1. 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 сцепления между слоями, поэтому его легко скользить, поэтомуoптовый подшипник коэффициент трения небольшой; например, пару трения алмазной пары нелегко приклеить из-за ее высокой твердости и небольшой фактической площади контакта, а также высокий коэффициент трения. меньше.

2. Температура

Влияние температуры окружающей среды на коэффициент трения обусловлено главным образом изменением свойств материала поверхности. Эксперименты Боудена и др. показывают, что коэффициенты трения многих металлов (например, молибдена, вольфрама, вольфрама и др.) и их соединений существенно различаются в окружающей среде. Минимальное значение достигается при температуре 700–800 ℃. Это явление возникает потому, что начальное 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, причем связь между температурой и коэффициентом трения становится очень сложной из-за влияния конкретных условий работы, свойств материала, изменения оксидной пленки и других факторов.

3. 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 по-прежнему присыпана основным материалом вместо поверхностной пленки, и прочность поверхностной пленки на сдвиг 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.изготовленный на заказ подшипник. 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.

4. Относительная скорость движения

В общем, скорость скольжения вызывает нагрев и повышение температуры поверхностного слоя, тем самым изменяя свойства поверхностного слоя, 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, создавая 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. 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.

6. Загрузка

В целом коэффициент трения металлической пары трения снижается 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 адгезии, сила трения пропорциональна фактической площади контакта, поэтому подшипники индивидуальной конструкции 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.

Влияние вышеуказанных факторов на коэффициент трения не изолировано, а взаимосвязано.