Фактори які впливають на коефіцієнт тертя

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»
МЕХАНІКО-МАШИНОБУДІВНИЙ ІНСТИТУТ
«Кафедра технології виробництва літальних апаратів»
ДОПОВІДЬ
з дисципліни: «Тертя в процесах обробки матеріалів тиском»
На тему: Фактори які впливають на коефіцієнт тертя
Виконала: Бондарь А. М.
Студентка 2-го курсу
Групи: МД-01мн
Прийняв: доц. Сабол С. Ф.
Київ – 2021

Тертя — сукупність явищ, що спричиняють опір, рухові одне відносно одного макроскопічних тіл (зовнішнє тертя) або елементів одного і того ж тіла
(внутрішнє тертя), при якому механічна енергія розсіюється переважно у вигляді тепла. Зовнішнє тертя відбувається на границі контакту двох твердих тіл. Внутрішнє тертя виникає у потоках рідини або при деформації твердого тіла, між частинами, що переміщуються одна відносно одної.
Коефіцієнт тертя – характеристика, яка застосовується при виконанні технічних розрахунків, що характеризують фрикційні взаємодії двох тіл. У залежності від виду переміщення одного тіла по іншому розрізняють: коефіцієнт тертя при зсуві – ковзання і коефіцієнт тертя при коченні. У свою чергу, при ковзанні залежно від величини тангенціальної сили розрізняють коефіцієнт неповного тертя ковзання, коефіцієнт тертя спокою і коефіцієнт тертя ковзання. Всі ці коефіцієнти тертя можуть змінюватися в широких межах залежно від шорсткості і хвилястості поверхонь, характеру плівок, що покривають поверхні.
При роботі машин і механізмів відбувається розсіювання механічної енергії. Причиною такого розсіювання є тертя. Вирізняють внутрішнє і зовнішнє тертя.
Внутрішнє тертя – це тертя між частками матеріалу при його деформації
(рис. 1 а). Проявом цього виду тертя є наявність у матеріалу петлі пружного гістерезису (рис. 1 б). Чим ширша петля, тим вищими є демпфірувальні властивості матеріалу, тобто його здатність гасити коливання.

а) б)
Рис. 1 Внутрішнє тертя: a – тертя між часточками матеріалу; б – петля пружного гістерезису
Розрізняють тертя за кінематичною ознакою:
- тертя ковзання (рис. 2 а);
- тертя кочення – зовнішнє тертя руху, під час якого швидкості тіл в точках дотику відрізняються за величиною і напрямком і діє на тіло у напрямку, протилежному до напрямку проковзування. (рис. 2 б);
- тертя вертіння – опір рухові, що виникає при перекочуванні тіла одне по одному. (рис. 2 в);
- тертя кочення з проковзуванням – тертя руху двох тіл з одночасним тертям кочення і ковзання в зоні контакту. (в зубчастому зачепленні, наприклад);
- тертя за вібропереміщень.

а) б) в)
Рис. 2 Види тертя за кінематичною ознакою: a – тертя ковзання; б – тертя кочення; в – тертя вертіння.
Розрізняють тертя за станом поверхні:
- тертя без змащення (сухе тертя);
- тертя зі змащенням (рідинне тертя).
Коефіцієнт тертя не є сталою величиною. На нього впливає цілий ряд конструктивно-технологічних та експлуатаційних факторів.
Згідно з Кулоном коефіцієнт тертя не залежить від швидкості ковзання
(рис. 3 а). При F
n
= Const і F
тр
= Const. На практиці сила сухого тертя залежить від швидкості ковзання (рис. 3 б). а) б)
Рис. 2 Залежність сили тертя від швидкості ковзання: a – за Амантоном-
Кулоном; б – на практиці

Існує оптимальне значення V
гр
(гранична швидкість), за якої сила тертя, а значить і коефіцієнт тертя, мінімальні. В зоні малих швидкостей ковзання спостерігається різке падіння сили тертя при збільшенні швидкості. За такої залежності між силою тертя і швидкістю ковзання при малих швидкостях переміщень спостерігається нестійкий (стрибкоподібний) рух. Таке явище характерне для технологічного обладнання. Воно супроводжується нерівномірністю подачі, підвищеним зносом спрямовуючих та інструменту.
В механізмах виникають додаткові динамічні навантаження, знижується точність роботи обладнання.
Для усунення цього явища заміняють сухе тертя рідинним зі спеціальним гідростатичним мастилом. Замість традиційних чавуну та бронзи для спрямовуючих та повзунів застосовують, де це можливо, фторопласт.
Заміняють тертя ковзання тертям кочення.
Сили тертя залежать від таких груп факторів:
– властивостей поверхневих шарів контактуючих деталей;
– режиму тертя;
– форми поверхонь кінематичної пари.
Перша група факторів, що визначають фізико-механічний та мікрогеометричний стан контактуючих поверхонь: молекулярна будова, структура поверхневого шару, внутрішні напруження у ньому, твердість, пружність та інші механічні властивості; мікрорельєф, притаманний кожній технічній поверхні, та ін.
Взаємодія поверхонь при терті суттєво залежить від характеру деформування мікровиступів: воно може бути пружним чи пружно- пластичним (частіше всього) або ж пластичним.

Друга група факторів – режим тертя: питомий тиск, відносні швидкості, температура у контактних зонах, присутність або відсутність на поверхнях тертя оксидів або змащуючих матеріалів, властивості цих третіх речовин.
Третьої групи факторів: вводять зведений коефіцієнт тертя – співвідношення зовнішніх сил – рушійної P та стискаючої контактуючі поверхні N: f¢ = P/N. При наявності тертя силу P знаходять через f¢ :
P = F
т
= f¢ N де F
т
– зведена сила тертя у кінематичній парі.