The measurement of oil film thickness in sliding bearing using ultrasound

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すべり軸受は大型のものでは発電所の蒸気タービンなど内径が1ｍに及ぶものや、小型のものではハードディスクドライブに用いられる内径数mmのものなど大小多種多様な回転機構を支える軸受として用いられている。このすべり軸受の軸受性能は、軸受の軸受内周面と軸外周面の間に介在する油膜による潤滑状態によって左右されるが、その潤滑状態を決定する主要因が油膜厚さである。光干渉法などを代表とする従来の油膜厚さ測定法では、光学測定系設置のため測定用透明窓を設ける必要があり、実機軸受に適用する際に、潤滑状態に影響を及ぼしてしまう問題があり、かつ小径軸受では測定系を組み込むこと自体が困難である。本研究では超音波による油膜厚さ測定法について、理論的・実験的な検討を行い、すべり軸受の油膜厚さを高精度かつリアルタイムに測定し、潤滑状態の状態監視保全を実現する油膜厚さ測定システムの構築を目的としている。2022年度では内径3mmの小径多孔質含油すべり軸受を試験軸受とした超音波による油膜厚さ測定実験装置の設計製作を完了した。この実験装置では直交２軸径方向からの同時測定を可能とするものであり、同時に対向する２方向から超音波を入射する方法によって、油膜厚さ測定値の校正を正確に行う方法について理論的な検討も行った。またさらに、超音波波形を自動で処理し、油膜厚さ測定値をリアルタイムに算出する波形演算システムをLabVIEWソフトウェアによって構築を試みている。