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摩擦摩耗試験

摩擦摩耗・潤滑にかかわる課題の解決、効率的でロバストな性能改善に貢献します。

概要

トライボロジーは機械の故障やエネルギー損失の多くに関わることから、機械の寿命・性能や省資源・省エネルギーの基盤技術とされています。さらに、近年の地球環境問題を受けてエネルギーの技術革新が世界的に進んでおり、その重要性が増しています。
                                                                                                                            摩擦摩耗試験サービスでは、実現象を単純化した基礎的な摩擦摩耗試験で材料や潤滑材の性能から耐久劣化までの評価が可能です。必要に応じて各種の分析を併用することで材料表面で起きている詳細な化学的・物理的メカニズムを解明します。

【摩擦摩耗試験サービス活用のメリット】
1.メカニズムの追究および影響ファクターの絞り込み
2.市場環境に適合するロバストな製品の作りこみ
3.品質工学などを用いた効率的な開発

※各項目をクリックすると、詳細な資料が閲覧できます。

原理

物体が互いに相対運動する際に生じる抵抗のことを摩擦といい、これによって摩擦面の一部が脱落・劣化損傷する現象を摩耗といいます。摩擦・摩耗現象は摩擦中の表面酸化、摩擦表面と介在する摩耗粉などの粒子、潤滑剤などの多数の因子が相互作用する複雑な現象です。この現象をフォーカス・再現し、メカニズムや特性の理解、影響ファクターを把握するための手法として摩擦摩耗試験を実施します。             
摩擦摩耗試験では、一対の試験片を摺動させ摩擦係数や摩耗量を測定します。さらに本設備では、試験片の形状や当て方を工夫し、運動形態や温度等の環境条件を組み合わせることで多種多様な試験が可能です。ご要望に合わせて、試験条件をカスタマイズし、追加センサーを設置するなどして実機で起きている現象を基礎試験機上に再現します。

様々なタイプの試験が可能

1.試験タイプ

【回転試験】
・ボールオンディスク試験   材料を組み合わせての基礎試験、高面圧での試験
・ピンオンディスク試験    開発材・硬質膜・潤滑膜などの評価
・リングオンディスク試験   樹脂材・開発樹脂材などの評価
・リングオンリング試験    樹脂材・開発樹脂材などの評価
・バーベルオンプレート試験  高面圧な滑り摩耗の評価

【往復試験】
・ボールオンプレート試験   材料を組み合わせての基礎試験、高面圧での試験
・ピンオンプレート試験    開発材・硬質膜・潤滑膜などの評価
・フレッティング試験     微小摺動の繰り返しによって生じる疲労摩耗の評価

【ブロックオンリング試験】
・ブロックオンリング試験   潤滑油・潤滑油添加剤・固体潤滑剤などの潤滑性の評価

【スクラッチ試験】
・スクラッチ試験       軟質膜・硬質薄膜などの密着性の評価

【カスタマイズ試験】
試験方法を検討し、実現象を再現する評価を具体化します。また、多様な試験片形状に対応します。
・リングオンシリンダー試験  ピストン/シリンダーなどを想定
・クラッチプレート試験    クラッチ/プレートなどを想定(ドライ・ウェット)
・ブレーキプレート試験    ブレーキパッド/ディスクローターなどを想定
・アブレシブ摩耗試験     摺動面への異物混入を想定した試験

2.運転パターン ―(1)

(1)種々の運転パターンが可能
・一定荷重、一定回転での試験
・回転ステップ、回転スウィープ、荷重ステップ、荷重スウィープでの試験

2.運転パターン ―(2)

(2)任意に組み合わせた試験も可能
・性能試験と耐久試験を組み合わせた複合モード試験
・プレート温度レンジを制御しながらの熱負荷制御試験
 (トルク制御:上限温度でOFF/下限温度で再スタート)

3.試験環境(実施できる試験機や試験タイプは限定)

・加熱       1,000℃まで
・冷却       -25℃まで
・湿度       5~85%
・潤滑       150℃まで
・雰囲気パージ

試験への柔軟な対応

・従来から取り組んでいる単発試験
・摩擦や摩耗の限界ラインの見極め
・現行材と改良材の摩擦摩耗の安定性の比較
・テクスチャリングによる表面機能の評価
・品質工学を用いたロバスト性のある摺動材料の作りこみ  

これらの試験から、摺動面(表面・断面)の物理的・化学的分析を用いたメカニズム解明までご要望に合わせた試験サービスを提供します。

用途

1.各種特性の計測と表面分析

実機の摩擦摩耗を基礎試験機上に再現して材料の摩擦摩耗特性を評価解析します。
各種センサーで得られたデータ、摩擦表面を物理・化学分析と併用することで、メカニズムや支配的な因子を解析します。

2.材料の表面性状の評価

摺動特性に影響を及ぼす表面テクスチャリングを解析することで、材料表面の機能性評価をします。
また、ミクロン~ナノスケールの観察により摩耗ダメージの状態や酸化膜・境界膜の有無や微細構造を評価します。

3.その他の複合的な評価

摩耗による結晶の微細化度合いや摺動部表面の元素情報を定性的・定量的に評価します。
また、化学分析を用いて摺動表面で起きている化学反応や潤滑材の酸化劣化度を評価します。

設備紹介


FAQ

Q. データはどのような形式でいただけますか?

A. 基本は弊社フォーマットにて報告書を作成しますが、
  ご希望があれば貴社フォーマットあるいはエクセルでのデータの提出も可能です。
  また写真の元データもJPEG・BMP・TIFFの形式で提出可能です。

Q. 試験片の作製からお願いできますか?

A. 材料や部品をご支給いただければ、取り付け可能な試験片形状に加工します。
  また、樹脂材料についてはペレットを支給していただき成型~加工まで、
 鉄鋼材料については熱処理や硬度測定、冶金組織の確認にも対応します。 

Q. 現行材、改良材の特性を比較する試験をお願いできますか?

A. 対応可能です。
  いくつかヒアリングさせていただいて適する試験方法や試験条件を提案させていただくなども可能です。

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