ASHRAE LO-09-063-2009
幅広浅円溝軌道スラスト軸受の実験研究

規格番号

ASHRAE LO-09-063-2009

制定年

2009

出版団体

ASHRAE - American Society of Heating@ Refrigerating and Air-Conditioning Engineers@ Inc.

範囲

はじめに スクロール圧縮機では通常、軌道運動を受けるスラスト軸受面に遭遇します。 この場合、固定面は ASTM 35 グレードのねずみ鋳鉄製のスクロール コンプレッサー クランク ケースの一部であり、合わせ面は旋回スクロール上にあります。 周回スクロールはねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、または鋼で作ることができます。 鋼は高価であり、通常、ダクタイル鋳鉄に比べて強度面での利点はほとんどありません。 通常、ねずみ鋳鉄は満足のいくものであり、コストも最も低くなります。 スクロール コンプレッサーのスラスト ベアリングには、平均スラスト荷重約 1150 ポンド (5118 N) と、北米市場では約 3600 rpm (60) Hz、ヨーロッパおよびアジア大陸では約 3000 rpm (50) Hz の速度がかかります。 流体スラスト軸受は通常、一方の可動面が他方の合わせ面に対して回転する環状パッド軸受です。 回転スラスト軸受の表面には、潤滑剤膜内での動圧の発生を促進し、溝を通る潤滑剤の輸送を助けるために、ある種の溝パターン (例えば、半径方向、スパイラル、または円周方向) が存在することがよくあります。 適切なサイズと配置のこれらの溝付き特徴@ が効果的な潤滑と荷重支持機構を提供することは、以前から知られていました (Razzaque と Kata@1999)。 周回運動を受けるスラストすべり軸受のこの実験的研究では、固定スラスト面の周囲に配置された広く浅い円形ポケットが潤滑領域を境界から完全な膜に移行させることが示されています。 Vaidya と Sadeghi (2008) は、スクロール コンプレッサーで通常使用される周回スラスト ベアリングでは、広くて浅い円形ポケットがラジアル円形溝と比較してスラスト ベアリングの潤滑性能を向上させることを分析的に示しました。 Yu と Sadeghi (2001) は、液体潤滑のスラストワッシャーに対する荷重支持の効果的な溝方法を分析的に示しました。 彼らは、有限体積アプローチを使用して極座標レイノルズ方程式を解く計算モデルを開発しました。 液体潤滑剤の場合、溝の形状によりキャビテーションが発生します。 このキャビテーションについては、スパイラルグルーブ ベアリングに適用されたものとして Broman (2001) によって説明されています。 したがって、質量の連続性を確保するために、Yu と Sadeghi の計算モデルではキャビテーションが考慮されました。 彼らは、溝付きスラストワッシャーが回転運動に対する大きな負荷をサポートできることを発見しました。 Razzaque と Kata (1999) は、湿式クラッチの流体力学的挙動に対する溝の傾斜の影響を示しました。 また、湿式クラッチの流体力学的性能における慣性の影響も実証しました。 ティアンら。 (1989) 耕起効果を考慮した境界潤滑を研究しました。 彼らは、波状のチタン表面が摩擦係数と摩耗を大幅に低減することを実証しました。 アンドリーら。 (2004) は、ディンプルの使用により流体潤滑の速度負荷パラメーターが拡張されることを示しました。 彼らの研究で引用されたディンプルの寸法は、深さが 0.002 ℃ 0.03 インチ (0.05 ～ 0.76 mm)、幅が 0.001 ℃ 0.02 インチ (0.0254 ～ 0.5) でした。 Kulkarni (1990) は、アキシアル荷重とねじりモーメントを考慮してスラスト ベアリングの内側と外側の半径を設計するアプローチを提案しました。 達也ら(2004) は理論的研究において、大きな荷重下でのスラストプレートの弾性変形によって生じるスラスト面間のくさびの形成を考慮することにより、スラスト面における既存の潤滑状態を説明しました。 この弾性変形は制御できないため、既存の性能を向上させることはできません。 Ｎｏｒｉａｋｉら（２００４）は、実験研究において、スラスト軸受の内部と外部との間の圧力差を利用することにより、スラスト滑り軸受の性能が向上することを示した。 王ら。 (2002) SIC 表面上のレーザーテクスチャリングによって形成された微細孔の影響を研究しました。 滑らかな表面の計算モデルは、軸受表面の円形ポケットのサイズを適切に設定することによって、スラストすべり軸受（軌道運動を受けるスラスト軸受）の動作を境界から流体力学的全膜潤滑領域に効果的に移行できることを実証しました。 この実験作業では、一定の荷重条件下で液体潤滑軌道スラストすべり軸受の摩擦を直接測定できるように、試験装置が設計および開発されました。 この研究は、スラストワッシャー上の深さ約 0.002 ～ 0.003 インチ (0.5 ～ 0.076 mm)、幅 0.3 ～ 0.36 インチ (7.62 ～ 9.14 mm) の適切な寸法のマクロ円形ポケットが、約3000rpmで摩擦係数を大幅に低減。