| 研究概要 |
流体潤滑理論によれば,形成油膜は潤滑油の粘度が高いほど,平均速度が大きいほど厚くなる.理論においては粘度・速度がいくら大きくなっても潤滑油は理論通りの量が接触域に導入されることが前提条件となっている.しかし,実際には潤滑油は摩擦面の運動に伴い接触域に導入されるわけであるから,その導入力には潤滑油粘度,速度,荷重等で規定される作動条件に応じた限界値が存在し,限りなく油膜が形成されるわけではない.滑り速度を上昇させ限界値Ψcr(限界軸受け定数)になると,摩擦力は低下する傾向が認められた.まず著者は摩擦部の出口付近の潤滑油の性状,つまり屈折率を測定することにより,潤滑油が高速滑り条件になるとそれを構成する低分子量のものが入っていることを明らかにした.しかしその限界条件は何により決定されるかはいまだに不明であり,限界条件がいつ始まるのかを定量化する必要性がある.初年度は油膜厚さを測定する測定系を制作したが理論油膜厚さと理論摩擦係数の対応が精度の上でやや不満の残るものであった.今年度は摩擦試験機を再制作し,測定系の再構成を行い,精度を向上させた.
以下にその結果を要約する
1)流体潤滑理論と比較するためには摩擦係数の測定に精度を要する.つまり従来の円筒/平板試験機では摩擦力を測るために平面が動くために,油膜厚さの測定においての信頼性,また摩擦力自体も平板の傾きの影響を受けるために摩擦力の信頼性が不足していた.しかし試験機を再制作することにより,理論油膜厚さと摩擦係数が非常によく一致するようになった.
2)滑り速度を増加させると摩擦係数は上昇するが,滑り速度の増加にもかかわらず,摩擦係数,油膜厚さが減少する臨界滑り速度が存在する.その原因としては臨界滑り速度以上では,接触域に導入される潤滑油粘度は給油粘度と異なっており,臨界滑り速度以上では油膜厚さが低下をしていた.
3)臨界滑り速度以上では,摩擦係数,油膜厚さの測定値は理論値とは異なっている.この臨界滑り速度は何により決定されるかを調べるために,摩擦力から推定される入り口給油条件における接触面内の最大せん断応力の計算を行った.その結果,速度増加に伴って摩擦力が最高になる滑り速度を臨界滑り速度,あるいは軸受け特性数を臨界軸受け特性数として定義したが,最大せん断応力はそれよりも小さい速度で最大となっていた.
4)最大せん断応力が生じた速度以上では摩擦力のばらつきが非常におおきくなり,やはりミクロな摩擦力の低下(つまり低粘度成分の導入)はこの最大せん断応力が生じた速度で始まっている可能性がでてきた.そうすると従来の定義を見直す必要性がでてきたがさらに現在検討中である.
|
