ディンプルを有する平行平板軸受の流体潤滑特性の実験的検討

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  • ディンプル オ ユウスル ヘイコウ ヘイバン ジクウケ ノ リュウタイ ジュンカツ トクセイ ノ ジッケンテキ ケントウ
  • Experimental investigation of hydrodynamic lubrication characteristics of dimpled parallel plate bearings

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説明

潤滑面にディンプルおよび/または溝を加工することは,平行平板軸受の流体潤滑特性を改善するための有効な手段として知られている.ディンプルを有するしゅう動面の流体潤滑特性は,ディンプル深さ,ディンプル密度,ディンプル形状,潤滑特性など多くのパラメータによって影響されている.しかし,これらのパラメータの効果は定量的には明らかではない.この研究では,油膜力の発生と摩擦トルクの低減に対するディンプル形状の影響を明らかにするために実験をおこなった.油膜力と摩擦トルクは,一定の膜厚さで円形と2つの扇型ディンプルを用いて測定された.また各ディンプルで発生する流体力学的性能と,キャビテーションの関係を明確にするため摺動面の観察をおこなった.円形ディンプルは最大の油膜力を示し,最小の摩擦トルクを示した.円形ディンプルのキャビテーション領域は,回転数の増加によってわずかに増加した.一方,扇形ディンプルのキャビテーション領域は直線的に増加した.この結果はキャビテーションの発生とディンプル内での成長が,ディンプルを有する平行平板軸受の流体力学的性能と関連していることが示唆された.

Creating of dimples and/or grooves on lubricating surfaces is a recognized effective method for improving the lubrication performance of parallel plate bearings. It is known that hydrodynamic lubrication characteristics of dimpled surfaces are affected by many parameters such as dimple depth, dimple area density, dimple shape, and lubricant properties. However, the effects of these parameters are not made clear quantitatively. This study performed bearing tests for revealing the effect of dimple shape on generating fluid film forces and reducing frictional torque. The fluid film force and frictional torque were measured in circular and two fan-shaped dimples under constant film thicknesses. The lubricating surface was also observed for clarifying the relationship between the hydrodynamic performance and cavitation occurred in each dimple. As the results, the circular dimple indicated the largest fluid film force, whereas the lowest frictional torque. The cavitation area within the circular dimple slightly increased with the rotational speed, on the other hand, those of the fan-shaped dimples linearly increased. The results suggested that the emergence of cavitation bubbles and their growth within the dimples were related with the hydrodynamic performance of the dimpled plate bearings.

収録刊行物

  • 研究報告

    研究報告 63 39-43, 2020-03

    関東学院大学理工/建築・環境学会

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