研究摩擦磨損試驗機摩擦係數的影響因素和變化規律,是控製摩擦過程和降低摩擦損耗的一條有效途徑。
摩擦係數是摩擦副係統的綜合特性,而不是材料本身的固有特性。
在給出一種材料的摩擦係數時,必需同時給出得出該數值的條件和所用的測試設備。
摩擦係數受摩擦過程各種因素的影響,其主要影響因素有如下幾個方麵:
(一)表麵膜對摩擦磨損試驗機的摩擦係數的影響
具(ju)有(you)表(biao)麵(mian)氧(yang)化(hua)膜(mo)的(de)摩(mo)擦(ca)副(fu),摩(mo)擦(ca)主(zhu)要(yao)發(fa)生(sheng)在(zai)膜(mo)層(ceng)內(nei)。對(dui)於(yu)金(jin)屬(shu)的(de)摩(mo)擦(ca)來(lai)說(shuo),由(you)於(yu)表(biao)麵(mian)氧(yang)化(hua)膜(mo)的(de)塑(su)性(xing)和(he)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)比(bi)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)差(cha),在(zai)摩(mo)擦(ca)過(guo)程(cheng)中(zhong),膜(mo)先(xian)被(bei)破(po)壞(huai),金(jin)屬(shu)摩(mo)擦(ca)表(biao)麵(mian)不(bu)易(yi)發(fa)生(sheng)粘(zhan)著(zhe),使(shi)摩(mo)擦(ca)係(xi)數(shu)降(jiang)低(di),磨(mo)損(sun)減(jian)少(shao)。
在(zai)金(jin)屬(shu)摩(mo)擦(ca)表(biao)麵(mian)塗(tu)覆(fu)軟(ruan)金(jin)屬(shu)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)降(jiang)低(di)摩(mo)擦(ca)係(xi)數(shu)。其(qi)中(zhong)以(yi)鎘(ge)對(dui)摩(mo)擦(ca)係(xi)數(shu)的(de)影(ying)響(xiang)明(ming)顯(xian),但(dan)鎘(ge)與(yu)基(ji)體(ti)金(jin)屬(shu)的(de)結(jie)合(he)力(li)較(jiao)弱(ruo),容(rong)易(yi)在(zai)摩(mo)擦(ca)時(shi)被(bei)擦(ca)掉(diao)。
(二)材料性質對摩擦磨損試驗機的摩擦係數的影響
mocafudemocaxishu,suipeiduicailiaoxingzhidebutongerbutong。fenzihuoyuanzijiegouxiangtonghuoxiangjindeliangzhongcailiaohurongxingda,hurongxingjiaodadecailiaozuchengmocafu,yifashengzhanzhe,mocaxishuzenggao;反之,分子或原子結構差別大則互溶性小,互溶性較小的材料組成摩擦副,不易發生粘著,摩擦係數一般都比較低。
因yin此ci,在zai設she計ji摩mo擦ca副fu時shi,應ying盡jin可ke能neng地di選xuan擇ze分fen子zi結jie構gou或huo原yuan子zi晶jing格ge差cha別bie大da,互hu溶rong性xing小xiao的de材cai料liao組zu成cheng摩mo擦ca副fu,以yi降jiang低di其qi摩mo擦ca係xi數shu。如ru果guo條tiao件jian允yun許xu的de話hua,應ying盡jin可ke能neng選xuan擇ze金jin屬shu與yu非fei金jin屬shu(工程塑料、複合材料等)組成摩擦副。
(三)載荷對摩擦磨損試驗機的摩擦係數的影響
載荷的大小直接影響摩擦副的接觸狀態,在不同的接觸狀態下,摩擦副所表現出來的摩擦特性也就不一樣。
一般情況下,摩擦係數將隨載荷的增加而增大,當載荷足夠大時越過一極大值,隨著載荷的繼續增大而摩擦係數趨於穩定或減小。
(四)滑動速度對摩擦磨損試驗機的摩擦係數的影響
在一般情況下,摩擦係數隨滑動速度增加而升高,越過一極大值後,又隨滑動速度的增加而減少。
滑hua動dong速su度du對dui摩mo擦ca係xi數shu的de影ying響xiang,主zhu要yao是shi它ta引yin起qi溫wen度du的de變bian化hua所suo至zhi。滑hua動dong速su度du引yin起qi的de發fa熱re和he溫wen度du的de變bian化hua,改gai變bian了le摩mo擦ca表biao麵mian層ceng的de性xing質zhi和he接jie觸chu狀zhuang況kuang,因yin而er摩mo擦ca係xi數shu必bi將jiang隨sui之zhi變bian化hua。對dui溫wen度du不bu敏min感gan的de材cai料liao(如石墨),摩擦係數實際上幾乎與滑動速度無關。
(五)溫度對摩擦磨損試驗機的摩擦係數的影響
在摩擦過程中,溫wen度du的de變bian化hua使shi摩mo擦ca副fu表biao麵mian材cai料liao的de性xing質zhi發fa生sheng改gai變bian,從cong而er影ying響xiang摩mo擦ca係xi數shu。摩mo擦ca係xi數shu隨sui摩mo擦ca副fu工gong作zuo條tiao件jian的de不bu同tong而er變bian化hua。具ju體ti情qing況kuang需xu用yong試shi驗yan方fang法fa測ce定ding。
(1)對於大多數金屬摩擦副而言,其摩擦係數均隨溫度的升高而降低,極少數(如金-金)的摩擦係數均隨溫度的升高而升高。
(2)對(dui)於(yu)散(san)熱(re)性(xing)比(bi)較(jiao)差(cha)的(de)材(cai)料(liao),特(te)別(bie)是(shi)由(you)熱(re)塑(su)性(xing)工(gong)程(cheng)塑(su)料(liao)組(zu)成(cheng)的(de)摩(mo)擦(ca)副(fu),開(kai)始(shi)摩(mo)擦(ca)係(xi)數(shu)將(jiang)隨(sui)著(zhe)溫(wen)度(du)的(de)升(sheng)高(gao)而(er)增(zeng)大(da),當(dang)表(biao)麵(mian)溫(wen)度(du)達(da)到(dao)一(yi)定(ding)值(zhi),材(cai)料(liao)麵(mian)將(jiang)被(bei)熔(rong)化(hua)。所(suo)以(yi),一般工程塑料都隻能在 一定的溫度範圍內使用,超過這個溫度範圍,摩擦副材料將喪失其工作能力。
(3)duiyujinshuyufuhecailiaozuchengdemocafu,qimocaxishuzaiyidingdefanweineishouwendudeyingxiangjiaoxiao,danshi,dangwenduchaoguomouyijixianzhishi,mocaxishujiangsuiwendudeshenggaoerxianzhuxiajiang。tongchangbazhezhongxianxiangchengweicailiaodereshuaituixing。duiyuzhidongmocafu,youqiyingkongzhizaireshuaituidelinjiewenduyixiagongzuo,yibaozhengqijuyouzugoudezhidongnengli。
(六)表麵粗糙度對摩擦磨損試驗機的摩擦係數的影響
根據摩擦的分子—機械理論,當表麵粗糙度值大於50μm時,分子分量可以忽略不計,因此,摩擦係數隨著表麵粗糙度值的減小而降低;當表麵粗糙度值特別小,小於20μm時,摩擦係數中的分子分量起主要作用,機械分量可以忽略不計,因此,摩擦係數隨著表麵粗糙度值的減小而增大;表麵粗糙度值愈小,實際接觸麵積愈大,因而摩擦係數也就愈大;在一般情況下,即20μm <Ra<50μm範圍內,表麵粗糙度對摩擦係數的影響不大。表麵粗糙度對摩擦係數的影響可定性的用圖3-4曲線來描述。
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