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【FAG軸承專家】影響摩擦因數(shù)的因素

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  濟(jì)南市鴻慷機(jī)電設(shè)備有限公司位于交通便利的泉城濟(jì)南,是全球生產(chǎn)滾動軸承和直線運(yùn)動產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)---德國舍弗勒集團(tuán)在山東的授權(quán)代理商。公司專營舍弗勒集團(tuán)旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承,是一家順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要而誕生的專業(yè)化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術(shù)支持,在機(jī)械行業(yè)技術(shù)方面有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn),今天濟(jì)南鴻慷機(jī)電進(jìn)口軸承專家為大家介紹一下影響摩擦因數(shù)的因素。

進(jìn)口軸承|濟(jì)南鴻慷

 

  1.表層性質(zhì)

 

  由于污染、化學(xué)熱處理、電鍍和潤滑劑的作用等,在金屬表面形成一層極薄的表面膜(如氧化膜、硫化膜、磷化膜、氯化膜、錮膜、鎘膜、鋁膜等),使表層具有與基體不同的性質(zhì)。若表面膜在一定厚度內(nèi),實(shí)際接觸面積仍撒于基體材料而不是表面膜,同時可使表面膜的抗剪強(qiáng)度低于基體材料的抗剪強(qiáng)度;另一方面因表面膜的存在而不易發(fā)生粘著,因此摩擦力和摩擦因數(shù)可隨之降低。

 

  表面膜厚度對摩擦因數(shù)也有很大影響。若表面膜太薄,膜易被壓破而出現(xiàn)基體材料的直接接觸;若表面膜太厚,一方面因膜較軟而使實(shí)際接觸面積增大,另一方面兩對偶表面上的微峰在表面膜上的犁溝效應(yīng)也較為突出??梢姡砻婺び幸粋€值得尋求的最佳厚度。

 

  2.材料性質(zhì)

 

  金屬摩擦副的摩擦因數(shù)隨配對材料的性質(zhì)不同而異。一般說來,相同金屬或互溶性較大的金屬摩擦副,容易發(fā)生粘著,其摩擦因數(shù)較大;反之,摩擦因數(shù)較小。不同結(jié)構(gòu)的材料具有不同的摩擦特性。如石墨因具有穩(wěn)定的層狀結(jié)構(gòu)且層間的結(jié)合力小,容易滑動,故摩擦因數(shù)較?。挥秩缃饎偸鋵Φ哪Σ粮币蛴捕雀?、實(shí)際接觸面積小而不易發(fā)生粘著,其摩擦因數(shù)也較小。

 

  3.溫度

 

  周圍介質(zhì)溫度對摩擦因數(shù)的影響,主要是由于表層材料性質(zhì)發(fā)生變化而引起的,鮑登等人的試驗(yàn)表明,許多金屬(如鉬、鎢、欽等)及其化合物的摩擦因數(shù),在周圍介質(zhì)溫度為700~800℃時出現(xiàn)最小值。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因最初溫升使抗剪強(qiáng)度下降,進(jìn)一步溫升又使屈服點(diǎn)急劇下降而引起實(shí)際接觸面積增大許多的緣故。但高聚物摩擦副或壓力加工時,摩擦因數(shù)隨著溫度的改變將出現(xiàn)極大值。

 

  由上述可見,溫度對摩擦因數(shù)的影響是多變的,因具體工況條件、材料特性、氧化膜變化等因素的影響而使溫度與摩擦因數(shù)的關(guān)系變得十分復(fù)雜。

 

  4.相對運(yùn)動速度

 

  一般情況下,滑動速度會引起表層發(fā)熱和溫升,從而改變表層的性質(zhì),因此摩擦因數(shù)必將隨之變化。

 

  當(dāng)摩擦副對偶表面的相對滑動速度超過50m/s時,接觸表面產(chǎn)生大量的摩擦熱。因接觸點(diǎn)的持續(xù)接觸時間短,瞬間產(chǎn)生的大量摩擦熱來不及向基體內(nèi)部擴(kuò)散,因此摩擦熱集中在表層,使表層溫度較高而出現(xiàn)熔化層,熔化了的金屬液起著潤滑作用,使摩擦因數(shù)隨速度增加而降低,如銅在滑動速度為135m/s時,其摩擦因數(shù)為0.055;而在350m/s時,則降為0.035。但有些材料(如石墨)的摩擦因數(shù)幾乎不受滑動速度的影響,其原因是這類材料的力學(xué)性能可在很寬的溫度范圍內(nèi)保持不變。

 

  對于邊界摩擦,在速度低于0.0035m/s,即由靜摩擦向動摩擦過渡的低速度范圍內(nèi),隨著速度的加快,吸附膜的摩擦因數(shù)逐漸減小而趨于定值,反應(yīng)膜的摩擦因數(shù)也逐漸增大而趨于定值。

 

  5.載荷

 

  一般情況下,金屬摩擦副的摩擦因數(shù)隨載荷增大而降低,然后趨于穩(wěn)定,這種現(xiàn)象可用粘著理論加以解釋。當(dāng)載荷很小時,兩對偶表面處于彈性接觸狀態(tài),這時實(shí)際接觸面積與載荷的2/3次方成正比,而按粘著理論,摩擦力與實(shí)際接觸面積成正比,因此摩擦因數(shù)與載荷的1/3次方成反比;當(dāng)載荷較大時,兩對偶表面處于彈塑性接觸狀態(tài),實(shí)際接觸面積與載荷的2/3~1次方成正比,因此摩擦因數(shù)隨載荷增大而較慢降低并趨于穩(wěn)定;當(dāng)載荷大到兩對偶表面處于塑性接觸狀態(tài)時,摩擦因數(shù)與載荷基本無關(guān)。

 

  靜摩擦因數(shù)的大小還與兩對偶表面在載荷作用下靜止接觸延續(xù)的時間有關(guān)。一般情況下,靜止接觸延續(xù)時間愈長,靜摩擦因數(shù)愈大。這是由于載荷的作用,使接觸處發(fā)生塑性變形,隨著靜止接觸時間的延長,實(shí)際接觸面積會有所增大,微峰相互嵌入也.更深入而引起。

 

  6.表面粗糙度

 

  在塑性接觸情況下,由于表面粗糙度對實(shí)際接觸面積的影響很小,因而可認(rèn)為摩擦因數(shù)幾乎不受表面粗糙度的影響。對于彈性或彈塑性接觸的干摩擦副,當(dāng)表面粗糙度值很小時,機(jī)械作用也就較小,而分子力作用較大;反之亦然??梢姡Σ烈驍?shù)隨表面粗糙度的變化會有一個極小值。

 

  以上各種因素對摩擦因數(shù)的影響都不是孤立的,而是相互聯(lián)系相互影響的。

 

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