往復試験でのストリベック曲線の生成
Stribeck ( ストリベック/ストライベック ) 曲線という用語は、通常、境界領域、混合領域、流体力学領域にまたがる条件での液体潤滑剤の摩擦特性を示すプロットを記述するために使用されます。各領域は、表面粗さに対する膜厚の比、すなわちλ比によって定義されます（図1）。このような曲線は、潤滑剤の粘度や潤滑剤の添加剤パッケージの変化の影響、または表面粗さの影響を評価するためによく使用されます。ストリベック曲線を生成するための第一の要件は、収束ギャップに引き込まれ、荷重を支えるための圧力上昇を生み出すことができる流体である（図2）。
歴史的/伝統的なテストの幾何学
Thurston(サーストン)1、Martens(マルテンス)2、Stribeck(ストリベック)3、 Hersey(ハーシー)4 の古典的な研究は、上記の要件をすべて備えたジャーナルベアリング形状を使用して行われました（図3）。計装式ジャーナルベアリング試験では、相対速度および/または荷重の範囲にわたって摩擦を評価することができます。Stribeck曲線では、摩擦係数（COF）がプロットされる主要なパラメータは、ハーゼイ数と呼ばれています。ハーゼイ数は、速度(m/s)と動的粘度(Pa∙s = N∙s/m2)をベアリングの単位長さあたりの荷重(N/m)で割った無次元の数です。
適切な収束ギャップ形状を持っていれば、ストライベック曲線を得るための最も単純な方法であり、最も一般的に使用されている方法は、2つの変数（例えば、荷重と粘度）を固定しておき、接触界面がアスペリティ接触領域（境界）を通過するように、3つ目の変数（例えば、速度）を適切な範囲で変化させ、完全な流体膜分離（流体力学的）を行うことです。実験室では、これは、浸水潤滑下で回転ディスク（ＰＯＤ）に対してピンオンサイドを使用して一方向の方法で最も簡単に行われ、ピンエンドの接触形状が収束ギャップを作成します。
ストリベック曲線生成のための往復運動
しかし、最近では、往復動試験モードを用いて潤滑油の摩擦特性を評価することに大きな関心が寄せられている。このような試験装置は、高周波往復動試験装置（HFRR）やSRV型試験と呼ばれることもある。SRVは、ドイツ語の表現Schwingung Reibung Verschleißの頭文字をとったもので、摩擦および摩耗の往復運動を意味する）。往復動試験モードがどのように使用されるかの例としては、自動車エンジンのシリンダー内のピストンリングの潤滑状態をシミュレートすることが挙げられます。
往復運動でストリベック曲線を開発するための課題は、反転前の十分に長いストローク長にわたって十分な速度を開発し、流体力学的潤滑領域に到達するために必要な圧力と膜厚を構築することです。このノートでは、高度に研磨された平板に対して研磨された円筒状のダボピンをオンサイドにした形状を用いて、高周波往復運動の条件下でのこのような試験について説明しています。この作業のために、加熱された高速往復運動ステージを備えた Bruker UMT TriboLab（図４）を設置しました。
このような高周波レシプロリグ（HFRR）では，30 Hz の条件で平均速度 0.42 m/sec，ストローク中盤での最大速度 0.59 m/sec が得られ，流体潤滑領域に到達するのに十分な高さである．標準的な円筒形鋼製ダボピン（直径 9.5mm x 長さ 15.5mm，粗さ 19μm Ra）を回転式セルフアライニングホルダーに保持し，高度に研磨された 52100 製の鋼板（0.013μm Ra）に負荷をかけた．図5aは、テストチャンバー内のサンプルを示しています。円筒状のピンオンサイドや平板の代わりに、実際の部品から作製したサンプルを使用することもできます（図 5b）。
ストローク長は7mm、荷重は20Nで固定し、すべての試験において0.1Hzから30Hzまで周波数を変化させた。粘度の異なる３種類のポリαオレフィンオイル（ＰＡＯ）、すなわちＰＡＯ-２、ＰＡＯ-１０およびＰＡＯ-４０を使用した（ダッシュ番号は１００℃における粘度（ｃＳｔ）を示す）。試験は室温で実施しました。図6は、これら3つの粘度の潤滑油の試験から得られたStribeck曲線を示しています。
追加の標準的な往復試験機能
現在のところ、往復運動または一方向運動のいずれかでストライベック曲線を生成するための標準的な公表された試験方法はありませんが、他の多くの潤滑油性能関連の試験は、下部サンプルの同じ往復運動を用いて実施することができます。シリンダ側の上部サンプルをボールまたはフラットピンのいずれかと交換し、周波数および/またはストローク長を調整することにより、同じセットアップを使用して、ASTM、DIN、またはISO発行の以下の標準的な往復運動試験を実施することができます。
ASTM D5706-11: 高周波リニア振動（SRV）試験機を用いた潤滑グリースの極圧特性測定のための標準試験方法
ASTM D5707-11: 高周波リニア振動（SRV）試験機を用いた潤滑グリースの摩擦摩耗特性の標準試験方法
ASTM D6425: 極圧潤滑油の摩擦・摩耗特性測定のための標準試験方法
ASTM D6079-11: 高周波レシプロ・リグ（HFRR）によるディーゼル燃料の潤滑性評価のための標準試験法
ASTM D7688-11: 高周波往復動装置（HFRR）によるディーゼル燃料の目視観察による潤滑性評価のための標準試験方法
ASTM D7594-11:高周波線形振動（SRV）試験機を用いた高ヘルツジアン接触圧下における潤滑グリースの耐フレッティング摩耗性の標準試験方法
ASTM D7755-11:高周波リニア振動（SRV）試験機で使用する標準試験片の摩耗量を測定するための標準的な方法
ASTM G133-10: 直線的往復動ボールオンフラット摺動摩耗の標準試験方法
ASTM G203-10: 往復動トライボシステムにおける摩擦エネルギー散逸を測定するための標準ガイド
ASTM G206-11: 往復動摩耗試験におけるピストンリングセグメントのフラットクーポンに対する摩耗量測定のための標準ガイド
DIN 51834: 潤滑油の摩擦および摩耗データの測定
ISO 12156-1:2006: ディーゼル燃料-高周波往復動装置(HFRR)を用いた潤滑性評価、第1部：試験
著者
Steve Shaffer, Ph.D.
Bruker Senior Applications Scientist
Bruker Senior Applications ScientistBruker Senior Applications Scientist参照
- サーストン、ロバートH.、新しい方法と新しい装置、トリュブナーとCo、ロンドン、1879年による摩擦の法律と共同効率の決定。
- マルテンス、アドルフ、シュミエルルンターストゥンゲン[石油研究]、ミッテイルンゲン・オース・デン・ケーニグリヘン・テクニシェン・ヴェルシュッサンシュタルテン・ズ・ベルリン、エルゲンツェンシェフト3世[ベルリン王立技術試験研究所からのリリース、補完第III巻]、ジュリアス・スプリンガー、ベルリン、1888、1-37。
- ストリベック、リチャード、ダイ・ウェゼントリゼン・アイゲンシャーフテン・デア・グリット・ウント・ローレンラガー[スライディングとローラーベアリングの主な特徴]、ツァイチュリフト・デ・ヴェレインス・ドイッチャー・インゲニエール[ドイツ技術者協会のジャーナル]36(バンド46)、1902、1341-48,1432-38、および-146
- ハーシー、メイヨー、水平ジャーナルベアリングの潤滑の法則、ワシントン科学アカデミーのジャーナル、4、1914。
- トライボジスとと潤滑技術者協会 — www.stle.org
