λ比計算ツール
トライボロジー試験条件から潤滑状態を推定
試験構成・荷重・巻き込み速度・潤滑剤特性・表面粗さから、EHL 理論 (Hamrock-Dowson / Dowson-Higginson) に基づき λ比 (λ = hmin / σ) を計算します。
1試験方法を選択
回転試験 (Rotating)
往復試験 (Reciprocating)
前提と限界
- 本計算ツールでは、ニュートン流体および等温条件を仮定しています。実際の潤滑剤では、せん断速度に依存した粘度低下 (shear-thinning) や、温度・圧力に依存した粘度変化が生じるため、実際のλ比が大きく変わる可能性があります。
- 油膜厚さを決める主な要因は、巻き込み速度 (entrainment speed) u_e = (u₁ + u₂) / 2 です。すべり速度 (sliding speed) は、入口部でのせん断発熱 (inlet shear heating) などを通じて、主に間接的に影響します。
- λ比の予測には、実効粘度や変形後の表面粗さのばらつきに起因する不確実性が伴います。そのため、結果は絶対的な予測値ではなく、条件を比較するための指標としてご活用ください。
λ比 (ラムダ比) とは
λ比 (ラムダ比) は、トライボロジー接触における潤滑状態を表す無次元数です。最小油膜厚さ h_min と接触面の合成粗さ σ* の比として定義されます (λ = h_min / σ*)。
λ < 1 では、固体表面の凹凸 (アスペリティ) が直接接触しやすく、境界潤滑域となります。この領域では、摩擦や摩耗が生じやすくなります。
1 ≤ λ < 3 は混合潤滑域であり、部分的なアスペリティ接触と流体圧力による支持が共存します。
λ ≥ 3 では、油膜が両面を十分に隔離する全膜潤滑域となり、摩耗が大幅に低下しやすくなります。
計算手法
本計算ツールでは、弾性流体潤滑 (EHL) 理論に基づき、Hamrock-Dowson 式を用いて最小油膜厚さ h_min を推定します。
まず、換算弾性係数 E' とヘルツ接触パラメータ (接触半径 a、最大接触圧力 p₀) を算出します。次に、動作温度における粘度を WLF モデルで補間します。
得られたλ値に基づいて潤滑域を自動判定し、潤滑剤の選定や油膜厚さの最適化に向けた参考値として活用できます。