パッド形ジャーナル軸受内の潤滑流体の流れに関する基礎的研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10750111
• Research Institution: Maizuru National College of Technology
• Principal Investigator: 野間 正泰 舞鶴工業高等専門学校, 自然科学科, 講師 (40180773)
• Keywords: Multi-Pad Journal Bearings / Vortex / Taylor Vortex / Film Flow / Cavity Flow / Particle Image Velocimetry

Research Abstract

本研究は,パッド型ジャーナル軸受(完全浸漬型マルチパッドジャーナル軸受)内の流れに着目して,トレーサ法による流れの可視化を行い,パッド間隔およびパッド形状がテイラー渦の挙動におよぼす影響について検討を加えるとともに,パッド間の,あるいはパッド背面の流動特性について新たな知見を得ることを目的とする.
実験装置は,設定予圧ゼロのマルチパッドジャーナル軸受が無負荷状態で動作する状況を模擬した構成とし,パッド間およびパッド背面の2次元速度場はPIVを用いて計測する.パッド開き角は70°,80°の2種類とし,パッド形状は標準型と流線型を用いる.観察断面は回転軸に垂直な平面と平行な円筒面とし,可視化画像はディジタルVTRに記録する.
回転軸に平行な円筒面の観察によると,パッド間隔が小さく,テイラー数が小さい場合、軸受すきま内で発生したテイラー渦の渦輪が下流のパッド間においても保持されることがわかった.これを渦の慣性効果と呼ぶことにした.また,回転軸に垂直な断面の観察によれば,パッド形状の違いによって,パッド間およびパッド背面の流れの傾向に明確な違いがあることがわかった.
本研究で得られた結果を要約すると,以下のようになる.
・臨界テイラー数はパッド間隔の増加とともに小さくなるが,パッド間隔が約110°以上ではほぼ一定値になる.
・パッド形状は臨界テイラー数にほとんど影響をおよぼさない.
・パッド間に誘起される流れは,パッド間隔およびパッド形状の影響を受ける.

Research Products

• [Publications] 野間正泰,森淳暢: "パッド型ジャーナル軸受内の潤滑流体の流れに関する研究(テイラー渦の挙動におよぼすパッド間隔の影響)"流体工学部門講演会講演論文集. No.99-19. 411-412 (1999)
• [Publications] 野間正泰,森淳暢: "パッド型ジャーナル軸受内の潤滑流体の流れに関する研究(パッド形状がテイラー渦の挙動におよぼす影響)"可視化情報全国講演会(関西99)講演論文集. Vol.19 Suppl.2. 65-68 (1999)