ジャーナル油膜軸受における油膜の速度勾配とキャビテーションの可視化

摘要

ジャーナル油膜軸受はすきまくさび部で生じる油膜圧力により軸を非接触で支持できる機械部品である．同軸受の設計には一般的にO．Reynoldsにより導出されたReynolds方程式が用いられる．Reynolds方程式は，流体の運動方程式であるNavier-Stokes方程式に油膜の速度勾配や軸受のすきまが非常に狭いことによる様々な境界条件などを仮定することで，軸受の設計の際に必要な軸受内部における油膜の圧力分布や負荷容量，せh断応力を求めることができる．その後，機械の高性能化に伴い軸の周速の増加による油膜の乱流化などの考慮が求められ，Reynolds方程式の中で置かれている仮定を外した修正レイノルズ方程式が導出されてきた．一般的にこれらの方程式は，計算により得られる圧力分布が実際の軸受と一致することから確からしいとされ，方程式の中で仮定された速度勾配も確からしいとされてきた．