表面処理とトライボロジー
すべり軸受の摩擦係数を、潤滑油の粘度η、回転速度N、面圧Pからなる軸受特性数 ηN/P に対して描いたストライベック曲線についての説明として正しいものはどれか。
- A境界・混合潤滑の領域では ηN/P を大きくすると摩擦係数が下がり、極小を過ぎた流体潤滑では粘性抵抗でゆるやかに上がる
- B油の粘性抵抗が最も大きい流体潤滑の領域で摩擦係数が最大になり、油膜が切れて固体どうしが接触する境界潤滑の領域で最小になる
- C摩擦係数は ηN/P によらずほぼ一定で、境界・混合・流体の潤滑の様式は面圧だけで決まり、粘度や速度にはよらない
答えと解説を見る
正解：A. 境界・混合潤滑の領域では ηN/P を大きくすると摩擦係数が下がり、極小を過ぎた流体潤滑では粘性抵抗でゆるやかに上がる
ηN/P が小さい、つまり低速、高面圧、低粘度の条件では、油膜が薄く突起どうしが接触する境界潤滑になり、摩擦係数は0.1程度と大きくなります。ηN/P を大きくすると、くさび効果でできる油膜の圧力が荷重の一部を支える混合潤滑を経て、油膜が面を完全に隔てる流体潤滑になり、摩擦係数は0.001〜0.01程度まで下がります。流体潤滑の領域でさらに速度を上げると、油のせん断による粘性抵抗が増え、摩擦係数はゆるやかに上がります。境界潤滑で摩擦が最も小さいとする記述は逆で、潤滑の様式は面圧だけでなく粘度と速度にもよります。軸受は、極小より少し流体潤滑の側で使うと安定します。