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표면 처리와 트라이볼로지

미끄럼 베어링의 마찰 계수를 윤활유의 점도 η, 회전 속도 N, 면압 P로 이루어진 베어링 특성수 ηN/P에 대해 그린 스트리벡 곡선에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A경계·혼합 윤활 영역에서는 ηN/P를 크게 하면 마찰 계수가 낮아지고, 극소를 지난 유체 윤활에서는 점성 저항으로 완만하게 올라간다
  2. B기름의 점성 저항이 가장 큰 유체 윤활 영역에서 마찰 계수가 최대가 되고, 유막이 끊겨 고체끼리 접촉하는 경계 윤활 영역에서 최소가 된다
  3. C마찰 계수는 ηN/P와 관계없이 거의 일정하며, 경계·혼합·유체 윤활의 양식은 면압만으로 정해지고 점도나 속도에는 의존하지 않는다
정답과 해설 보기

정답: A. 경계·혼합 윤활 영역에서는 ηN/P를 크게 하면 마찰 계수가 낮아지고, 극소를 지난 유체 윤활에서는 점성 저항으로 완만하게 올라간다

ηN/P가 작은, 즉 저속, 고면압, 저점도의 조건에서는 유막이 얇아 돌기끼리 접촉하는 경계 윤활이 되며, 마찰 계수는 0.1 정도로 커집니다. ηN/P를 크게 하면 쐐기 효과로 생기는 유막의 압력이 하중의 일부를 지지하는 혼합 윤활을 거쳐, 유막이 면을 완전히 떼어 놓는 유체 윤활이 되고, 마찰 계수는 0.001~0.01 정도까지 낮아집니다. 유체 윤활 영역에서 속도를 더 올리면 기름의 전단에 의한 점성 저항이 늘어나 마찰 계수는 완만하게 올라갑니다. 경계 윤활에서 마찰이 가장 작다는 기술은 반대이며, 윤활 양식은 면압뿐만 아니라 점도와 속도에도 의존합니다. 베어링은 극소보다 조금 유체 윤활 쪽에서 사용하면 안정적입니다.

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