第04回英文輪読04月19日

'青山'訳

圧力がかなり低く、潤滑油の粘度に影響を及ぼさないけれど、ゴムのような軟弾性体の潤滑接触は一種のEHLも含む。すなわち接触面の弾性変形のみを考慮する必要がある。このタイプの潤滑は、両方の表面が高い弾性率を有する場合に生じるハードEHLと区別するために、ソフトEHLとして時々知られている。

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'岸'訳

硬いEHLでは、潤滑膜は、一般的に数ミクロメーターもしくはミクロメーターの10分の1の厚さである。前節で議論された古典的な流体力学の理論によると、先ほどの潤滑膜よりとても薄い膜は、一般的な荷重と関係し、表面の凹凸の接触が生じる。古典的な流体力学の理論は、実際に厚い膜が形成される理由およびEHLでは連続された流体膜によって表面らが離れている理由を説明するために2つの方法で修正される必要がある。

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'金籐'訳

フィルム上の局所的な高圧力は潤滑剤の粘度を大きくし、流体力学理論の予測によれば、それらの圧力はフィルムを厚くする傾向がある。オイルの粘度による圧力依存は式4.4によって説明されると考えられてきた。一般的な鉱油の潤滑剤について、粘性圧力係数αは〜2×10^-8pa^-1である。水力学的に潤滑されているベアリング上で発生する平均圧力下では、粘度の上昇はごくわずかで数パーセントである。しかし、EHL内では事実、それらは極めて大きい。例を挙げると、500MPaの圧力下では、オイルの粘度は大気圧中に比べて20000倍以上になり、接触域内ではそれらは液体というよりもむしろ固体としての振る舞いを見せる。

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'笹原'訳

二つ目の効果として、軟弾性流体潤滑で唯一重要でもあるもの、は表面の弾性ひずみのためである。弾性球が剛体面に接しながら圧縮されるとき、最初の接触がある点(図4.9)で生じる。一般の道路で上昇する(図4.9b)、接触部分は広がり、その接触範囲はヘルツの定理によって計算される。もし潤滑油層は存在し、そして球が平面状を滑らかにすべるなら、ヘルツの方程式によってその圧力分布と表面変形が予測され、変更されなければならない。EHLの理論的な研究はレイノルズ方程式の解を必要としている、一方で潤滑油の圧力下での粘性差異の重要性についてと表面の範囲弾性ひずみが水圧に起因する圧力ひずみによって引き起こされているということも話される。この理論によって予測される薄膜は厚みの輪郭を持つ、厚みの薄膜は図の4,9に図式的に示されている。

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'佐藤'訳

この理論には極端な単純化が導入されない限り,方程式を解くための数値的方法が必要である.有用で実証的なべき乗則の依存は,重要な量である最小EHL膜厚についての数値結果から導くことができる.いくつかの異なるべき乗則の式が公表されており,わずかに異なるだけである.一つのバージョンは以下の通りです. ここで,hminは面上の球の接触最小膜厚,Eは面の等価ヤング率(式2.8で与えられる),Rは球の半径,η0とαは式4.4で定義された通りであり,Uは摺動速度,Wは垂直荷重である.他の接触形状についても同様の式を導出できる.

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'鈴木(翔'訳

式4.14と古典的流体条件により予測される関係(例えば式4.7 )を比較することは有益である。 EHLにおいて、垂直荷重における膜厚の依存性はとても弱いが、一方、流体力学の場合の依存性は、はるかに強い。(h∝w^-0.5) EHLにおける摺動速度と粘性(η0)の指数は、流体潤滑下よりもわずかに大きい。(0.5と比べて0.68はわずかに大きい)

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'田村'訳

べき乗則の関係は、同様に、柔らかいEHLで膜厚がどのように変化するかを示すために使用することができます。ここで、粘度の圧力依存性は重要ではない。再び平面上の球に関する経験式は次のようになります。この場合硬質EHLよりも膜厚の荷重依存性が強く、弾性率の方がはるかに大きな効果がある。粘度とすべり速度の依存性はほとんど同じです

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'松井'訳

 流体膜潤滑が動かなくなるとき,最小の潤滑油膜の厚さは表面粗さとあわせて決まる.以下の比を定義するのは有用である.  λ=hmin/σ (4.16) σは二面の粗さの二乗平均平方根でつぎのように定義される. σ^2= Rq1^2+Rq2^2 (4.17) Rq1^2とRq2^2は両面の粗さの二乗平均平方根である(2.3節参照).

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'山田'訳

低摩擦係数を示す固体材料は、いくつかの理由から液体または気体膜に優先して潤滑剤として使用することができる。軸受けの一成分は、寿命の間に潤滑剤の外部供給源を必要としない「自己潤滑性」システムを製造するために、固体潤滑剤で構成されているか、または被覆されているか、それを含む複合材から作られる。このようなベアリングはメンテナンスコストと潤滑油コストを明らかに節約する。例えば液体潤滑剤による製品の汚染を避けなければならない食品加工機械や液体潤滑剤が蒸発する宇宙では特定の条件下で固体潤滑剤は唯一の実行可能なシステムである。適切な固体潤滑剤は比較的低い摩擦係数を維持しながら、摺動システムの動作温度を1000℃を超えて延ばすことができる。         

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'鈴木(風'訳

図4.6より,すき間の減少に伴う潤滑膜の崩壊は,部分的に弾性流体力学領域でのηU/W量の減少とともに摩擦が激しく増大することと結びついている.膜の瓦解の仕組みは現在活動中の研究の主題である.これらの条件のもとでは熱の影響は確かに重要な役割を果たす.EHLによって見積もられた膜の消散粘性エネルギーの一般的な割合は100TWm−3である.これはアメリカの全電源出力を5リットルの容積の中で散逸させることに相当する.

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