撥水面上のウルトラファインバブル膜での界面滑りを利用した部分スリップ軸受構造

利用防水表面超细气泡膜的界面滑移的部分滑动轴承结构

• 批准号: 22K03888
• 负责人: 竹内 彰敏
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Kochi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03888/
• 关键词: ウルトラファインバブル; 撥水処理; 親水処理; スリップ; スラスト軸受; 摩擦低減; ディンプル; 撥水; 親水

本研究では，ウルトラファインバブル（UFB）を含んだ潤滑剤（UFB水）を使用し，撥水性の表面や内面を撥水化した凹み（ディンプル）に，極微小な気泡の膜を形成してスリップを発生させることにより潤滑性能の向上を図り，そして，UFB膜のあるスリップ領域とUFBが付着しない非スリップな親水領域をすべり方向に交互に配置した，新しい部分スリップ軸受構造を提案する．2022年度には，以下の内容を明らかにした．●直径500μmの微小範囲での光学観測が可能な高速スラスト軸受試験機と高速度カメラを用い，極薄膜平行面（高せん断場）でのUFB膜の経時変化やせん断速度の影響を調べ，発生したUFB膜が30分経過後でも安定して存在すること，せん断速度が増加してもUFB膜の領域の拡張はほとんどないこと，100μm直径のディンプル（深さ約15μm）の底部や出口領域以外に、粗さ突起の拡大領域からのUFB膜の発生が確認されたこと，20℃以下の低温UFB水でUFB膜の形成が容易であること等，UFB膜の特性に関する基礎的事項が明らかになった．●壁面での高いスリップが期待できる撥水面でのUFB膜の形成を想定し，UFB膜の無い親水面との間でのせん断流量の不連続性を誘起して圧力を発生させる，スリップスラスト軸受の計算プログラムを完成させた．そして，効果的なスリップ長さbの範囲がb<10μmで十分であること，軸受の摩擦特性や軸受面での発生圧力の推定には，臨界せん断応力（せん断速度）を考慮した2項スリップモデル的な扱いが必要となること等を明らかにした．

In this study, the use of a lubricant (UFB water) in the UFB film resulted in the formation of fine dust bubbles on both the surface and the inner surface of the hydrophobic film, and the formation of fine dust bubbles on both the surface and the inner surface of the hydrophobic film. The following contents are proposed for the year 2022:● Optical measurement of small diameter 500μm is possible. High speed test machine and high speed test machine are used. The influence of time change and breaking speed of UFB film parallel surface (high breaking field) is adjusted. The UFB film is stable after 30 minutes. The breaking speed is increased. The UFB film field is expanded. It is confirmed that UFB film formation in the bottom and large areas outside the outlet area of 100μm diameter (about 15μm deep) and thick protrusions is easy to form in UFB water at low temperature below 20℃, and the basic matters related to the characteristics of UFB film are clear.● The formation of UFB film on the wall surface is expected to be determined. The continuity of flow rate between the surface and the surface of UFB film is induced. The pressure is generated. The calculation of axial force is completed. The friction characteristics of the shaft and the estimation of the generated pressure force of the shaft receiving surface are determined. The critical breaking force (breaking speed) is considered.

项目成果

部分スリップスラスト軸受の基礎特性

部分滑动推力轴承的基本特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤原千晃;坂田佳景;竹内彰敏
• 通讯作者: 竹内彰敏

凹状テクスチャ潤滑面の撥水凹部気泡の挙動観測

凹形纹理润滑表面疏水凹槽中气泡行为的观察

• 发表时间: 2022
• 作者: 坂田佳景;藤原千晃;飯牟礼亮;竹内彰敏
• 通讯作者: 竹内彰敏