これらの要求事項には相互に矛盾があり、
万能な材料は存在しない。目的に応じて
材料を選定する必要がある。
すべり軸受材料
a)
鋳鉄,黄銅(Cu-Zn
合金),青銅(アルミニウム青銅,リン青銅)
高い耐磨耗性,衝撃に強い.
高速で焼き付きやすい.
主に低・中速用,工作機械主軸用,
その他一般用.
b)
ホワイトメタル(Pb,Sn,Sb)なじみやすい,焼き付きにくい.
摩擦摩耗性能が良い.
疲れ強さ,圧縮強さが弱い.
高速に弱い.
一般内燃機関用
c)
ケルメット(Cu-Pb),カドミウム合金 疲れ強さ,耐熱性が高い.高荷重内燃機関用
…
大型ディーゼ ルエンジンd)
アルミニウム合金なじみやすい,高い耐磨耗性が高 い.ホワイトメタルの代用.
e)
銀なじみやすい,熱伝導性が高い.
強靭,高荷重用として最適.高価.
その他の軸受:オイレスベアリング
オイレスベアリング:含油軸受,無給油軸受
多孔質材料に潤滑油を染み込ませたもの.
軸の回転→熱膨張,表面張力により油が染み出る.
用途:軽荷重,低速用.保守が簡単,安価.
銅系,鉄系(鋳鉄),合成樹脂系,
焼結含油軸受・・・体積比で
30
%の油を含むその他の軸受:空気軸受
空気軸受( air braring )
シール不要,構造簡単,油の汚染がない.
動圧空気軸受:空気の粘性ηが小さいので 負荷能力は小さい
静圧空気軸受:圧縮空気を使用するので,
負荷能力は大きい 特長:1.高速回転向き,
2.負荷能力小,
3.摩擦抵抗小
油を使用しないため,境界潤滑能力がない.
→焼きつきやすい
→粗さを含めた高い寸法精度が必要.
→焼きつきにくい軸受合金の開発が必要.
コンタクトシートなど
より高精度化を目指して、開発が続けられている.
その他の軸受:磁気軸受
磁気軸受( air braring )
磁気力により軸を保持・・・永久磁石型,電磁石型
摩擦抵抗が極めて小さい・・・高速回転用,数10万回転が実用される.
装置が複雑,高価.
トライボロジー(tribology)とは、
定義:『相対運動を行いながら相互作用を及ぼし合う表面、およびこれに 関連する諸問題、実際への応用についての科学と技術』
具体的には、摩擦・摩耗・潤滑などをその対象とし、これらの問題におけ る物理学、材料科学、応用力学などを含んでいます。
英国の教育科学大臣が
H.
ジョスト氏へ「産業の競争力を高めるために何 かいい考えはないか?」と諮問したことに始まる。1966
年 にH.
ジ ョ ス ト 氏 に よ る 教 育 科 学 省 へ の 答 申 書 、「
Lubrication(Tribology)
」(Lubrication
=潤滑)(通称:ジョスト報告)の中 で、Tribology
=トライボロジーは作り出された。トライボロジーという用語は、『摩擦』を意味するギリシャ語 『
tribos
』 に ちなんで名づけられた。「トライボロジーを研究し実際の産業に適用することで、その省エネ効果 によって節約できる金額は、イギリス全体で5億ポンド(
GNP
の1.3%
,当 時の円換算で約5,000億円)にも達する!」と指摘した。トライボロジー(tribology)の広がり
日本はこれにいち早く反応し,池田勇人内閣が所得倍増政策を掲げ、経 済の猛烈な発展途上にあった
1971
年の報告書で「トライボロジーの活 用 に よ っ て も た ら さ れ る 社 会 費 用 の 節 約 額 は 年 間 2 兆 円 (GNP
の2.6%
)」とされ、すぐさま通商産業省の研究所にトライボロジー研究部門 が発足することになった。米国では、アメリカ機械学会がエネルギー省と海軍研究所の援助の下で、
アメリカの省エネルギー実行計画案「トライボロジーによるエネルギー保 存戦略」(
1977
)をまとめた。4つの産業分野で40の研究開発プロジェク トに2,400
万ドル投資すれば、金額換算で210億ドル(GNP
の0.79%
)の 省エネ効果(全米エネルギー消費の5.3
%)あると報告された。そして、
1979
年当時のカーター大統領により、トライボロジーがgeneric
technology
の一つと宣言された。これは、トライボロジーは一つの産業としては小さいけれども、様々な技術や産業におけるトライボロジーの効果 を合計すると、非常に大きな効果を持つ『共通基盤技術』であるということ を意味する。
トライボロジーの効用
機械の中で発生するさまざまな摩擦を低減し、メカニズムが働く効率を 高めることで、地球規模での省エネルギーを実現できる。
機械の動く部分の磨耗を少なくし、寿命を長くすることで、地球規模で 省資源に貢献できる。
焼き付きを防いで機械の故障を減らし、機械文明社会の高信頼性を堅 持できる。
※ トライボロジーの研究成果がベアリングに注ぎ込まれている。
※ トライボロジーの効用とベアリングの貢献は車輪の両輪。
※ おまけ:新造語『
Tribology
(トライボロジー)』が辞書に載ったのは,1986年 オックスフォード英語辞典(第二版)
1991年 広辞苑(第四版)
でした。