2004 Fiscal Year Annual Research Report
接触面顕微鏡による微細接触部の測定および最適密封条件の提言
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14550133
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| Research Institution | ISHIKAWA NATIONAL COLLEGE OF TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
松崎 良男 石川工業高等専門学校, 教授 (50042940)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀田 素志 石川工業高等専門学校, 教授 (70092806)
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| Keywords | 静的メタルシール / 接触面顕微鏡 / 密封特性実験 / 真実接触面積 / 接触圧力 / 押付け力 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、(1)真実接触面積を実時間で観察できる、荷重負荷装置を備える接触面顕微鏡を製作し、(2)この真実接触面積の測定および既存の密封特性実験装置を使って、接触機構を解明し、(3)密封に必要な臨界押付け力を予測し、密封面の最適形状と表面性状を提言することである。
平成16年度の研究計画は、研究目的(2)と(3)を達成するため、前年度までに完成した接触面顕微鏡による微細接触部の弾・塑性変形の観察を行うこと、および既存の密封特性実験装置による密封特性実験を行い、接触機構すなわち密封機構を解明することである。
別紙(研究実績報告目録;様式6)に記載する消耗品を購入して、軟らかい旋削面と硬い平面からなる、静的メタルシールを想定した実験を行い、次の結果(11.研究発表論文参照)が得られた。
(1)接触面顕微鏡観察結果
(1-1)濃淡画像より、微細接触部すなわち真実接触部の弾・塑性変形過程が観察された。密封の観点からすれば、真実接触していない箇所すなわち漏れ通路の形成過程が観察された。
(1-2)2値画像より、接触長さ、真実接触面積および塑性流動圧力が算出された。真実接触面積については、接触圧力の増減による真実接触面積の履歴が得られた。密封の観点からすれば、真実接触面積の履歴は漏れ通路形成の履歴を表わすものであり、静的メタルシールの応力緩和による漏れ量の急増領域(危険領域)を示す。
(2)密封特性実験において、旋削痕に沿った渦巻き状の漏れ通路を矩形直管に置換し、ガスの流れを粘性層流と仮定して漏れ量計算を行い、密封に必要な接触圧力および臨界押付け力を予測した。
(2-1)接触圧力がある範囲(40〜100MPa)において、漏れ量の計算値と実験値はほぼ一致した。
(2-2)接触幅が1〜4mmの範囲において、ガス漏れ量が10^<-5>L/h以下にするのに必要な臨界押付け力の実験値と計算値はほぼ一致した。
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Research Products
(2 results)
