Различные факторы, влияющие на коэффициент трения подшипника
1. Свойства поверхности
Из-за загрязнения, химико-термической обработки, гальваники, смазочных материалов и т. д. на поверхности образуется очень тонкая поверхностная пленка (например, оксидная пленка, сульфидная пленка, фосфидная пленка, хлоридная пленка, пленка индия, пленка кадмия, алюминиевая пленка и т. д.). металлическая поверхность.), так что поверхностный слой имеет свойства, отличные от подложки.Если поверхностная пленка имеет определенную толщину, фактическая площадь контакта все равно напыляется на основной материал вместо поверхностной пленки, и прочность на сдвиг поверхностной пленки может быть ниже, чем у основного материала;с другой стороны, это нелегко осуществить из-за существования поверхностной пленки.Адгезия, поэтому сила трения и коэффициент трения могут быть соответственно уменьшены.Толщина поверхностной пленки также оказывает большое влияние на коэффициент трения.Если поверхностная пленка слишком тонкая, она легко сминается и происходит прямой контакт с материалом подложки;если поверхностная пленка слишком толстая, с одной стороны, фактическая площадь контакта увеличивается из-за мягкой пленки, а с другой стороны, микровыступы на двух двойных поверхностях становятся более выраженными. Эффект борозд на поверхностной пленке также увеличивается. видный.Видно, что поверхностная пленка имеет оптимальную толщину, к которой стоит стремиться.2. Свойства материала Коэффициент трения металлических пар трения варьируется в зависимости от свойств парных материалов.Вообще говоря, тот же металл или пара трения металлов с большей взаимной растворимостью склонны к слипанию, и ее коэффициент трения больше;наоборот, коэффициент трения меньше.Материалы разной структуры обладают разными фрикционными свойствами.Например, графит имеет стабильную слоистую структуру и небольшую силу связи между слоями, поэтому его легко скользить, поэтому коэффициент трения невелик;например, пару трения алмазной пары нелегко приклеить из-за ее высокой твердости и небольшой фактической площади контакта, а также высокий коэффициент трения.меньше.
3. Влияние температуры окружающей среды на коэффициент трения обусловлено главным образом изменением свойств материала поверхности.Эксперименты Боудена и др.показывают, что коэффициенты трения многих металлов (таких как молибден, вольфрам, вольфрам и т. д.) и их соединений. Минимальное значение достигается при температуре окружающей среды 700 ~ 800 ℃.Это явление возникает потому, что первоначальное повышение температуры снижает прочность на сдвиг, а дальнейшее повышение температуры приводит к резкому падению предела текучести, в результате чего фактическая площадь контакта значительно увеличивается.Однако в случае полимерных пар трения или обработки давлением коэффициент трения будет иметь максимальное значение при изменении температуры.
Из вышеизложенного видно, что влияние температуры на коэффициент трения непостоянно, а связь между температурой и коэффициентом трения становится очень сложной из-за влияния конкретных условий работы, свойств материала, изменения оксидной пленки и других факторов.
4. Относительная скорость движения
В общем, скорость скольжения вызывает нагрев поверхности и повышение температуры, тем самым изменяя свойства поверхности, поэтому коэффициент трения соответственно изменится.Когда относительная скорость скольжения парных поверхностей пары трения превышает 50 м/с, на контактирующих поверхностях выделяется большое количество теплоты трения.Из-за короткого непрерывного времени контакта в точке контакта большое количество мгновенно генерируемого тепла трения не может диффундировать внутрь подложки, поэтому тепло трения концентрируется в поверхностном слое, что приводит к повышению температуры поверхности и появлению расплавленного слоя. .Расплавленный металл играет смазочную роль и создает трение.Коэффициент уменьшается с увеличением скорости.Например, когда скорость скольжения меди составляет 135 м/с, ее коэффициент трения составляет 0,055;когда оно составляет 350 м/с, оно уменьшается до 0,035.Однако на коэффициент трения некоторых материалов (например, графита) скорость скольжения практически не влияет, поскольку механические свойства таких материалов могут сохраняться в широком диапазоне температур.При граничном трении в диапазоне малых скоростей, где скорость ниже 0,0035м/с, то есть при переходе от статического трения к динамическому, с увеличением скорости коэффициент трения адсорбционной пленки постепенно уменьшается и стремится к постоянное значение, а коэффициент трения реакционной пленки также постепенно увеличивается и стремится к постоянному значению.
5. Загрузка
В целом коэффициент трения металлической пары трения уменьшается с увеличением нагрузки, а затем стремится к стабилизации.Это явление можно объяснить теорией адгезии.Когда нагрузка очень мала, две двойные поверхности находятся в упругом контакте, а фактическая площадь контакта пропорциональна 2/3 мощности нагрузки.Согласно теории сцепления, сила трения пропорциональна фактической площади контакта, поэтому коэффициент трения равен 1 от нагрузки./3 мощность обратно пропорциональна;когда нагрузка велика, две двойные поверхности находятся в состоянии упруго-пластического контакта, а фактическая площадь контакта пропорциональна мощности нагрузки от 2/3 до 1, поэтому коэффициент трения медленно уменьшается с увеличением нагрузки. .имеет тенденцию быть стабильным;когда нагрузка настолько велика, что две двойные поверхности находятся в пластическом контакте, коэффициент трения практически не зависит от нагрузки.Величина коэффициента статического трения также связана с продолжительностью статического контакта между двумя двойными поверхностями под нагрузкой.В общем, чем дольше продолжительность статического контакта, тем больше коэффициент статического трения.Это происходит из-за действия нагрузки, вызывающей пластическую деформацию в месте контакта.С увеличением времени статического контакта фактическая площадь контакта увеличится, и микровыступы будут внедрены друг в друга.вызвано более глубоким.
6. Шероховатость поверхности
В случае пластического контакта, поскольку влияние шероховатости поверхности на фактическую площадь контакта невелико, можно считать, что на коэффициент трения шероховатость поверхности практически не влияет.Для пары сухого трения с упругим или упругопластическим контактом, когда величина шероховатости поверхности мала, механическое воздействие мало, а молекулярная сила велика;и наоборот.Видно, что с изменением шероховатости поверхности коэффициент трения будет иметь минимальное значение.
Влияние вышеуказанных факторов на коэффициент трения не изолировано, а взаимосвязано.
Время публикации: 24 августа 2022 г.