スラストすべり軸受における乱流潤滑膜の動的特性

• 研究課題/領域番号: 01550108
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械要素
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 原田 正躬 埼玉大学, 工学部, 助教授 (30008867)
• 研究分担者: 宮地 隆太郎 埼玉大学, 工学部, 助手 (00008872)
• 研究期間 (年度): 1989
• 研究課題ステータス: 完了 (1989年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1989年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 流体潤滑 / 乱流潤滑 / 動圧軸受 / スラスト軸受 / 変動圧力 / 動特性

研究概要

1.変動荷重を受けるスラストすべり軸受の乱流油膜圧力の測定
内半径25mm、外半径50mm、開き角度60°の扇形パッドを有するスラスト軸受を最小すきまh.=7μm、最小すきまと最大すきまh_1との比h_1/h.=2.4に設定し、回転軸に振幅4μm、周波数0-1kHzの変動を与え、パッド平均半径(r_a)位置における最大レイノルズ数4000(r_aωh_1/γ=4000、r_aωh./v=2000、ω:軸の角速度、v:潤滑油の動粘性係数)まで作動させ、パッド上の圧力分布を測定した。その結果、(1)軸が変動する場合には、レイノルズ数が高いほど、従来の準静的な計算結果によって予測される値より圧力の変動幅が大きくなる傾向があること、したがって、(3)軸受隙間が広い領域ほど、圧力の変動幅が大きくなること、しかしながら、この変動幅の増減は比較的小さく、従来の定常状態における解析手法を、準静的に拡張することによって、近似的に変動圧力を求めても、大きな差異は生じないものと考えられること、などが明らかになった。
2.油膜圧力の計算
乱流流れにおける見かけの粘性係数が、仮に、油膜に与えられるエネルギに比例するとして、見かけの粘性係数を修正し、変動圧力の計算を行ったが、軸の変動によって油膜に与えられるエネルギは、壁摩擦によって与えられるエネルギにくらべて小さく、前項の準静的な取扱によって、変動圧力が計算できることが明らかになった。しかしながら、以上は、レイノルズ数が4000までの結果であり、また、計算には、乱流の乱れの振動数と軸の振動数との共振が考慮されていない。この点について、さらに検討する必要があるものと考える。