl頻率之影響。B/R=1.5對於保持器與外環有隨機的接觸。雙列滾柱保持器其上下兩個保持器以同速度自轉，當保持器肩部厚度變薄後，會使得保持器振動達到最大徑向間隙，且當保持器肩部變薄會使得振動量變大，雙列滾柱保持器的振動頻率主要以保持器的自轉頻率及其倍頻，若以軌跡來看而過大的振動量會造成滾柱與內外環的損傷，使得軸承壽命降低，就整體保持器特性而言，保持器振動量要小越好，而本文代號NN1型保持器有較良好的動態特性。

    摘　要 I 目　錄 III 第一章 前　言 1 1-1 研究動機 1 1-2 文獻回顧 1 1-3 研究目標 7 第二章 實驗量測分析方法 8 2-1 誤差值之定義 8 2-2 真圓度演算法 10 2-2-1 真圓度定義 10 2-2-2 最小平方法(Least Square Method)理論分析 11 第三章 實驗架設與實驗方法 17 3-1 實驗目的 17 3-1-1 單列滾珠軸承之實驗目的 17 3-1-2 雙列滾柱軸承之實驗目的 21 3-2 單列滾珠軸承之實驗架設 25 3-2-1 實驗儀器與實驗設備 25 3-2-2 單列滾珠軸承之實驗儀器架設 26 3-2-3 單列滾珠軸承之實驗使用條件與實驗步驟 28 3-3 雙列滾珠軸承之實驗架設 30 3-3-1 實驗儀器與實驗設備 30 3-3-2 實驗儀器之架設 30 3-3-3 雙列滾柱軸承之實驗使用條件與實驗步驟 34 3-4 雙列滾柱軸承之實驗方法 36 3-4-1 待測物與感測面積的關係 36 3-4-2 軸承量測方法 40 3-5 實驗數據的正確性 45 第四章 單列滾珠軸承之實驗結果與討論 50 4-1 A(B/R=1) 型保持器之探討 50 4-1-1 A型保持器之時域振動信號 50 4-1-2 A型保持器之頻域振動訊號 62 4-1-3 A型保持器運動時域振動軌跡 69 4-2 B (B/R=1.5)型保持器之探討 75 4-2-1 B型保持器時域振動信號 75 4-2-2 B型保持器振動頻譜特性 81 4-2-3 B型保持器運動時域振動軌跡 88 4-3 從運動軌跡及頻譜之探討 93 4-4 兩種型號之動態特性比較 107 第五章 雙列滾柱軸承實驗之結果與討論 111 5-1 NN型保持器振動時域之探討 111 5-1-1 NN型軸承上方保持器之時域振動信號 113 5-1-2 NN型軸承下方保持器之時域振動信號 127 5-2 NN型保持器之頻域振動訊號 139 5-2-1 NN軸承上方保持器之頻域振動信號 139 5-2-2 NN軸承下方保持器之頻域振動信號 150 5-3 NN型保持器運動時域振動軌跡 159 5-3-1 NN軸承上方保持器之振動軌跡信號 159 5-3-2 NN軸承下方保持器之振動軌跡信號 169 第六章 結論 182 參考文獻 184 附　錄A A型保持器各方向振動時域訊號 A-1 附　錄B B型保持器各方向振動時域訊號 B-1 附　錄C A型保持器各方向的頻域信號 C-1 附　錄D B型保持器各方向的頻域信號 D-1 附　錄E A型保持器之振動軌跡信號 E-1 附　錄F B型保持器之振動軌跡信號 F-1 附　錄G NN1保持器振動時域訊號 G-1 附　錄H NN2保持器振動時域訊號 H-1 附　錄I NN1 保持器振動頻譜訊號 I-1 附　錄J NN2 保持器振動頻譜訊號 J-1 附　錄K NN1保持器之振動軌跡 K-1 附　錄L NN2保持器之振動軌跡 L-1

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