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Reduction of Oil Film Width in High-Speed Journal Bearings

Research Project

Project/Area Number 18K03909
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

HATAKENAKA KIYOSHI  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 講師 (40325577)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywordsトライボロジー / ロータダイナミクス / 機械要素 / すべり軸受 / ジャーナル軸受 / 浮動ブシュ軸受 / 高速回転 / 油膜幅縮小 / 油膜観察 / 粒子法
Outline of Final Research Achievements

Floating bush journal bearings, whose structures are unique, are widely used to support small-sized high-speed rotating machineries. The rotor supported by the bearings generates a self-excited vibration called an oil whip, which can cause dangerous operating conditions. However, the vibration would disappear when the shaft rotational speed is further increased. The applicant presumed that the peculiar phenomenon is due to the reduction of the inner oil film of the bearing and aimed to understand the actual phenomenon and also to develop a theoretical model. Concerning the first objective, based on the measured oil film torque and the observed oil film condition, it was found that the oil film torque actually decreases as the oil film width shrinks. Concerning the second objective, a numerical program was successfully developed that is capable of calculating oil film torque at low rotational speeds.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高速浮動ブシュ軸受の性能を高い精度で解析できる理論モデルの構築は、特異現象の実験報告が行われた1960年代から要望されているが、未だ完成には至っていない。本研究では、その鍵を握る浮動ブシュ内側油膜で生じる実現象を明らかにしている。ジャーナル軸受の研究分野において、油膜幅が縮小することで油膜トルクが実際に減少することを報告した事例はなく、これを明示できた点に学術的意義がある。また、低速回転用の数値解析プログラムに適用した解法はジャーナル軸受への適用実績がなく、これに成功した点も学術的意義がある。実験成果は有意であり、高速回転用の数値解析プログラムの開発に不可欠な理論モデル改良への寄与度は高い。

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] Reduction of Oil Film Width and Bush Driving Torque in High Speed Journal Bearing2023

    • Author(s)
      畠中清史・上月康史
    • Journal Title

      JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS

      Volume: 68 Issue: 5 Pages: 352-362

    • DOI

      10.18914/tribologist.22-00030

    • ISSN
      0915-1168, 2189-9967
    • Year and Date
      2023-05-15
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Application of Particle Simulation Method to Oil Film Viscous Torque of Concentric Journal Bearings2022

    • Author(s)
      畠中清史・寺床海登
    • Journal Title

      JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS

      Volume: 67 Issue: 4 Pages: 299-312

    • DOI

      10.18914/tribologist.21-00019

    • NAID

      130008161551

    • ISSN
      0915-1168, 2189-9967
    • Year and Date
      2022-04-15
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 粒子法を応用した同心ジャーナル軸受油膜の粘性トルクに及ぼす遠心力の影響2023

    • Author(s)
      寺床海登,畠中清史
    • Organizer
      日本機械学会 九州支部 第76期 総会・講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速すべり軸受における油膜厚さの光学測定に向けた実験的研究2023

    • Author(s)
      上月康史,畠中清史
    • Organizer
      日本機械学会 九州支部 第76期 総会・講演会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速すべり軸受の油膜幅縮小と油膜厚さ低減がブシュ駆動トルクに及ぼす影響2022

    • Author(s)
      上月康史,畠中清史
    • Organizer
      日本トライボロジー学会トライボロジー会議 2022 秋 福井
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 同心ジャーナル軸受の油膜圧力分布に対する粒子配置の効果2022

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      寺床海登・畠中清史
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      日本機械学会 九州支部 第75期総会講演会
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      上月康史・畠中清史
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      日本機械学会 九州支部 第75期総会講演会
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  • [Presentation] 粒子法を応用した同心ジャーナル軸受油膜の粘性トルク2021

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      畠中清史・寺床海登
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      日本トライボロジー学会 トライボロジー会議 2021秋 松江
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  • [Presentation] 高速すべり軸受の油膜幅縮小と油膜の駆動トルクとの関係2021

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      上月康史・畠中清史
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  • [Presentation] 高速すべり軸受の油膜幅縮小が油膜の駆動トルクに及ぼす影響2021

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      上月康史・畠中清史
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      日本機械学会 2021年度年次大会
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  • [Presentation] 同心状態にあるすべり軸受油膜への粒子法の応用2021

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      寺床海登・畠中清史
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      日本機械学会 2021年度年次大会
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      上月康史・畠中清史
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      寺床海登・畠中清史
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      日本機械学会九州学生会第52回卒業研究発表講演会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 高速すべり軸受の油膜観察へ向けた供試軸の振動特性2020

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      上月康史・畠中清史
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      日本機械学会2020年度年次大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 高速すべり軸受の油膜幅縮小に関する実験的研究 - 回転軸の性能評価 -2020

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      上月康史、畠中清史
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      日本機械学会九州支部第51回学生員卒業研究発表講演会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 高速すべり軸受の油膜幅縮小に関する実験的研究 ― 実験装置の設計 ―2019

    • Author(s)
      嘉陽宗温、畠中清史
    • Organizer
      日本機械学会 九州学生会 第50回 卒業研究発表講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 高速すべり軸受の油膜幅縮小に関する実験的研究 ― 実験装置の開発 ―2019

    • Author(s)
      畠中清史、嘉陽宗温
    • Organizer
      日本機械学会 九州支部 第72期 総会講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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