¿Qué factores afectan la fricción del rodamiento?

1. Propiedades del material

El coeficiente de fricción de los pares de fricción de metal varía con las propiedades de los materiales emparejados. En términos generales, el mismo par de fricción de metal o metal con mayor solubilidad mutua es propenso a la adhesión, y su factor de fricción es mayor; Por el contrario, el factor de fricción es más pequeño. Los materiales de diferentes estructuras tienen diferentes propiedades de fricción. Por ejemplo, el grafito tiene una estructura de capas estable y una pequeña fuerza de unión entre capas, por lo que es fácil de deslizarlo, por lo que el rodamiento al por mayor El factor de fricción es pequeño; Por ejemplo, el par de fricción de emparejamiento de diamantes no es fácil de pegar debido a su alta dureza y un pequeño área de contacto real, y su factor de fricción también es alto. menor.

2. Temperatura

La influencia de la temperatura del medio circundante en el factor de fricción es causada principalmente por el cambio en las propiedades del material de la superficie. Los experimentos de Bowden et al. Demuestre que los factores de fricción de muchos metales (como el molibdeno, el tungsteno, el tungsteno, etc.) y sus compuestos son significativamente diferentes en el medio circundante. El valor mínimo ocurre cuando la temperatura es 700 ~ 800 ℃. Este fenómeno ocurre porque el aumento de la temperatura inicial reduce la resistencia al corte, y el aumento de la temperatura adicional hace que el punto de rendimiento disminuya bruscamente, lo que hace que el área de contacto real aumente mucho. Sin embargo, en el caso de pares de fricción de polímeros o procesamiento de presión, el coeficiente de fricción tendrá un valor máximo con el cambio de temperatura.

Desde lo anterior, se puede ver que la influencia de la temperatura en el factor de fricción es cambiante, y la relación entre la temperatura y el factor de fricción se vuelve muy complicada debido a la influencia de condiciones de trabajo específicas, propiedades del material, cambios de película de óxido y otros factores.

3. Propiedades superficiales

Debido a la contaminación, el tratamiento térmico químico, la electroplatación y los lubricantes, etc., una película de superficie muy delgada (como película de óxido, película de sulfuro, película de fosfuro, película de cloruro, película de indio, película de cadmio, película de aluminio, etc.) se forma en la superficie del metal. ), de modo que la capa superficial tenga diferentes propiedades del sustrato. Si la película superficial está dentro de un cierto grosor, el área de contacto real todavía está rociada sobre el material base en lugar de la película superficial, y la resistencia al corte de la película superficial puede ser menor que la del material base; Por otro lado, no es fácil ocurrir debido a la existencia de la película de superficie. Adhesión, por lo que la fuerza de fricción y el factor de fricción pueden reducirse en consecuencia.

El grosor de la película superficial también tiene una gran influencia en el factor de fricción de rodamiento personalizado . Si la película de superficie es demasiado delgada, la película se aplica fácilmente y se produce el contacto directo del material del sustrato; Si la película de superficie es demasiado gruesa, por un lado, el área de contacto real aumenta debido a la película blanda, y por otro lado, los micro-picos en las dos superficies duales son el efecto fruncido en la película superficial también es más prominente. Se puede ver que la película de superficie tiene un grosor óptimo que vale la pena buscar.

4. Velocidad de movimiento relativo

En general, la velocidad deslizante causará calentamiento y aumento de la temperatura de la capa superficial, cambiando así las propiedades de la capa superficial, por lo que el factor de fricción cambiará en consecuencia.

Cuando la velocidad deslizante relativa de las superficies emparejadas del par de fricción excede los 50 m/s, se genera una gran cantidad de calor por fricción en las superficies de contacto. Debido al corto tiempo de contacto continuo del punto de contacto, una gran cantidad de calor por fricción generado instantáneamente no puede difundirse en el interior del sustrato, por lo que el calor de fricción se concentra en la capa superficial, lo que hace que la temperatura de la superficie sea más alta y aparece una capa fundida. El metal fundido juega un papel lubricante, lo que hace que la fricción sea que el factor disminuya a medida que aumenta la velocidad. Por ejemplo, cuando la velocidad deslizante del cobre es de 135 m/s, su factor de fricción es 0.055; Cuando son 350 m/s, se reduce a 0.035. Sin embargo, el factor de fricción de algunos materiales (como el grafito) apenas se ve afectado por la velocidad deslizante, porque las propiedades mecánicas de tales materiales pueden mantenerse en un amplio rango de temperatura.

Para la fricción límite, en el rango de baja velocidad donde la velocidad es inferior a 0.0035m/s, es decir, la transición de la fricción estática a la fricción dinámica, a medida que aumenta la velocidad, el coeficiente de fricción de la película de adsorción disminuye y tiende a un valor constante, y el coeficiente de fricción de la película de reacción también aumenta gradualmente y tiende a ser constante.

5. Aspereza de la superficie

En el caso del contacto plástico, dado que la influencia de la rugosidad de la superficie en el área de contacto real es pequeña, se puede considerar que el factor de fricción apenas se ve afectada por la rugosidad de la superficie. Para un par de fricción seca con contacto elástico o elastoplástico, cuando el valor de rugosidad de la superficie es pequeño, el efecto mecánico es pequeño y la fuerza molecular es grande; y viceversa. Se puede ver que el factor de fricción tendrá un valor mínimo con el cambio de rugosidad de la superficie.

6. Carga

En general, el coeficiente de fricción del par de fricción metálica disminuye con el aumento de la carga, y luego tiende a ser estable. Este fenómeno puede explicarse por la teoría de la adhesión. Cuando la carga es muy pequeña, las dos superficies duales están en contacto elástico y el área de contacto real es proporcional a la potencia 2/3 de la carga. Según la teoría de la adhesión, la fuerza de fricción es proporcional al área de contacto real, por lo que el  rodamientos diseñados a medida El factor de fricción es 1 de la carga. /3 El poder es inversamente proporcional; Cuando la carga es grande, las dos superficies duales están en un estado de contacto elástico-plástico, y el área de contacto real es proporcional a la potencia de 2/3 a 1 de la carga, por lo que el factor de fricción disminuye lentamente con el aumento de la carga. tiende a ser estable; Cuando la carga es tan grande que las dos superficies duales están en contacto con plástico, el factor de fricción es básicamente independiente de la carga.

La magnitud del factor de fricción estática también está relacionada con la duración del contacto estático entre las dos superficies duales bajo carga. En general, cuanto más larga sea la duración del contacto estático, mayor será el factor de fricción estática. Esto se debe a la acción de la carga, que causa deformación plástica en el punto de contacto. Con la extensión del tiempo de contacto estático, el área de contacto real aumentará y los micro-picos están integrados entre sí. causado por más profundo.

Los efectos de los factores anteriores en el factor de fricción no están aislados, sino interrelacionados.