EHLグリース油膜のトライボロジ特性に起因した玉軸受の異常振動に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750121
• Research Institution: Kisarazu National College of Technology
• Principal Investigator: 板垣 貴喜 木更津工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (00290718)
• Keywords: 転がり軸受 / グリース / トライボロジー / 潤滑 / 自励振動 / 強制振動 / 異常音 / 保持器

Research Abstract

1.玉軸受単体に発生する異常振動の発生メカニズムの解明を目的とし,過去の実験結果に基づいてシミュレーションを行った.異常振動はグリースの種類によって発生に差違が見られ,グリースの負の減衰特性によって発生する自励振動の一種であることが推定されている.この点に注目し,測定されたグリースのせん断応力とせん断速度の特性(τ-γ曲線)を考慮した計算を行った.
まず,グリースのτ-γ線から玉と軌道面との間に形成されるEHL油膜のトライボロジー特性を推定し,グリースによって玉軸受に生ずる減衰特性をモデル化し,計算した.また,軸受に作用する回転装置からの強制力を測定し,異常振動の振動モデルを推定した.
シミュレーション結果から,異常振動はグリースの特性と軸受に作用する強制力によって生ずる強制自励振動であることを確認した.しかし,シミュレーション結果と実験結果は定性的にほぼ同じ傾向を示すが,定量的には一致しておらず,この点に関して今後検討していく予定である.
2.異常振動の発生に伴って,うなり的な異常音が発生する事が知られている.異常振動と異常音の関係については不明な点が多く,異常音を詳しく研究することによって,異常音が異常振動の発生メカニズムに及ぼす影響を探った.
実験は実験室の温度を一定にした状態で,振動と音を同時測定し,異常音および異常振動の発生状況を調べた.また,振動と音の周波数分析を行った.グリースは3種類用意した.
これらの結果から異常音は玉軸受の固有振動(異常振動)によって発生するものと,保持器によって発生する音の2種類が存在することが分かった.これはグリースの種類による差違は見られなかった.また,保持器を取り除いた状態でも異常振動の発生を確認しているため,保持器は異常振動の発生メカニズムに関与していない事が分かった.これらの結果をまとめたものを論文として投稿する予定である.
また,以上の結果の一部をトライボロジー国際会議ITC2000で発表した.

Research Products

• [Publications] Takayoshi ITAGAKI,Hiroyuki OHTA,Teruo IGARASHI: "Abnormal Vibration of Grease Lubricated Ball Bearings (1st Report) -Effect of Grease Type on Occurrence of Abnormal Vibration-"Proceedings of the International Tribology Conference,NAGASAKI,2000. (未定). (2001)