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事例s１の軸受にバネ予圧を与えたときの計算

　　　　　　　　　　　　　図１　２個の深溝玉軸受と軸の系

事例s１（図１）の左側の深溝玉軸受にバネ予圧を与えます。
バネ予圧は、下図のように、外輪に対して正方向荷重、負方向荷重が作用する２種類の場合について検討します。バネ予圧荷重の大きさはそれぞれ1000Nとします。

　　　　　　　　　　図２　FS=+1000（外輪に正方向荷重負荷）


　　　　　　　　　　図３　FS=-1000（外輪に負方向荷重負荷）

＜解析結果＞

図４に、図２、図３に対応した軸たわみを示します。

　　　
　　　　　　　　　　　図４　バネ予圧方向の違いによるたわみ量の違い


FS=+1000（図２）の方が、FS=-1000（図３）よりも、軸たわみ量が小さいことがわかります。
通常、無負荷で、バネ予圧を負荷した状態の接触角を見ると、図２、図３はそれぞれ図５、図６のようになるため、図３のFS=-1000の方が、軸受の作用点間距離（スパン）が広くなるため、剛性が高いと思われていますが、計算結果はその逆であることがわかります。

　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　図５　FS=+1000のときの接触角

　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　図６　FS=-1000のときの接触角

FS=+1000（図２）の方が剛性が高くなるメカニズムには軸受部のモーメントが影響しています。
FS=+1000, -1000の場合に対応する軸受支持荷重・モーメントは表２のようになります。

表２　軸受部から軸に作用する荷重とモーメント

		ラジアル荷重 （Ｎ）	アキシャル荷重 （Ｎ）	モーメント （Ｎｍｍ）
FS=+1000	左BRG	-1000	982.77	-7511.32
	右BRG	-1000	-982.77	7511.32
FS=-1000	左BRG	-1000	-982.22	1901.67
	右BRG	-1000	982.22	-1901.67

表２から、FS=+1000では、左側軸受から軸に作用するモーメントはマイナスで、右側軸受から軸に作用するモーメントはプラスになっています。このため、軸はたわみが抑えられるようなモーメントを受けます（図７）。
一方、FS=-1000では、上記モーメントの値が、逆方向を向いており、軸たわみを助長する方向にモーメントが作用します。このため、FS=-1000の方が、軸たわみが大きくなると考えられます（図８）。

　　　
　　　　　　　　　　図７　FS=+1000のときの軸受から軸に作用する荷重・モーメント

　　　
　　　　　　　　　　図８　FS=-1000のときの軸受から軸に作用する荷重・モーメント

ちなみに、アキシャル荷重は、外力（負荷荷重）の誘起スラスト力あるいは軸の伸びによって、予圧バネで与えた所定の値から、小さくなっていることが表２からわかります。

このように、ROBPACSを用いることで、予圧バネを用いたときの系の挙動を正しく予測することが可能になります。

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