受託試験

治具作製から前段取り、規格・特殊試験にわたり、R&Dに関わる信頼性評価をワンストップで対応します。

材料試験による受託サービス

摩擦摩耗試験/トライボロジー試験

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

摩擦摩耗試験/トライボロジー試験の委託先にお困りではありませんか?

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。

JTLは総合受託会社として、摩擦摩耗試験機を用いた実現象を単純化した基礎的な摩擦摩耗試験により、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。
摩擦摩耗試験活用のメリットは以下が挙げられます。
・メカニズムの追究および影響ファクターの絞り込み
・市場環境に適合するロバストな製品の作りこみ
・品質工学などを用いた効率的な開発

摩擦摩耗試験の前後に必要となる観察・分析・測定にも対応していますので、材料表面で起きている詳細な化学的・物理的メカニズムの解明までをご依頼いただくこともできます。

また、試験片(TP)の精度や出来栄えが評価・解析結果に大きな影響を与えますが、高品質な試験片加工によって安定的な試験をワンストップで提供します。

評価用途・対応領域の異なる特徴的な5種の摩擦摩耗試験機から、お客様の課題・テーマに合わせた最適な試験をご提案します。

外部委託先・試験場をお探しの方は是非ご依頼ください。

概要①.png

概要②.png

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。

原理.png

特徴

スタンダード摩擦摩耗試験機
CSM社製 TRB-S-DU0000

基本的な摩擦摩耗に関する基礎評価を簡便に行えるスタンダードな試験機です。

●主な設備仕様
・荷重:1~10N
・ボールサイズ:φ6±0.5mm
・ディスクサイズ:φ60mm以内
・摺動方向:往復・回転

【回転動】
・速度:~500rpm(常温大気中)、~120rpm(液中)
・試験半径:~30mm以下
・液中ホルダー:φ62×t30mm、φ90×t25mm(ヒーター付150℃)

【往復動】
・速度:~100mm/sec(液中不可)
・摺動幅:~60mm

コンパクト・多機能・高性能を兼ね備えた摩擦摩耗試験機
ブルカー社製(Bruker) UMT-TriboLAB

多機能で高性能な摩擦摩耗試験機であり、多種多様な接触状態・環境を再現可能です。

【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】
・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

●主な設備仕様
・荷重:0.05~2,000N
・ストローク:~25mm
・周波数:〜60Hz
・回転数:0.1~5,000rpm

・試験片(TP)温度:-20℃~+1,000℃(実施できる試験タイプは限定)
・試験チャンバー内温度:20~40℃
・試験チャンバー内湿度:5~85%RH
・滴下オイル温度:常温~150℃

・チャンバー内にドライエアーや不活性ガスを充填(パージ)可能
・試験片間の電気接触抵抗測定(微摺動摩耗現象のリアルタイムでの接触抵抗値経時変化を測定)
・アコースティックエミッションによる摩擦摩耗状態の監視・検出

高付加領域(高荷重・高回転)対応
神鋼造機製 ハイエンド多機能摩擦摩耗試験機

基礎研究用途ではなく、より実機・実環境に近い形で耐久性・高PV領域まで評価できる試験機です。

【回転試験】
・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

【カスタマイズ試験】
・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

●主な設備仕様
・荷重:~10,000N
・回転数:~12,000rpm

・試験片組合せ:3ピン×ディスク、リング×ディスク、リング×リング他
・オイルバス:常温~150℃まで(バンドヒーターによる加熱)
・オイル循環:常温~150℃まで (流量 10~1,000ml/min)
・水循環:常温 (流量 10~1,000ml/min)

世界標準のデファクトスタンダード摩擦摩耗試験機
オプチモール社製(OPTIMOL) SRV®5

オプチモール社(OPTIMOL)が販売するSRV®試験システムは、世界標準のデファクトスタンダード試験機として、様々な産業・業界のトライボロジー研究に活用をされています。
(研究用途・領域:摩耗、摩擦、コーティング、イオン液体・潤滑剤および添加剤 など)

試験の基本動作は振動(オシレーション)と回転(ローテーション)の2種が実施できます。
高機能な設備に多数のオプションが追加されており、様々な条件での試験や測定を実現可能です。

●主な設備仕様
・荷重:1~2,500N (分解能:0.1N)
・周波数:1〜500Hz(分解能:0,001Hz)
・回転数:0.1~3,000rpm
・ストローク:0.01~5.0mm(分解能:0.01mm)
・試験片(TP)温度:-35℃~+350℃

・測定姿勢:0~90度 ※実使用状態を模擬して試験片(TP)を傾けて試験可能
・試験チャンバー内温度:20~40℃
・試験チャンバー内湿度:30~90%RH
・チャンバー内にドライエアーや不活性ガスを充填(パージ)可能
・滴下オイル温度:常温~150℃

・試験片間の電気接触抵抗測定(微摺動摩耗現象のリアルタイムでの接触抵抗値経時変化を測定)
・アコースティックエミッションによる摩擦摩耗状態の監視・検出

また国際規格のDIN、ASTMに準拠している試験機なので様々な規格試験に対応が可能です。
試験規格例:ISO 19291、DIN 51834-2、ASTM D6425、ASTM D7421、ASTM D5707、ASTM D5706、ASTM D7594、DIN 51834-3、DIN 51834-4 など

▼ 各種規格試験への対応表
標準規格 試験パラメータ概要
試験温度
(℃)
ストローク
(mm)
周波数
(Hz)
垂直荷重
(N)
試験時間
(min)
極圧潤滑油の摩擦摩耗特性の計測
ISO 19291
DIN 51834-2
ASTM D6425
-40~+280 1.0 50 100~2,000
(通常300)
120
潤滑油の極圧性の計測
ISO 19291
ASTM D7421
+50、+80、+120 2.0 50 100
ステップで増加
最大55
潤滑グリースの摩擦摩耗特性の計測
ISO 19291
ASTM D5707
-40~+280 1.0 50 100~2,000
(通常200)
120
潤滑グリースの極圧特性の計測
ISO 19291
ASTM D5706
+50、+80 1.5 50 100
ステップで増加
最大55
潤滑グリースの耐フレッチング摩擦特性の計測
ASTM D7594
-40~+150 0.3 50 100 240
潤滑剤と接触する材料の
トライボロジー挙動-摩耗量の計測
(ASTM D7755)
-40~+280 1.0 50 100~2,000
(通常300)
120
円筒ローラ・オン・ディスク形状を用いた
潤滑油の摩擦摩耗特性の計測
DIN 51834-4
-40~+280 2.0 50 100~2,000
(通常1,100)
120

高荷重・転がり滑り接触・潤滑下でのトライボロジー特性評価(評価用リグテスター)
オプチモール社製(OPTIMOL) 2disk試験機

2つのディスク(円盤)の滑りを伴う連続回転(正転・逆転・片側静止)をスライディング及び、スリップ・ローリング挙動を用いた高荷重のローリングストレスの影響を受けるトライボシステムの機械的な挙動を検証できます。
マスター/スレーブの両ドライブは、同期回転(調整可能なスリップレートを伴うマスターvsスレーブ運転)、もしくは非同期回転(個々のドライブの独立した回転数制御)での運転に対応します。
オプションにて高分解能でのポジション&摩擦力計測/電気接触抵抗値/アコースティックエミッションの測定も可能になります。

●主な設備仕様
・駆動軸: 2軸×11kW
・スリップ・ローリング比:0~100%まで調整可能
・最大5,000Nの段取り替え可能な荷重カセット
・回転速度:-3,000 ⇔ +3,000 rpm
・最大5 GPa の表面圧力
・オイルバス制御可能温度:常温~130℃

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

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)

試験環境の設定が可能

様々な環境下で試験可能(実施できる試験機や試験タイプは限定)
・加熱   ・ 冷却   ・温度   ・ 湿度   ・潤滑(オイルバスや滴下+加温)   ・雰囲気パージ  など
お客様のご要望に合わせた試験環境をご提供します。
詳細については各設備紹介部をご確認頂くか、お問い合わせ時にご相談ください。

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
・摩擦摩耗試験機を用いた微摺動環境再現化における接触抵抗測定
 UMT-TriboLABによる微摺動試験+接触抵抗測定

技術事例

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。

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。

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。

設備一覧

  TRB-SDU000
(CSM社製)
UMT-TriboLAB
(ブルカー社製)
ハイエンド多機能
摩擦摩耗試験機
(神鋼造機製)
SRV®5
(オプチモール社製)
2disk試験機
(オプチモール社製)
荷重 1~10N 0.05~2,000N 100~10,000N 1~2,500N ~5,000N
回転数 ~500rpm 0.1~5,000rpm 200~12,000rpm 0.1~3,000rpm (逆転)-3,000rpm⇔
(正転)+3,000rpm
駆動種類 回転・往復 回転・往復・
ブロックオンリング・
スクラッチ
回転(正転・逆転) 回転・往復 回転
往復動 駆動幅:~50mm
速度:~100mm/sec
駆動幅:~25mm
速度:~60Hz
摺動幅:0.01~5.0mm
環境制御 ドライ・潤滑 ドライ・潤滑・加熱・
冷却・湿度
ドライ・潤滑・雰囲気パージ ドライ・潤滑・加熱・
冷却・温度・湿度
ドライ・潤滑
センシング アコースティック
エミッション・
電気接触抵抗

空きCH:2CH
電気接触抵抗
モータ電力

空きCH:5CH
スリップリングを介しての
計測は最大3CH
アコースティック
エミッション・
電気抵抗測定
アコースティック
エミッション・
電気抵抗測定
その他 面だし(調心機構など)
※一部試験
ジンバル機構(5,000rpm以下)

設備ラインナップ

  • CSM社製

    TRB-S-DU0000

    基本的な摩擦摩耗に関する基礎評価を簡便に行えるスタンダードな試験機です。

    ●荷重:1~10N
    ●ボールサイズ:φ6±0.5mm
    ●ディスクサイズ:φ60mm以内
    ●摺動方向:往復・回転

    【回転動】
    ●速度:
    ~500rpm(常温大気中)
    ~120rpm(液中)
    ●試験半径:~30mm以下
    ●液中ホルダー:
    φ62×t30mm 
    φ90×t25mm(ヒーター付150℃)

    【往復動】
    ●速度:~100mm/sec(液中不可)
    ●摺動幅:~60mm

    ●所有事業所:本社

  • ブルカー社製(Bruker)

    UMT-TriboLAB

    多機能で高性能な摩擦摩耗試験機であり、多種多様な接触状態・環境を再現可能です。

    ●荷重:0.05~2,000N
    ●回転数:0.1~5,000rpm
    ●摩擦力:
    フリクションセンサー:0.05~2,000N
    往復フリクションセンサー:7.5~750N
    回転トルクセンサー:3.5mNm~11.3Nm
    BOR※フリクションセンサー:7.5~750N
    ●駆動:往復・回転・BOR・スクラッチ
    ※BOR:ブロックオンリング

    【環境制御】
    ●加熱:1,000℃まで
    ●冷却:-25℃まで
    ●湿度:5~85%
    ●潤滑可:150℃まで

    ●所有台数:2台
    ●所有事業所:本社

  • 神鋼造機製

    ハイエンド多機能摩擦摩耗試験機

    基礎研究用途ではなく、より実機・実環境に近い形で耐久性・高PV領域まで評価できる試験機です。

    ●荷重:10,000N
    ●回転数:12,000rpm
    ●摺動方向:回転
    ●環境制御:ドライ・ウェット
    ●組合せ:3ピン×ディスク、リング×ディスク、リング×リング他
    ●所有事業所:本社

  • オプチモール社製(OPTIMOL)

    SRV®5

    ●荷重:1~2,500N (分解能:0.1N)
    ●周波数:1〜500Hz(分解能:0.001Hz)
    ●回転数:0.1~3,000rpm
    ●ストローク:0.01~5.0mm(分解能:0.01mm) 
    ●試験片(TP)温度:-35℃~+350℃

    ●測定姿勢:0~90度 ※実使用状態を模擬して試験片(TP)を傾けて試験可能
    ●試験チャンバー内温度:20~40℃
    ●試験チャンバー内湿度:30~90%RH
    ●チャンバー内にドライエアーや不活性ガスを充填(パージ)可能
    ●滴下オイル温度:常温~150℃
    ●試験規格例:ISO 19291、DIN 51834-2、ASTM D6425、ASTM D7421、ASTM D5707、ASTM D5706、ASTM D7594 、DIN 51834-3、DIN 51834-4など

    ※オプション仕様を含みます

  • オプチモール社製(OPTIMOL)

    2disk試験機

    ●駆動軸: 2軸×11kW
    ●スリップ・ローリング比:0~100%まで調整可能
    ●最大5,000Nの段取り替え可能な荷重カセット
    ●回転速度:-3,000 ⇔ +3,000 rpm
    ●最大5 GPa の表面圧力
    ●オイルバス制御可能温度:常温~130℃

Q&A

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.試験片作製から依頼することは可能でしょうか?

A.可能です。
必要に応じて治具を作成をして試験することも可能です。 

評価業務にお困り事はございませんか?

JTLはお客様の頼れるパートナーとして、
シチュエーションに応じた迅速丁寧な対応を心がけております。
どんな些細なことでも構いませんので、
まずは下記のメールフォームよりお気軽にお問い合わせください。

お問い合わせはこちら