黒鉛充填溝ブッシュ
潤滑システムの種類は3つのグループに分類される：
- クラスI – 外部からの潤滑油（例：）を適用することが必要なベアリングです。
- クラスII – ベアリングの壁内の潤滑剤を含むベアリング（例えば、ブロンズ、グラファイトなど）。 一般的にこれらの軸受は、最大performance.
- クラスIII -潤滑剤である材料で作られたベアリングを達成するために、外部の潤滑剤を必要とします。 これらの軸受は、一般的に “自己潤滑 “と見なされ、外部潤滑剤なしで実行することができます。
ベアリングの第2のタイプの例では、Oilitesとポリアセタールで作られたプラスチック製のベアリングであり、第三タイプの例では、金属化黒鉛軸受とPTFEベアリングです。
ほとんどの滑り軸受は平内面を持っていますが、いくつかは、スパイラルグルーブ軸受などの溝されています。
自己潤滑性滑り軸受は、潤滑剤が軸受の壁内に含まれています。 自己潤滑性軸受には、多くの形式があります。 まず、最も一般的なのは焼結金属軸受で、壁が多孔質になっているものです。 毛細管現象で油を吸い込み、圧力や熱を加えると油を放出する。 焼結金属軸受の例としては、自己潤滑チェーンがあり、運転中に潤滑油を補給する必要がない。 また、内径に8の字型の溝を設け、その中にグラファイトを充填した一体型のメタルブッシュもある。 同様の軸受は、8の字型の溝をグラファイトで塞いだ穴で置き換えたものである。 これは、ベアリングの内側と外側を潤滑するためのものである。 最後に、プラスチックベアリングは、ベアリングの中に潤滑剤を入れて成型したものである。
潤滑には大きく分けて3つのタイプがあります。 完全被膜条件とは、軸受の荷重が流体潤滑剤の膜だけで運ばれ、2つの軸受面は接触していない状態です。 混合条件や境界条件では、荷重の一部は直接の表面接触によって、また一部は両者の間に形成される膜によって運ばれます。
ベアリンググレードの材料で作られたベアリングは、常にドライコンディションで使用されます。 ベアリングが動作する条件は、動作条件、荷重、相対表面速度、ベアリング内のクリアランス、潤滑剤の質と量、温度(潤滑剤の粘性に影響)に依存します。 すべり軸受は、乾燥状態または境界状態で動作するように設計されていない場合、摩擦係数が高くなり、摩耗が進みます。 ドライ条件やバウンダリ条件は、流体軸受でも通常の運転条件以外で運転するときに経験することがある；例えば、起動時や停止時など。
流体潤滑 編集
流体潤滑は、全膜潤滑または境界条件潤滑の状態になります。 適切に設計された軸受システムは、流体力学的効果によりジャーナルと軸受の間の表面間接触をなくすことで摩擦を低減します。 静圧潤滑の軸受は、静圧量を維持する外部ポンプによって潤滑される。 流体動圧軸受では、油膜の圧力はジャーナルの回転によって維持されます。 静圧軸受は、ジャーナルが回転しているときに流体力学的な状態になります。 静圧軸受は通常オイルを使用し、動圧軸受はオイルまたはグリースを使用しますが、使用可能な流体であれば何でも使用できるように設計することができ、ポンプ設計ではポンプで送られた流体を潤滑油として使用します。 また、シャフトが回転するまで潤滑が発生しないため、初期摩耗が起こりやすい。 また、低速回転では軸とブッシングが完全に分離しないことがあります。 そのため、動圧軸受は、起動時や停止時にシャフトを支持し、ジャーナル軸受の微細な加工面を保護する副軸受の助けを借りることがあります。 その一方で、流体動圧軸受は取り付けが簡単で、コストも低く抑えられます。
流体動圧の状態では、潤滑の「くさび」が形成され、ジャーナルが持ち上がります。 また、ジャーナルは回転方向にわずかに水平にずれます。 ジャーナルの位置は、ジャーナルの中心と軸受の中心を通る線と垂直とのなす角である姿勢角と、ジャーナルの中心の軸受中心からの距離と全体のラジアルすきまとの比である偏心率によって測定されます。 姿勢角と偏心率は、回転方向と回転速度、荷重に依存します。 静圧軸受では、油圧も偏心率に影響します。
高速機で使用される流体潤滑の動圧軸受に特有の欠点として、オイルホワール（ジャーナルの自励振動）があります。 オイルホワールは、潤滑のくさびが不安定になると発生します。ジャーナルの小さな乱れが油膜からの反力を引き起こし、それがさらなる動きを引き起こし、油膜とジャーナルがベアリングシェルの周りで「ホワール」する原因となります。 一般的に、旋回の周波数は軸受の回転速度の約42%です。 極端な場合には、オイルホワールによってジャーナルとベアリングが直接接触し、ベアリングが急速に摩耗してしまいます。 また、オイルホイールの周波数が機械シャフトの臨界速度と一致し、ロックオンされることがあります（オイルホイップと呼ばれます）。
オイルホイールは、ジャーナルにかかる安定した力によって防止することができる。 多くのベアリング設計は、渦を巻く流体に障害物を提供するか、または渦を最小化するために安定化荷重を提供するために、ベアリング形状を使用しようとしています。 その1つが、レモンボアまたは楕円ボアと呼ばれるものである。 この設計では、軸受箱の間にシムを設置し、穴の大きさに合わせて機械加工を行う。 シムを取り除くと、穴の形はレモン型になり、穴の一方向のすきまが小さくなり、その方向の予圧が大きくなる。 この設計の欠点は、一般的なジャーナル軸受と比較して、負荷容量が低いことである。
もう一つの設計は圧力ダムまたはダム付き溝で、ベアリングの上半分にわたって中央に浅い逃げ溝を設けています。 この溝は、ジャーナルを安定させるために下向きの力を発生させるために、急に停止します。 この設計は、高い負荷容量を持ち、ほとんどのオイルホワールの状況を修正します。 しかし、一方向にしか働かないという欠点があります。 ベアリングの半分をオフセットすると、プレッシャーダムと同じことができます。
より根本的な設計は、ティルティングパッド設計で、変化する荷重に合わせて動くように設計された複数のパッドを使用します。 これは通常、非常に大きなアプリケーションで使用されますが、オイルホワールをほぼ完全に除去できるため、最新のターボ機械にも広く適用されています。