機械要素作用面の力学的環境とトライボ損傷に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450071
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 市丸 和徳 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60037760)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 宏昌 九州大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80264076) ; 森田 健敬 九州大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70175636) ; 和泉 直志 九州大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60184579)
• Keywords: 弾性流体潤滑 / 表面粗さ / 転がり疲れ / フレッチング / 直接接触 / 非定常弾性流体潤滑 / ピッチング / き裂伝ぱ

Research Abstract

(1)機械要素作用面におけるトライボ損傷の発生を防止するためには,まず,その力学的環境が解明されていなければならない.本研究では,損傷発生に大きい影響をもつ表面粗さなどの微視的形状誤差を決定論的に与えて転がり-滑り接触面が弾性接触と弾性流体潤滑(EHL)の混在する混合潤滑状態にある場合に対して,局所的接触圧力の分布状態を解析する汎用的方法を確立した.すなわち,弾性変形式とレイノズル方程式を連立させ,圧力・膜形状・油存在量によって油膜形成域・直接接触域・キャピテーション域を区別して解析する新たな解析法を開発することができた.これにより,従来解析が不可能であった,速度が変動したり往復運動状態にあるカムやピストンリングなどの直接接触とEHL膜形成が同時に起こっている場合の過渡的接触応力解析が可能になった.(2)転がり-滑り接触下の接線力特性については,(1)に述べた解析法に潤滑油の非ニュートン的特性と温度上昇を考慮したTEHLの解析手法を導入することにより,接触力と接触圧力を同時に解析することも可能になった.以上,理論的には,機械要素作用面の力学的環境の解析手法の確立に重点的に取り組み,個々の機械要素の作動条件に応じて適用すれば結果が導かれるようになった.実験的には,(3)揺動下の転がり軸受のフレッチング摩耗に関しては,グリース潤滑下で転動体と転送両間の油膜形成状態を電気抵抗法で計測しながら,フレッチング摩耗の経過を調べ,表面租さおよびそのなじみによる変化がフレッチング寿命に大きく関与していることが明らかになった.(4)転がり疲れおよびフレッチング疲れについて,ビデオによる表面の定期的観察により,き裂の伝ぱについて観察し,運転後の断面組織を調べ塑性流動の方向との関係を解明した.

Research Products

• [Publications] 市丸 和徳: "直接接触を考慮した非定点線接触弾性流体潤滑の理論解析"日本機械学会論文集C編. 65・637. 3798-3803 (1999)
• [Publications] 和泉 直志: "False Brinelling of Rolling Bearings in Oscillatory Motion"Proc.ot the 4th International Joint Symp.betweem Kyushu Univ.and Chungnam National Univ,. 7-12 (1999)
• [Publications] 市丸 和徳: "トラクション油の転がり疲れ"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. '99春東京. 191-192 (1999)
• [Publications] 市丸 和徳: "フラクタル表面を用いたEHL-直接接触の混合潤滑状態の解析"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. '99秋高松. 179-181 (1999)
• [Publications] 和泉直志: "揺動転がり軸受の摩耗寿命に影響する諸因子"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. '99秋高松. 465-467 (1999)
• [Publications] 市丸和徳: "運転初期の接触条件の違いがその後の転がり疲れに及ぼす影響"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. '99秋高松. 468-470 (1999)