DACによる潤滑油の超高圧力高温粘度測定装置の開発と高負荷用潤滑油の評価改善

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03555031
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 藤城 郁哉 三重大学, 工学部, 教授 (90023043)
• 研究分担者: 四阿 佳昭 新日本製鐡(株), 設備部, 掛長 ; 竹本 雅謙 新日本製鐡(株), 設備部, 部長代理 ; 沢 雅明 新日本製鐡(株), 設備部, 室長 ; 中村 裕一 三重大学, 工学部, 講師 (20164345)
• キーワード: 高圧力 / メインテナンストライボロジー / 潤滑油 / 高温 / 粘度 / 摩擦 / ダイヤモンドアンビルセル / 摩耗

研究概要

本年度得られた知見など、研究実績を研究実施計画に従って以下に略記する。
1).ポリアルファオレフィン合成油(PA068)とタールナフテン油(TN68)の混合油についてトラクション実験を行った結果、TN68の増加にともない摩擦係数が減少し、フェログラフィ分析結果を考慮すると、油膜が厚くなり接触率が減少するものと考えられる。高圧力下の粘度をDACを用いて測定したところ、油膜厚さに関与する粘度-圧力係数は、摩擦係数とほぼ比例した。ガラス転移圧力測定結果では、TN68が30%の混合油で極値がみられ、4球試験の結果と一致した。現場ではアモルファス浄油機などを用いたコンタミナントコントロールにより油圧設備の故障率の低減を行った。
2).200℃まで高温高圧粘度を測定するため、DACにヒーターを巻き付け昇温し、その際、潤滑油の熱膨張をDAC本体が拘束するための圧力増加量を見積り、測定手法を確立した。ルビー蛍光線の高圧力下の温度係数として0.00641nm/℃を得、この値を用いてPAO68の粘度、-圧力係数の温度依存性を得た。
3).冷間圧延に用いる常圧室温で粘度測定不可能なゲル状の牛脂系圧延油脂について、180℃、1GPaまでの高圧高温粘度特性および相転移圧力を見いだし、測定手法を確立した。これらの物性値を弾性流体潤滑理論を用いて、圧延制御のパラメータに取り入れ、圧延ラインの故障率の低減を検討した。
4).総括として、超高圧力高温粘度測定は、格段に高い圧力範囲まで可能なDACを用いた実験装置を完成させ、初期の目的をほぼ達成した。ラボテストにおいては摩擦摩耗、トラクション実験により高負荷に耐える潤滑油として温度特性の優れたPAO68に、油膜形成能のあるTN68を30%混ぜたものが優れているとの結論に達した。

研究成果

• [文献書誌] 四阿佳昭: "製鉄設備における油圧作動油の清浄度管理事例" 油空圧技術(日本工業出版). 31-2. 43-48 (1993)
• [文献書誌] 近藤英二,中村裕一,藤城郁哉: "高温高圧力下における牛脂系圧延潤滑油の粘度測定" 第33回高圧討論会講演要旨集. 33. 438-439 (1993)
• [文献書誌] 藤城郁哉,中村裕一,角田正幸: "Raman Scattering Measurements of Lubricants over Glass Transition Pressure" Proceedings of INTERNATIONAL SEMINAR ON MICROSTRUCTURES and MECHANICAL PROPERTIES OF NEW ENGINEERING MATERIALS. 257-264 (1993)
• [文献書誌] 中村裕一、藤城郁哉、近藤英二、倉橋基文、竹本雅謙、四阿佳昭: "Traction Experiments and Lubricants′ Properties at High Pressure in Maintenance Tribology" Proceedings of INTERNATIONAL SEMINAR ON MICROSTRUCTURES and MECHANICAL PROPERTIES OF NEW ENGINEERING MATERIALS. 265-272 (1993)
• [文献書誌] 藤城郁哉、中村裕一: "ルビー蛍光法による圧力測定" 高圧力の科学と技術. 3-1. 87-88 (1994)
• [文献書誌] 藤城郁哉、中村裕一、山之口秀則: "Evaluation of Temperature Dependency on Ruby Fluorescence at High Pressure by Viscosity Measurement of Lubricants" Proceedings of Joint AIRAPT/APS Conference on High Pressure Science and Technology(掲載予定). (1994)
• [文献書誌] 倉橋基文、四阿佳昭: "日本トライボロジー学会、第38回トライボロジー先端講座" 機械設備の寿命予測とトライボロジー, 91 (1993)
• [文献書誌] 藤城郁哉、中村裕一ほか: "Current Japanese Materials Research,Vol.13" Elsevier(日本材料学会)(発行予定), 195 (1994)