2 実験方法
2.1 環境制御型スラスト軸受転がり疲労試験機
2.1.5 表面起点き裂の伝ぱ
膜厚比が 3 より小さい条件,つまり低Λ条件では,表面粗さの高さ分布に比べ十分な油 膜が形成されていないので,突起間干渉により表面起点型のフレーキングが起きる傾向に ある.また,そのような状態に於ける表面起点き裂の伝ぱに関しては,荷重の移動方向と 接線力が作用する方向が重要な因子となることが Way の先駆的研究により指摘されてい
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いる[7].そこでは,表面から内部へき裂が進展する場合は,荷重移動方向に進展すること が知られている.また,表面起点型フレーキングは,従動側で発生しやすいことが指摘さ れている.これは,き裂内への潤滑油の侵入と閉込めと,従動側に作用する接線力の方向 という考え方から説明できる.
Figure 2-4に閉込め油圧によるき裂進展のモデル図を示す[4].これは,従動側にき裂が
ある場合である.つまり,荷重移動方向と接線力が作用する方向が逆向きの関係にある(負 すべり).まず,荷重移動方向へ伸びる初期き裂が形成された場合を考える(Fig. 2-4(a)).荷 重がき裂位置の手前に作用しているとき,接線力によりき裂が開口する.この際に,潤滑 油がき裂間に侵入する.き裂進展方向に対し,同じ方向に荷重が接近してくる場合は,き 裂内に侵入した潤滑油はき裂外に排出されず,き裂内に閉じ込められる.閉込め油圧によ りき裂先端が開口し,き裂の伝ぱを助長する.
荷重移動方向に対し逆へ伸びるき裂がある場合(Fig. 2-4(b))においても,接線力によるき 裂の開口が起きる.しかし,荷重のき裂位置への接近に伴って,き裂に侵入していた潤滑 油がき裂外部へ排出される.そのため,油圧作用が得られずき裂は進展しにくい.
駆動側においては,荷重移動方向と接線力が作用する向きが同じ関係にある(正すべり).
この場合は,接線力によるき裂の開口作用が得られないので,潤滑油がき裂内に侵入し閉 じ込められることはない.駆動側では,閉込め油圧作用によるき裂進展助長はなく,表面 起点型フレーキングは起きにくいと考えられる.
本実験装置では,ディスク試験片が従動側であり,表面起点型フレーキングはディスク 試験片で生じやすいと考えられる.ただし,純転がり接触のため,接線力は極めて小さい ことが予想される.
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Fig. 2-1 Schematic illustration of test apparatus
Fig. 2-2 Schematic illustration of test chamber
Timing belt
Gas in Gas out
Chamber Motor
Weight Vibration sensor
Oil seal
Gas out
Gas in
Disk specimen Ball specimens
Heater
Thermocouple
Load
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Table 2-1 Specification of test apparatus
Rotational speed, rpm - 3450
Temperature, K R. T. - 393
Weight, N 39 - 529
Number of ball specimens 3 - 12
Table 2-2 Chemical composition of specimen
Material Chemical compositon (mass%)
C Si Mn P S Cr
SUJ2 0.95-1.10 0.15-0.35 0-0.50 0-0.025 0-0.025 1.30-1.60
Fig. 2-3 Test specimens
Disk specimen Ball specimen
Guide disk
Fig. 22-4 Effect off oil hydrau
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lic pressuree on surfacee crack growwth [4]
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