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마찰지역 내에 있어서의 표면 및 유막온도 계측법의 진전(Progress of Measurement Techniques for Temperatures of Surface and Oil Film in Frictional Area)

전문가 제언: □ 마찰면을 윤활제가 분리시켜 놓는 정도에 따라 윤활형태가 구분된다. 완전윤활은 유체윤활이라 하며 윤활막에 의해 금속 표면을 분리시킨 경우로 금속면에 작용하는 하중은 유체압력에 의해 지지되어 금속 표면의 마모는 일어나지 않고 마찰손실은 윤활막에 의해 생성한다. 경계윤활은 박막윤활이라 하며 윤활제의 유막이 얇은 상태에서 부분적인 마찰을 일으킨다. 극압윤활은 하중이 걸리거나 마찰면의 온도가 높게 되면 파괴되기 쉽다. 극압 첨가제를 넣어 극압막을 형성하므로 금속의 직접 접촉을 방지하여 윤활을 가능하게 한다. 따라서 유체윤활에서 점성은 발열과 온도 상승에 의해 저하한다. 온도구배는 유막이 얇아질수록 구배가 크고 온도 분포에 의한 점도 분포가 점성 쐐기작용을 일으키게 하여 유체윤활 성능에 영향을 미친다. 마찰면에서는 화학적, 전열적 측면을 포함한 열적 파악이 중요한 것이 된다.

□ 마찰면 및 유막의 온도 측정방법으로 저항 변화법은 저항값의 온도 의존성을 이용해 온도계측을 행하는 방법이다. Glavatskih는 트러스트베어링의 표면 온도의 계측시에 기름의 열대류에 의한 열전대의 접점에 윤활유가 흐르는 구조로 유막온도 측정의 응답성의 향상과 라이나 측의 온도계측에 저항 저항법을 이용하였다. 유기 형광법은 형광제를 혼입시킨 윤활유에 자외선, 단파장의 가시광선을 조사시켜 형광 강도를 측정하는 방법이며 형광 강도에 온도 의존성이 있는 것을 이용해 온도계측도 가능하다.

□ 적외선법은 적외선 방사의 원리를 이용한 온도계측 방법은 비접촉의 광학 계측이기 때문에 응답성이 높고, 현미경에 의한 면의 분해성능도 높게 할 수 있는 이점도 있다. 이러한 이점으로부터 Bowden 등이 마찰중의 1㎲ 이하의 온도 변동을 검출된 것이 유명하다. 열전대법은 마찰면의 온도 측정법으로 이용되고 Bendersky에 의해 열전대의 접점을 박막으로 접점의 열용량을 작게 하는 방법이다. 이 방법에 의하여 Coant 등은 피스톤링의 라이나(liner) 표면의 온도계측 때, Alumel-Chromel의 접점을 표면상에 노출시켜 실험중의 마모에 의해 접점을 형성시킨 결과 0.5㎲의 짧은 완화시간으로 100℃까지 온도 상승의 계측에 성공하였다.

저자: Kazuyuki Yagi ; Tsunamitsu Nakahara
자료유형: 학술정보