26 Виды трения (качения,скольжения). Коэффициент трения. Трение в посьтупательных и вращательных кинематических парах. Определение сил и моментов сил трения.
При соприкосновении движущихся (или приходящих в движение) тел с другими телами, а также с частицами вещества окружающей среды возникают силы, препятствующие такому движению. Эти силы называют силами трения. Действие сил трения всегда сопровождается превращением механической энергии во внутреннюю и вызывает нагревание тел и окружающей их среды.
Существует внешнее и внутреннее трение (иначе называемое вязкостью). Внешним называют такой вид трения, при котором в местах соприкосновения твердых тел возникают силы, затрудняющие взаимное перемещение тел и направленные по касательной к их поверхностям.
Внутренним
трением (вязкостью) называется вид трения,
состоящий в том, что при взаимном
перемещении. слоев жидкости или газа
между ними возникают касательные силы,
препятствующие такому перемещению.
Внешнее трение подразделяют на
В жизни человека силы трения играют важную роль. В одних случаях он их использует, а в других борется с ними. Силы трения имеют электромагнитную природу.
Наблюдения показывают, что сила трения покоя всегда направлена противоположно действующей на тело внешней силе, стремящейся привести это тело в движение.
По третьему закону Ньютона сила Fд давления тела на опору равна по модулю силе N реакции опоры. Поэтому максимальная сила трения покоя пропорциональна силе реакции опоры. Для модулей этих сил справедливо следующее соотношение:
Fп=fпN, (2.19)
где fп — безразмерный коэффициент пропорциональности, называемый
О пределить значение коэффициента трения покоя можно следующим образом. Пусть тело (плоский брусок) лежит на наклонной плоскости АВ (рис. 23). На него действуют три силы: сила тяжести F, сила трения покоя Fп и сила реакции опоры N. Нормальная составляющая Fп силы тяжести представляет собой силу давления Fд, производимого телом на опору, т. е.
FН=Fд.
(2.
Тангенциальная составляющая Fт силы тяжести представляет собой силу, стремящуюся сдвинуть тело вниз по наклонной плоскости.
При малых углах наклона a сила Fт уравновешивается силой трения покоя Fп и тело на наклонной плоскости покоится (сила N реакции опоры по третьему закону Ньютона равна по модулю и противоположна по направлению силе Fд, т. е. уравновешивает ее).
Будем увеличивать угол наклона a до тех пор, пока тело не начнет скользить вниз по наклонной плоскости. В этот момент
Fт=Fпmax
Подставив в формулу (2.19) выражения (2.20) и (2.21), получим
fп=Fт/Fн (2.22)
Из рис. 23 видно, что
Fт=Fsina = mg sina; Fн=Fcosa = mg cosa.
Подставив эти
значения Fт И Fн в формулу (2.
22), получим
fн=sina/cosa=tga. (2.23)
Измерив
угол a, при котором начинается скольжение
тела, можно по формуле (2.25) вычислить
значение коэффициента трения покоя f
Коэффициент трения тормозной колодки — что это, как определяется и на что влияет?
Коэффициент трения является, по сути, одной из главных характеристик, напрямую влияющих на эффективность торможения авто. Проще говоря, это главная величина, определяющая длину тормозного пути транспортного средства (после шин, разумеется).
Некоторые производители фрикционных составов указывают некую цифру, как показатель коэффициента трения своих изделий. Часто это выглядит так «Наши колодки имеют коэффициент трения 0,5». На самом деле, это не более, чем маркетинговая уловка, и вот почему.
Во фрикционных материалах коэффициент трения всегда находится в пределах от 0 до 1. Но говоря по неоднородных и композитных составах (состоящих не их одного ингредиента) показатель коэффициента будет колебаться в зависимости от температуры объекта.
А поскольку все существующие тормозные накладки — это смеси из нескольких десятков компонентов, то справедливым будет указывать диапазон этой величины. В американском стандарте DOT J866 даже упростили этот вопрос, разбив показатель на группы и привязав каждую группу к своему диапазону. Более того, этот буквенный параметр американцы используют для обозначения своих колодок, размещая две буквы на торце накладки: первая обозначаем диапазон коэффициента трения «на холодную», вторая — «на горячую», после разогрева до 150 С.
| Коэффициент трения | Код |
| 0,15 — 0,25 µ | D |
| 0,26 — 0,35 µ | E |
| 0,36 — 0,45 µ | F |
| 0,46 — 0,55 µ | G |
| 0,56 — 0,65 µ | H |
Как температура нагрева изменяет показатель коэффициента? Обычно, это изменение проще всего выразить в виде графика, на котором в пределах рабочего температурного диапазона величина изменяется с незначительным колебанием, а далее начинает уверенно затухать.
Как видно на примере, Колодка А имеет рабочий температурный диапазон 0-300 С, рабочий «коридор» коэффициента трения 0,25-0,34, колодки В — стойкая до 400 С, при этом показатель коэффициента — 0,27-0,35, и третья — С, будет способна генерировать рабочий коэффициент до 250 С, после чего его кривая неумолимо стремится к нулю. Для городской повседневной езды наиболее привлекательна первая накладка (А): хотя абсолютные значения коэффициента и ниже, чем у В, тем не менее — кривая более стабильна, а это значит повышенная информативность при торможении.
Такое графическое представление, будь оно на вооружение производителей, легко бы показывало покупателю что ожидать от данной колодки. Но увы, ничего подобного на рынке вы не встретите.
Таким образом, мы выяснили, что коэффициент трения тормозной колодки не может быть выражен одним числом, а должен быть представлены в виде диапазона. Если же производитель норовит нас убедить, что в его накладке эта величина равна 0,5, то это не только не поясняет, но и даже вводит в заблуждение — 0,5 это показатель максимальный в диапазоне или минимальный?
Как прогрев колодок влияет на их эффективность
Еще одна величина — динамический коэффициент трения (не путать с собственным коэффициентом изделия).
Динамическим коэффициентом определяется трение пары — в данном случае, возникающее между поверхностями диска и колодки. Он может быть выше собственного показателя накладки в случае, например, использования тормозных дисков с насечкой.
Коэффициент трения ASTM D1894
Коэффициент трения ASTM D1894
Область применения:
Испытание используется для определения кинетического (движущегося) и статического (начального) сопротивления одной поверхности при перетаскивании по другой.
Процедура испытания:
Образец прикрепляют к салазкам определенного веса. Салазки тянут по второй поверхности со скоростью 150 мм/мин. Измеряется усилие, необходимое для запуска салазок (статическое) и поддержания движения (кинетическое).
Размер образца:
Отдельные квадратные образцы размером 64 мм (2,5 дюйма) и вторая поверхность размером 254 мм x 127 мм (10 x 5 дюймов).
Данные:
Можно рассчитать как статический, так и кинетический коэффициент трения.
Статический коэффициент трения равен начальному показанию весов сил, деленному на вес салазок. Кинетический коэффициент трения равен среднему показателю силы, полученному при равномерном скольжении поверхностей, деленному на вес салазок. Все измерения в граммах.
**Обратите внимание, что это описание теста намеренно носит общий характер и предназначено для предоставления описательного резюме для улучшения понимания теста. Из-за ограничений авторского права мы не можем предоставить копии стандартов. Стандарты можно получить в соответствующих органах по стандартизации.
- Testlopedia — Энциклопедия испытаний пластмасс
- Характеристики пленок и гибких упаковочных материалов
- Испытание на изгиб Gelbo
- Скорость пропускания кислорода (OTR) ASTM D3985
- Прочность сварки в горячем состоянии ASTM F1921
Нужна помощь или есть вопрос? +1 413 499 0983
Нужна помощь или есть вопрос?
+1 413 499 0983
- Уилтон, Великобритания:
- +44 1642 435 788
- Бенилюкс:
- +31 88 126 8888
- Азиатско-Тихоокеанский регион:
- +65 6805 4800
- Германия:
- 0800 5855888
- +49 711 27311 152
- Швейцария:
- +41 61 686 4800
- 01 800 5468 3783
- +52 55 5091 2150
- Бразилия:
- +55 11 2322 8033
- Австралия:
- +61 1300 046 837
- +91 22 4245 0207
Ресурсы:
Справочное руководство по оценке разрушения композитов и пластмасс при сборке
Полимеры и пластмассы
- Глобальные испытания полимеров и пластмасс
- Услуги полимеров и пластмасс от А до Я
Влияние температуры на коэффициент трения
Гугл
Отзывы
Дом
Классический пользовательский
Ресурсы
Физические тесты
лаборатория Физические тесты
1.
Коэффициент трения
Коэффициент трения является мерой силы трения между двумя поверхностями. Это показатель фрикционного поведения материала. Коэффициент трения пленки зависит от поверхностной адгезии (поверхностное натяжение и кристалличность), добавки (сглаживающее средство, пигмент и т. д.) и полировки поверхности. Коэффициент трения должен контролироваться строго в следующей последовательности операций: пересечение пленки свободным валиком, формование мешков, обвязка изделий шпагатом и укладка тары и другой тары. Помимо внутренних переменных факторов, факторы окружающей среды (такие как рабочая скорость, температура, накопление статического электричества и влажность машины) также могут влиять на результат испытания коэффициента трения.
2. Влияние температуры на коэффициент трения
Изменение состояния движения молекул высокополимера с точки зрения динамики называется разрыхлением. Повышение температуры может, с одной стороны, улучшить способность движущихся частей к теплу.
С другой стороны, из-за теплового расширения расстояние между молекулами увеличивается. А именно, увеличивается объем внутренней свободы в высоком полимере, что может увеличить пространство активности движущейся единицы, ускорить движение молекул, сократить время релаксации и ускорить процесс релаксации. После релаксации высокополимера его термодинамическая природа, вязкопластичность и другие физические свойства также резко изменятся. На коэффициент трения, как на один из наиболее часто используемых показателей механики, также может влиять повышение температуры. Вообще говоря, с повышением температуры окружающей среды коэффициент поверхностного трения материала будет иметь определенное изменение, но величина изменения будет различаться от материала к материалу.
3. Эксперимент с повышением температуры
Для проверки влияния колебаний температуры на коэффициент трения коэффициент трения нескольких групп материалов с определенной репрезентативностью испытывают при различных температурах.
Подробная информация об испытаниях и результаты испытаний приведены ниже:
Образец: поликарбонатная пленка, комплексная пленка из алюминиевой фольги
Прибор: Labthink FPT-F1 коэффициент трения / тестер отслаивания
Температура испытания: комнатная температура~90.0 °C
Testing data:
Table 1. Friction Testing Data of PC Film
| Testing temperature °C | Coefficient of static friction mean 1 | Coefficient of kinetic friction mean 1 |
|---|---|---|
| 32.1 | 0.285 | 0.244 |
| 45.5 | 0.336 | 0. 212 |
| 62.0 | 0.387 | 0.319 |
| 74.1 | 0.435 2 | 0.322 2 |
| 87.5 | 0.433 2 | 0.300 2 |
Note1: testing data are mean value of several groups
2: phenomenon of stick- скольжение
Таблица 2: Данные испытаний на трение пленки из алюминиевой фольги0150 1 Примечание 1: данные испытаний являются средними значениями нескольких групп 2: явление прерывистого скольжения Кривая данных с повышением температуры показана на рис. 1: Рис. 1. Повышение температуры явно повлияло на коэффициент трения материала Из рис. 1 видно, что повышение температуры явно повлияло на коэффициент трения материала. Но на разные образцы при повышении температуры эффекты воздействия различны. Причем для одного и того же образца тенденция изменения кинетического коэффициента трения, скорее всего, будет отличаться от тенденции статического коэффициента трения. 4. Фактическое требование Рулонный материал для автоматической упаковки обычно требует меньшего коэффициента трения внутреннего слоя и умеренного коэффициента трения внешнего слоя. Коэффициент трения внутреннего слоя не может быть слишком мал; в противном случае это приведет к смещению краев в результате нестабильной укладки набивки во время формирования мешка. Слишком большой внешний коэффициент трения вызовет появление пятен при растяжении материала из-за чрезмерного сопротивления в процессе упаковки. В то время как он слишком мал, это приведет к наклону тянущегося компонента, что, в свою очередь, может привести к неточности трассировки электрического глаза и позиционированию обрезки. Содержание раскрывающегося вещества и сглаживающего вещества внутреннего слоя вместе с жесткостью и гладкостью пленки будут влиять на коэффициент трения сложной пленки. При изучении коэффициента трения материала особое внимание следует обратить на влияние температуры. Как указано выше, различная температура вызовет заметное изменение коэффициента трения. 29.6 0.314 0.239 46.2 0. 
355 0.277 74.3 0.343 2 0.253 2 89.5 0.429 2 0.241 2 
Например, для поликарбонатной пленки тенденция роста коэффициента статического трения с повышением температуры достаточно устойчива. Но тенденция изменения коэффициента кинетического трения очень велика. Однако общая тенденция изменения кинетического коэффициента трения также увеличивается. Что касается составной пленки из алюминиевой фольги, то тенденция роста коэффициента трения не так очевидна, как у пленки из поликарбоната. А его коэффициент кинетического трения остается практически стабильным при повышении температуры. Здесь необходимо отметить одну вещь: когда тестирование проводится при температуре выше 74 градусов по Цельсию, в процессе тестирования возникает очевидное явление прерывистого скольжения. То есть скольжение прерывистое, а не устойчивое.
В реальном процессе упаковки сила трения часто действует как сила сопротивления и сопротивление. Следовательно, коэффициент трения должен эффективно контролироваться в надлежащем диапазоне.
