Закономерности сухого трения

Трение зависит от ряда сложных механических, физических и других явлений. Законы трения скольжения являются результатами обобщения большого количества опытного материала.

Законы внешнего трения скольжения формулируются следующим образом:

1. Сила трения пропорциональна нормальному давлению.

2. Коэффициент трения зависит от материалов трущихся поверхностей и их состояния.

3. Трение между однородными поверхностями (например, сталь-сталь) больше трения между разнородными поверхностями (сталь-бронза).

4. Сила трения не зависит от величины поверхностей касания трущихся элементов. Но при значительных удельных давлениях величина поверхностей начинает влиять на силу трения.

5. Коэффициент трения с увеличением скорости трущихся поверхностей уменьшается до минимального значения (рис. 4.4, а).

6. Трение покоя больше трения движения.

7. С увеличением удельного давления коэффициент трения уменьшается (происходит приработка поверхностей), а затем увеличивается (молекулярное «схватывание» материалов) (рис. 4.4, б).

8. Трение возрастает с увеличением времени предварительного контакта поверхностей.

Анализ этих законов трения, выполненный многими учеными, показал, что они могут считаться правильными только в применении к определенным трущимся материалам и только в некоторых пределах изменения скоростей и нагрузок.

Для сухого трения основные закономерности о силах можно сформулировать так:

1. Коэффициент трения можно считать постоянным и силы трения прямо пропорциональными нормальным давлениям только в определенном диапазоне скоростей и нагрузок.

2. Силы трения всегда направлены в сторону, противоположную относительным скоростям.

3. Трение покоя в начальный момент движения в большинстве случаев несколько больше трения движения.

4. С увеличением скорости движения сила трения в большинстве случаев уменьшается, приближаясь к некоторому постоянному значению

5. С возрастанием удельного давления сила трения в большинстве случаев увеличивается

6. С увеличением времени предварительного контакта сила трения возрастает.

Пример. Исследуемые элементы сталь-чугун имеют площадь контакта 320 см2. Давление 65 Н. При контакте в течение 10 секунд f = 0,181; при контакте в течение 100 секунд – f = 0,194; при контакте в течение 600 секунд – f = 0,205.