Фрикционные материалы это: Актуальные статьи на сайте Ретинакс

Содержание

Фрикционные материалы. Свойства фрикционных материалов и изделия из них.



Виды, свойства и область применения фрикционных материалов. В техническом значении термина «фрикция» – это сила, действующая в противовес движению. Для обеспечения нормального функционирования деталей, взаимодействующих в условиях повышенного скольжения или трения, используют фрикционные материалы. Они работают при больших нагрузках в режиме высоких температур.

Подобные рабочие качества делают их востребованными в различных областях транспортного машиностроения.

В том числе при производстве механизмов для воздушных и водных судов, железнодорожной и сельскохозяйственной техники, автомобилей, сложного оборудования. Не обходятся без фрикционных материалов в станкостроении, нефтегазовой отрасли, тяжелой промышленности и многих других отраслях.


Виды фрикционных материалов


Различают следующие группы этих материалов.

1. Металлические. Сырьем служат некоторые сорта чугуна и стали. Они задействованы в фрикционных муфтах машин на гусеничном ходу, тормозных колодках.
Следует отметить, что металлический вид становится менее популярным из-за ряда недостатков. Стальные изделия могут покоробиться и схватиться между собой, что приводит к аварийной ситуации.

2. Неметаллические фрикционные детали. К ним относятся асбестотекстолитовые, текстолитовые, фибровые изделия. В качестве связки используют смолу, каучук или канифоль. Наполнителями могут быть кремнезем, латунь, медь. Лучшим вариантом среди этой группы являются изделия, выполненные на основе фенолформальдегидной смолы – ретинакса. Изделия этой группы востребованы в автомобилестроении. Из них выпускают детали тормозной системы, кольца сцепления.

3. Спеченные материалы. В группу входят изделия, выполненные из медного или стального порошка, а наполнителем служат металлические окислы или карбиды. Применение асбеста, графита позволяют нивелировать схватывание деталей, возможное при работе в режиме высоких температур. Производство осуществляется поэтапно. Вначале происходит прессование порошкообразной смеси, а затем спекание. Для повышения надежности изделия в качестве основы используют металл: медь или железо. Подобные материалы используются для производства фрикционных муфт, в деталях тормозной системы, функционирующих при большой нагрузке.

Свойства фрикционных материалов


Особенностью этих изделий является их способность поглощать энергию контактируемых деталей, перерабатывая ее в тепловую, которая затем распыляется в атмосферу. Исходя из этого они применяются в работе при высоких температурах.

Вот некоторые примеры.

- Металлические изделия (хром, медь, никель) с баритовыми и асбестовыми добавками могут эксплуатироваться при Т= 1 200C°.
- Детали из ретинакса выдерживают 1 000C°.
- Медные материалы, произведенные спеченным методом, имеют рабочий режим 300C°.
- Для пластмассовых фрикционов предел 250C°.

Также их отличие в низких адгезивных качествах. Несмотря на сверхплотный контакт с деталью - «партнером» и повышенную температуру, они не схватываются друг с другом. Их достоинством считается отличные износостойкость и большой срок эксплуатации.

Они могут работать в масляных емкостях АКПП автомобилей или при сухом трении.

Область применения фрикционных материалов


Изделия, сделанные из фрикционных материалов, нашли широкое применение в различных технических устройствах.
В тормозных системах они задействованы в виде передних и задних колодок, в узлах сцепления фрикционные накладки служат частью ведомого диска.
Такие вкладыши «работают» в реверсивных редукторах, кузнечно – прессовом оборудовании, подъемниках кранов, лебедках и т. д.

В компании "Тамбов АТИ" вы можете приобрести фрикционные материалы в виде пластин из ретинакса, изделия из них, а также заказать изготовление деталей из нужного фрикционного материала по чертежу от одной штуки.


АНТИФРИКЦИОННЫЕ И ФРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ — Студопедия

А). Антифрикционные порошковые сплавы имеют низкий коэффициент трения, легко прирабатываются, выдерживают значительные нагрузки и обладают хорошей износостойкостью. Они относятся к пористым порошковым материалам, в которых после окончательной обработки сохраняется 10-30% остаточной пористости. Подшипники из порошковых сплавов могут работать без принудительного смазывания за счёт «выпотевания» масла, находящегося в порах.

Б). Фрикционные порошковые сплавы должны иметь высокий коэффициент трения, достаточную механическую прочность и хорошее сопротивление износу. Для повышения коэффициента трения в состав фрикционных материалов вводят карбиды кремния, бора, тугоплавкие оксиды и т.д. Компонентами твёрдого смазочного материала служат графит, свинец, сульфиды и др.

ФИЛЬТРЫ И «ПОТЕЮЩИЕ» МАТЕРИАЛЫ

Фильтры в виде втулок, труб, пластин из порошков никеля, железа, титана, алюминия, коррозионно-стойкой стали, бронзы и других материалов с пористостью 45-50% (размер пор 2-20 мкм) используются для очистки жидкостей и газов от твёрдых примесей.

«Потеющие» материалы предназначены для охлаждения за счёт испарения хладагента через поры. Их изготовляют из порошков коррозионно-стойкой стали, никеля, вольфрама, титана и др.


Лекция 12

МАГНИТНЫЕ И ЭЛЕКТРОТЕХНОЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Порошковые магниты по магнитным свойствам не уступают литым, структура их мелкозернистая, а механические свойства более высокие.

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Композиционными называют материалы, состоящие из двух и более компонентов, объединенных различными способами в монолит и сохраняющих при этом индивидуальные особенности.

Для композиционных материалов (КМ) характерна следующая совокупность признаков:

а) состав, форма и распределение компонентов материала определены заранее;

б) материалы состоят из двух и более компонентов различного химического состава, разделенных в материале границей;

в) свойства материала определяются каждым из его компонентов, содержание которых в материале достаточно большое;

г) материал обладает свойствами, отличными от свойств компонентов, взятых в отдельности;

д) материал однороден в макромасштабе и неоднороден в микромасштабе;

е) материал не встречается в природе, а является созданием человека.

Фрикционные свойства материалов

Содержание:

Фрикционные свойства материалов

  • Фрикционные характеристики материалов Фрикционные свойства материала характеризуются относительным перемещением и износостойкостью, которые определяются следующими показателями(определение и некоторые дополнения по ГОСТ 23.002-78): Трение(внешнее) — это явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя объектами в зоне контакта тангенциальной поверхности.

Различают трение: неподвижное, подвижное, скользящее, катящееся, несмазывающее (сухое трение), граничное(то есть при наличии тонкой смазочной пленки) и жидкое, или гидродинамическое(то есть между поверхностями трения имеется слой жидкости).

Износ-это процесс, при котором размер объекта постепенно изменяется в процессе трения, проявляющийся в отрыве и (или) постоянной деформации материала от поверхности трения. Людмила Фирмаль

По физико-химическим свойствам износ подразделяют на механический, молекулярно-механический, коррозионно-механический, абразивный, гидроабразивный, газообразный, усталостный, эрозионный, износ при кавитации, окислении, обжиге и фреттинге. Тело во время тренировки прикладывается к зоне контакта. Его величина зависит от материала трущегося тела (фрикционной совместимости), шероховатости поверхности трения, условий смазки и других физико-химических свойств.

Фактор сгиача. Коэффициент трения-отношение силы трения к нормальной составляющей внешней силы, действующей на поверхность тела. Коэффициент агглютинации — это отношение несовершенной статической силы трения к вертикальной составляющей внешней силы, действующей на поверхность тела.

  • Стабильность коэффициента трения — это безразмерная величина, определяемая соотношением среднего и максимального значения коэффициента трения, полученного в результате многократных измерений данного узла трения при определенных условиях эксплуатации. Давление (кгс / см2) — сила (кгс), с которой 2 объекта сжимаются в парах трения. Относится к контактной площади (см2) и допускается в условиях движения и величины износа фрикционного резистора. Скорость скольжения (м / с) — допустимая скорость относительного движения объекта вдоль контактной поверхности трения pair.

It определяется условиями минимизации износа узла и допустимым нагревом. Начальная скорость скольжения (м / с) — это скорость относительного движения тормоза и встречного тела в тормозном механизме в момент сопротивления при запуске тормоза. Износ-в результате износа он проявляется в виде отрыва или постоянной деформации материала. Величина износа (мкм) обычно определяется перпендикулярно контролируемой поверхности трения.

Измерения производятся с использованием метода отверстий.
Людмила Фирмаль

Скорость износа-отношение износа к времени, в течение которого происходит износ. Коэффициент износа-отношение величины износа к траектории, на которой произошел износ, или к объему выполненной работы. Износостойкость-свойство материала выдерживать износ при определенных условиях трения, оцениваемое по величине, скорости обратного износа или скорости износа.

Смотрите также:

Примеры решения задач по материаловедению

Фрикционнные тайны - журнал "АБС-авто"

Проследим эволюцию колодки дискового тормоза – детали «длиною в жизнь». Ложного пафоса в этой метафоре нет: никудышная колодка калечит и убивает, хорошая – делает поездку безопасной и комфортной.

Элементарно, Ватсон?..

Если рассказывать о технологии колодки популярно, всё выглядит легко и просто. А что? Приготовил фрикционную смесь, темную массу в виде тяжелого порошка. Вот вам будущая фрикционная накладка. Вырубил из стального листа фигурную пластину – вот каркас колодки. Обработал его «дробеструйкой» для упрочнения поверхности и пущей адгезии к накладке, нанес адгезионное покрытие, поместил каркас с фрикционной смесью в прессформу – и в печь ее, в печь! И получилась колодка.

Куда уж проще... Только вот «простая» рецептура фрикционной смеси включает десять, пятнадцать и более ингредиентов, каждый из которых решает собственную задачу. И над их комбинациями день и ночь ломают головы лучшие научно-исследовательские подразделения компаний, выпускающих те самые колодки.

Вот об их трудах и поговорим. А заодно вспомним достижения российских ученых и технологов. Как и в прежних статьях по тормозной тематике, моими консультантами будут специалисты ОАО «ТИИР» – ведущего российского предприятия по выпуску фрикционных изделий.

Изысканные рецепты

В основе фрикционной смеси лежит термостойкая матрица из высокопрочных полимерных связующих. Матрица сама по себе сложная штука: в ее состав входят фенолформальдегидные смолы резольного и новолачного типа, отвердители, каучуковые, латексные и другие компоненты. В будущей накладке матрица «всему голова» – именно в нее вводят функциональные добавки, определяющие эксплуатационные характеристики колодки.

Что за добавки? Наполнители для получения нужного коэффициента трения и обеспечения его стабильности. Ингредиенты для повышения износостойкости. Армирующие компоненты для упрочнения полимерной матрицы. Этот «скелет» будущей накладки выполняется из комбинаций различных волокон – каких именно, узнаем ниже. А пока заметим: фрикционные композиции, надежно работающие в широком диапазоне температур, скоростей и давлений, можно получить только при скрупулезном комплексном подходе. И только в специализированной лаборатории.

Мы за стабильность

Надежно работающие композиции – это не пустой звук. Например, коэффициент трения колодки должен оставаться стабильным при росте температуры. К сожалению, так бывает не всегда.

В Испытательном центре «ТИИР» протестировали обычные «рыночные» колодки из ближ-

него зарубежья. И что оказалось? В холодном состоянии они еще тормозили, но, разогревшись до 500°С, превратились из фрикционных деталей в... антифрикционные. И такие результаты не единичны. Сколько протоколов о ДТП с записью «Не справился с управлением» породили антифрикционные «колодки»?

Для справки: антифрикционными считаются изделия, коэффициент трения у которых меньше 0,2. В то время как у колодки для усредненного легкового автомобиля он лежит в диапазоне 0,35-0,45.

Однако неправильно думать, что чем больше коэффициент трения, тем лучше. Излишне эффективные тормоза будут провоцировать «прихватывание» колодок. Если на машине нет ABS, это приведет к юзу. А если есть, она будет срабатывать при малейшем нажатии на тормозную педаль.

Хотите все время тормозить «с трясучкой» на руле? Нет, конечно. Лучше купить «правильные» колодки, у которых величина коэффициента трения и его стабильность отвечают требованиям производителя автомобиля.

Asbestos-free

Не так давно на большей части земного шара при изготовлении колодок использовали асбест. Это уникальный минерал, будто самой природой созданный для фрикционных изделий. Термостойкий, прекрасно расщепляющийся на волокна, он служил отличной арматурой и обеспечивал эффективность торможения.

«Еще бы, – говорил мне Юрий Варфоломеевич Морозов, главный инженер одного из заводов АТИ (ныне, увы, покойный), – еще бы ему не обеспечивать, если у него природный коэффициент трения 0,4».

СССР тут был в особом положении – как-никак на его территории расположены самые богатые месторождения асбеста. Несколько меньшими природными запасами обладают Канада и Южная Африка. И вот в 1970-1980-х годах асбест признали канцерогеном.

В этом месте сделаем небольшое отступление по терминологии. Привычное слово «асбест» объединяет различные виды силикатных волокон: серпентиновую группу (хризо-тил-асбест) и амфиболовую (крокидолит, роду-сит и др.). Хризотиловые залежи находятся в нашей стране, а вот амфиболовые – за рубежом.

Колодка ТИИР для автомобилей Mercedes DW 169 класса А (поставки ОЕМ)

Так вот: война с асбестом началась именно с амфиболовой группы. Но вскоре признали вред и хризотила. В 80-е годы прошлого века в Западной Европе ввели табу на применение асбеста в тормозных узлах. Любого асбеста, без разделения на группы. Запрет этот четко прописан в Правилах ЕЭК ООН. Dura lex, sed lex – закон суров, но это закон.

Отечественные автозаводы, и прежде всего ВАЗ, оказались перед дилеммой: отказаться от экспорта – или от асбеста. Понятно, какой выбор они сделали.

Что оставалось производителям колодок? Правильно, срочно осваивать безасбестовые технологии. И лидером здесь оказался «ТИИР» – ведь его специалисты уже давно и успешно занимались поиском заменителей асбеста. А с апреля 2004 года территория предприятия стала полностью свободна от асбестового сырья – в отличие от других наших заводов, и поныне выпускающих как асбестовые, так и безасбестовые колодки.

Но вернемся к рецептурам. Какие же альтернативы есть у асбеста?

Полуметаллические композиции

Первые безасбестовые колодки появились во второй половине прошлого века в Европе. Это легко объяснимо: залежи асбеста далеко, надо его импортировать, а «за морем телушка – полушка, да дорог перевоз». Поэтому европейские фирмы использовали так называемые полуметаллические фрикционные композиции, по-английски Semi Metallic.

Что значит «полуметаллические»? А то, что примерно половину (40-65%) объема фрикционной смеси составляли стальные волокна, называемые еще «стальной шерстью» или «стальной ватой».

Получают стальное волокно так: берут стальную проволоку диаметром 3 мм и на специальном станке счесывают с нее тончайшие полоски. Затем их особым образом рубят и вводят в композицию. Лидерами по производству колодок Semi Metallic были фирмы Textar и Ferodo.

Чем привлекательны полуметаллические композиции? Они термостойкие, с хорошо армированной матрицей. Обеспечивают требуемые эксплуатационные характеристики, прекрасно отводят тепло.

А чем плохи? Шумностью при высоких скоростях и агрессивностью к тормозному диску. Да и прекрасная теплопроводность выходит боком: при нагреве до 500-700°С возможно закипание тормозной жидкости. Все же теплопроводность должна быть не просто высокой, а оптимальной.

Применялись ли полуметаллические рецептуры в СССР? Нет, не но не потому, что мы не сумели их освоить. Причина в другом: стальные волокна являлись стратегическим сырьем и для массового автомобилестроения были недоступны. Поэтому ученые «ТИИР» (тогда еще ВНИИАТИ), работая над безасбестовыми колодками, искали заменители стальным волокнам. И они их нашли, создав композицию из других волокон – базальтовых, углеродных, полиарамидных...

Далее мы увидим, что это был опережающий шаг – колодки без асбеста и без металла. А сейчас назовем шифры этих материалов: ТИИР 109 08-8 для ВАЗа и ТИИР 407-28 для АЗЛК. Датируется эта технологическая победа далеким 1987 годом.

Колодка ТИИР для автомобилей Land Rover (поставки ОЕS)

Малометаллические композиции

Со временем на Западе стали отказываться от полуметаллических рецептур в пользу других композиций – малометаллических, по-английски Low Steel. Они тоже содержали стальные волокна, но в меньших количествах – от 20 до 30%.

Разумеется, рецептура усложнилась. Задачи эффективности торможения, стабильности коэффициента трения, восстанавливаемости и т.д. теперь помогали решать другие ингредиенты, – в частности, хитрые комбинации минеральных волокон. У каждой фирмы они были свои, хранимые под семью замками. В результате уменьшилась шумность, повысился ресурс тормозных дисков, стабилизировался отвод тепла, снизилось металлическое пыление колодок.

А что наши специалисты – смогли они сделать малометаллические колодки? Да, смогли, причем одновременно с зарубежными коллегами. К тому времени стальные волокна стали доступны, а комбинации минеральных волокон разработаны и освоены в производстве. Так на свет появился безасбестовый фрикционный материал ТИИР 240. Тот самый, знаменитый. Созданный для ВАЗ 2110, принятый на конвейерную комплектацию и выпускаемый до сих пор.

Колодки из 240-й композиции стали первым поколением отечественных безасбестовых колодок, запущенных в крупносерийное производство. Тольяттинский автогигант особо отметил их высокую эффективность, большой ресурс, отличную восстанавливаемость после нагрева, термомеханическую стойкость и другие качества.

NAO-материалы

Есть на мировой «фрикционной кухне» еще одно «блюдо». Имя ему NAO. Расшифровывается просто: Non-asbestos Organics. По-русски – неасбестовые органические материалы.

Главное их отличие в следующем: в NAO-композициях нет стального волокна. Вообще нет. Задачи, возложенные на это волокно в полуметаллических и малометаллических рецептурах, решают другие ингредиенты – керамика и комбинации альтернативных волокон. Тоже, разумеется, засекреченные. Как же они появились на свет, эти NAO?

Ответ прост: их родина Азия, а точнее, Япония. Причем Япония, нацеленная на североамериканский рынок – недаром она поставляет туда гигантские партии своих автомобилей. А в США действуют очень строгие нормы на «черную» пыль на колесе. Поэтому рецептуры Semi Metallic и даже Low Steel там не жалуют – все же пылят они железом, ох, пылят... А вот NAO в этом отношении безупречны – нет от них «черной» пыли, и все тут.

Поэтому одни и те же колодки, для одного и того же автомобиля в Европе и Америке будут... разными. Для Старого Света Semi Metallic или Low Steel, а для Нового – NAO.

А разве нельзя поставлять колодки NAO в Европу? Нельзя, и вот почему. Американцы во главу угла ставят комфортность и чистоту, а европейцы – эффективность. Вспомните: в той же Германии скорость на автобанах не ограничена. Значит, нужны соответствующие тормоза. А комфортные NAO проигрывают в эффективности композициям со стальным волокном.

Однако так будет не всегда. Специалисты прочат колодкам из NAO-композиций большое будущее. Ведь они обладают более стабильными и прогнозируемыми характеристиками, чем их «железные» собратья.

А существуют ли отечественные колодки из NAO-материалов? Да, в портфолио «ТИИР» есть такие изделия. Пока это опытные образцы, но придет время, и они выйдут «на большую дорогу». И тогда мы расскажем о них подробнее.

Без меди

Сегодня понятие «экологическая колодка» расширилось. Ведущие производители автокомпонентов заявляют, что они выпускают тормозные колодки без меди, поскольку этот металл наносит вред окружающей среде.

Что в ней хорошего – в меди? Во-первых, она обладает отменной теплопроводностью. Во-вторых, дружественна к контртелу. Являясь более мягкой, чем сталь или чугун, она помогает процессу приработки колодки, оберегая диски от задиров. В-третьих, благодаря эффекту переноса медь способствует частичному восстановлению диска, уменьшает его разнотолщинность и стабилизирует коэффициент трения.

А что в ней плохого? Прежде всего свинец! Ведь во фрикционную смесь шел не химически чистый металл, а всевозможный цветной лом, латунь и бронза. В том числе и бронза свинцовистая. А свинец и живая природа несовместимы.

Кроме того, медь сама по себе является тяжелым металлом. Попадая с продуктами износа накладки в окружающую среду, она окисляется. Образуются вредные оксиды и медный купорос – отличное средство для борьбы с садовыми вредителями. А заодно и с прочей флорой и фауной.

Так что молодцы зарубежные фирмы, исключающие медь из фрикционных композиций. И наши тоже молодцы. Только вот у наших «увольнение» меди случилось раньше и как-то между делом.

Причина банальна: в конце 1990-х годов резко подорожали цветные металлы. И специалистам «ТИИР» пришлось подбирать заменители, обеспечивающие теплопроводность, сохранность диска, приработку и прочие «медные» функции. Заменители подобрали, используя базальтовые и углеродные волокна. Потом освоили в производстве.

Колодка ТИИР для автомобилей Ford (поставки ОЕS)

Первенцем в новом семействе стал фрикционный материал ТИИР 260. Его «жизненное кредо» – без асбеста, без меди! То же можно сказать о новейшей разработке ТИИР 295. Колодки из этого материала предназначены для автомобилей Lada Granta и Lada Kalina.

О сжимаемости, шуме и термоударе

Над чем еще работают создатели колодок дискового тормоза? Остановимся на трех важных задачах.

Задача первая – получение материалов с повышенной сжимаемостью. Благодаря «мягкости» они способствуют снижению шумообра-зования в тормозной системе, делают торможение более комфортным, плавным. Однако ход педали при этом возрастает, а вот эффективность торможения снижаться не должна. Поэтому разработчики оптимизируют фрикционные свойства накладки, согласуя их с показателями сжимаемости.

Разумеется, для определения сжимаемости необходимо специальное оборудование. И оно есть в арсенале каждого уважающего себя производителя колодок – в том числе и в лаборатории «ТИИР». Это стенд Honeywell.

Задача вторая – борьба с шумом при торможении. Его «убивают» тремя способами: за счет рецептуры и сжимаемости – раз; нанесением на колодку особой мастики – два; размещением на каркасе специальных пластин – три. Специалисты «ТИИР» применяют все три способа, а также их комбинации. В частности, колодки, поставляемые на конвейер АВТОВАЗа, имеют покрытие из противошумной мастики и пластину, сдвигающую частотную магнитуду колодки.

И задача третья – упразднение приработки колодок к диску. Коэффициент трения должен становиться стабильным сразу же, при первом торможении! Для этого поверхность накладки подвергают термоудару. У нас эту операцию еще называют «прижог», за рубежом – «скорчинг».

Выполняют термоудар разными способами – в частности, путем контакта со специальной плитой, разогретой до 500°С или методом инфракрасного нагрева. В результате поверхность накладки обретает структуру поработавшего слоя со стабильными фрикционными характеристиками.

Любопытно, что в нашей стране термоудар применяли еще в 70-х годах прошлого века для колодок правительственного лимузина ЗИЛ 4105. И были эти колодки... да, марки «ТИИР». Что поделаешь – это факт, а факты вещь упрямая.

Колодка для автомобилей Lada Granta и Lada Kalina (поставки ОЕМ и ОЕS)

Таким образом, мы видим, что наши производители могут выпускать автокомпоненты мирового уровня. А в некоторых случаях и опережать европейских коллег. Лишнее подтверждение тому – поставки колодок «ТИИР» в OEM и OES ряда мировых автопроизводителей, о чем мы уже писали. Надеемся, список достижений российских специалистов на этом не закончится.

От редакции. Благодарим за помощь в подготовке материала ведущих специалистов ОАО «ТИИР» зам. директора Евгения Пивеня, зав. лабораторией к.т.н. Веру Изюмову и зав. группой технического отдела Наталью Усикову.

Фрикционные Материалы что это? Значение слова Фрикционные Материалы

Фрикционные Материалы в Энциклопедическом словаре:

Фрикционные Материалы — имеют большой коэффициент трения и высокоесопротивление износу (напр., некоторые виды пластмасс, чугунов,металлокерамики). Используются в тормозных устройствах.

Определение «Фрикционные Материалы» по БСЭ:

Фрикционные материалы — материалы, применяемые для изготовления деталей, работающих в условиях трения скольжения, и имеющие большой коэффициент трения. Они характеризуются высокой фрикционной теплостойкостью (т. е. способностью сохранять коэффициент трения и износоустойчивость в широком диапазоне температур), низкой способностью к адгезии (т.к. они не должны при трении схватываться, т. е. как бы «прилипать» друг к другу),
высокой теплопроводностью и теплоёмкостью, хорошей устойчивостью против теплового удара, возникающего в результате интенсивного выделения тепла в процессе трения. К Ф. м. предъявляются также требования по коррозионной стойкости, прирабатываемости, технологичности, экономичности.
К металлическим Ф. м. относятся чугуны и стали некоторых марок. Для ж.-д. тормозных колодок, например, широко используется серый чугун. Чугуны не склонны к короблению, но при температурах свыше 400-600°C их коэффициент трения резко снижается (это ограничивает температурные условия использования чугунов). Для фрикционных муфт гусеничных машин применяются пары трения из сталей 40, 45, 65Г и др. Существенный недостаток стальных пар трения — склонность к короблению и схватыванию при перегревах. В качестве Ф. м. металлы постепенно заменяются пластмассами.
Неметаллические Ф. м. изготовляются главным образом на асбестовой основе. связующим веществом служат каучуки, смолы и т.п. Пластмассовые материалы на каучуковом связующем имеют относительно высокий и устойчивый коэффициент трения до 220-250°C. они применяются для накладок автомобильных тормозов и колец сцеплений. Пластмассовые материалы на смоляном связующем имеют более высокую износоустойчивость, но несколько меньший коэффициент трения. Один из лучших материалов этой группы — ретинакс, в состав которого входят фенолоформальдегидная смола, барит, асбест и др. компоненты. он предназначен для использования в тормозных узлах с тяжёлым режимом эксплуатации, где температура на поверхности трения может достигать 1000°C (авиационные тормоза).
Спечённые Ф. м. (см. Спечённые материалы) получили распространение в тяжелонагруженных тормозных устройствах и фрикционных муфтах, что определяется их высокими износоустойчивостью, коэффициентом трения, теплостойкостью, теплопроводностью и некоторыми др. свойствами. Проявлению хороших эксплуатационных свойств спечённых материалов в тяжёлых условиях работы способствуют входящие в их состав компоненты, одни из которых обеспечивают высокие износостойкость и коэффициент трения (карбиды и окислы металлов и т.д.), а другие — стабильность фрикционных свойств и отсутствие схватывания (графит, асбест барит, дисульфид молибдена и т.д.). Эти материалы служат для изготовления дисков, секторов, колодок методом спекания предварительно спрессованных заготовок из порошковых смесей.
Для повышения прочности спечённых Ф. м. их изготовляют на стальной основе, соединение (сварка) с которой обычно достигается в процессе спекания. Наиболее широко применяются спечённые материалы на медной и железной основе. Ф. м. на медной основе, содержащие олово, графит, свинец и др. компоненты, при работе в масле имеют коэффициент трения от 0,08 до 0,12. а при сухом трении — от 0,17 до 0,25. Температурный предел их применения 300°C. Ф. м. на железной основе обладают по сравнению с материалами на медной основе большей прочностью, выдерживают большие удельные нагрузки и значительно более высокую температуру. Коэффициент трения для условий работы тормозов в зависимости от состава материала 0,2-0,4. В состав материала обычно входят медь, никель, хром, барит, асбест, графит, карбиды металлов и др. компоненты. Такие материалы допускают повышение температуры на поверхности трения до 1200°C, что особенно важно в тормозных устройствах.
Лит.: Крагельский И. В., Трение и износ, 2 изд., М., 1968. Зельцерман И. М., Каминский Д. М., Онопко А, Д., Фрикционные муфты и тормоза гусеничных машин, М., 1965: Мигунов В. П., Современные фрикционные металлокерамические материалы и перспективы их использования в машиностроении, в сборнике: Оптимальное использование фрикционных материалов в узлах трения машин, М., 1973.
В. П. Мигунов.



Коэффициенты трения и трения

Сила трения - это сила, прилагаемая поверхностью, когда объект движется по ней или делает усилие, чтобы переместиться по ней.

Сила трения может быть выражена как

F f = μ Н (1)

, где

F f = сила трения (Н, фунт)

μ = статический (μ s ) или кинетический (μ k ) коэффициент трения

N = нормальная сила между поверхностями (Н, фунт)

Существует как минимум два типа сил трения

  • кинетическая (скользящая) сила трения - когда объект движется
  • Сила статического трения - когда объект пытается двигаться

Для объекта, тянущего или толкаемого горизонтально, нормальная сила - Н - это просто сила тяжести - или вес:

N = F г

= ma g (2)

где

900 02 F г = сила тяжести - или вес (Н, фунт)

м = масса объекта (кг, снаряды)

a г = ускорение свободного падения (9.81 м / с 2 , 32 фут / с 2 )

Сила трения под действием силы тяжести (1) может с помощью (2) быть изменена на

F f = мкм a g (3)

Расчет силы трения

м - масса (кг, снарядов )

a g - ускорение свободного падения (9,81 м / с 2 , 32 фут / с 2 )

μ - коэффициент трения

Коэффициенты трения для некоторых распространенных материалов и комбинаций материалов

9017 Сталь 01 Тормоз материал 2) 9070 Касторовое масло 9070 Касторовое масло 9070 Сухой 15 9017 9017 Чистый 9017 9017 9070 Grey 704 901 901 .53 9017 Чистая и сухая 901 901 901 901 9017 Подковообразная подкова 9017 9017 Чистый и сухой Утюг .0 901 901 Clean and Dry 9017 901 9017 901 9017 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 9017 901 901 901 901 со смазкой и жиром.3 - 0,35 901 0,21 Резина Silver 901 901 9017 Сухой 901 901 901 Чистый Сухой 900 Снег05 0,61 0,3170 Медь 70 Чистый и гладкий 9070 Wax, лыжи Wax 9017 70 0,6 70 коэффициент трения между поверхностями происходит относительное движение.

Примечание! Обычно считается, что статические коэффициенты трения выше, чем динамические или кинетические значения.Это очень упрощенное заявление, которое вводит в заблуждение для тормозных материалов. Для многих тормозных материалов указанный динамический коэффициент трения является «средним» значением, когда материал подвержен определенному диапазону скоростей скольжения, поверхностного давления и, что наиболее важно, рабочих температур. Если статическая ситуация рассматривается при том же давлении, но при температуре окружающей среды, то статический коэффициент трения часто значительно МЕНЬШЕ, чем среднее приведенное динамическое значение. Оно может составлять всего 40–50% от котируемого динамического значения.

Кинетические (скольжение) по сравнению со статическими коэффициентами трения

Кинетические или скользящие коэффициенты трения используются при относительном движении между объектами. Статические коэффициенты трения используются для объектов без относительного движения. Обратите внимание, что статические коэффициенты несколько выше, чем кинетические или скользящие коэффициенты. Для начала движения требуется больше силы.

Пример - Сила трения

Деревянный ящик весом 100 фунтов проталкивается по бетонному полу.Коэффициент трения между предметом и поверхностью 0,62 . Сила трения может быть рассчитана как

F f = 0,62 (100 фунтов)

= 62 (фунт)

Пример - Автомобиль, торможение, сила трения и требуемое расстояние до остановки

Автомобиль массой 2000 кг едет со скоростью 100 км / ч по мокрой дороге с коэффициентом трения 0,2 .

Примечание! - Работа трения, необходимая для остановки автомобиля, равна кинетической энергии автомобиля.

Кинетическая энергия автомобиля

E кинетическая = 1/2 мВ 2 (4)

где

E кинетическая = кинетическая энергия движущегося автомобиля (Дж)

m = масса (кг)

v = скорость (м / с)


E кинетическая = 1/2 (2000 кг) ((100 км / ч) (1000 м / км) / (3600 с / ч)) 2

= 771605 Дж

Работу (энергию) трения для остановки автомобиля можно выразить как

Вт трение = F f d (5)

где

W трение = работа трения для остановки автомобиля (Дж)

F f = сила трения (Н)

d = торможение (остановка) расстояние (м)

Поскольку кинетическая энергия автомобиля преобразуется в энергию трения (работу), мы имеем выражение

E кинетическая = Вт трение (6)

Сила трения F f может быть рассчитана по формуле (3)

F f = мкг

= 0.2 (2000 кг) (9,81 м / с 2 )

= 3924 Н

Расстояние остановки для автомобиля можно рассчитать, изменив (5) на

d = W трение / F f

= (771605 Дж) / (3924 Н)

= 197 м

Примечание! - поскольку масса автомобиля присутствует с обеих сторон ур.6 отменяется. Расстояние остановки не зависит от массы автомобиля.

«Законы трения»

Сухие поверхности без смазки
  1. для низкого давления трение пропорционально нормальной силе между поверхностями. С повышением давления трение пропорционально не увеличивается. При сильном давлении трение будет расти, а поверхности заедать.
  2. при умеренном давлении сила трения - и коэффициент - не зависят от площадей соприкасающихся поверхностей, пока нормальная сила одинакова.При очень сильном трении рис и поверхности заедают.
  3. при очень низкой скорости между поверхностями трение не зависит от скорости трения. С увеличением скорости трение уменьшается.
Смазанные поверхности
  1. Сила трения практически не зависит от давления - нормальная сила - если поверхности заполнены смазкой
  2. трение изменяется со скоростью при низком давлении. При более высоком давлении минимальное трение достигается при скорости 2 фута / с (0.7 м / с), а затем трение увеличивается примерно на квадратный корень из скорости.
  3. трение изменяется в зависимости от температуры
  4. для хорошо смазанных поверхностей трение почти не зависит от материала поверхности

Обычно сталь на стали без покрытия коэффициент трения статического действия 0,8 падает до 0,4 при начале скольжения - и сталь на стали со смазкой статический коэффициент трения 0,16 падает до 0,04, когда начинается скольжение.

Фрикционные материалы | Статья о фрикционных материалах по The Free Dictionary

материалов с высоким коэффициентом трения, используемых для изготовления деталей, работающих в условиях трения скольжения.Они характеризуются способностью сохранять коэффициент трения и высокой устойчивостью к износу в широком диапазоне температур, низкой адгезией (для предотвращения схватывания), высокой теплопроводностью и теплоемкостью, а также хорошей устойчивостью к термическому удару, возникающему в результате. об интенсивном выделении тепла при трении. Фрикционные материалы также должны удовлетворять требованиям по коррозионной стойкости, приработке, пригодности для промышленного производства и экономичности.

Металлические фрикционные материалы включают определенные сорта чугуна и стали.Например, серый чугун обычно используется для изготовления тормозных колодок железных дорог. Разновидности чугуна не склонны к короблению, но при температурах выше 400–600 ° С их коэффициент трения резко снижается, что ограничивает температурный режим их использования. Пары трения из сталей марок 40, 45, 65Г и других используются для фрикционов гусеничной техники. Основным недостатком стальных пар трения является склонность к короблению и заеданию при перегреве. В качестве фрикционных материалов на смену металлам постепенно приходят пластмассы.

Неметаллические фрикционные материалы получают преимущественно на основе асбеста; каучуки, смолы и другие материалы служат связующими. Пластиковые материалы на резиновой связке имеют относительно высокий и стабильный коэффициент трения до 220–250 ° C; они используются для тормозных накладок автомобилей и лент сцепления. Пластмассовые материалы со связующим из смолы обладают более высокой износостойкостью, но несколько меньшим коэффициентом трения. Одним из лучших материалов этой группы является Ретинакс, в состав которого входят фенолоформальдегидная смола, барит, асбест и другие компоненты; он разработан для использования в тормозных узлах для тяжелых условий эксплуатации, где температура на поверхности трения может достигать 1000 ° C, как в тормозах самолетов.

Спеченные фрикционные материалы ( см. СПЕЧЕННЫЙ МАТЕРИАЛ ) широко используются в тормозных механизмах и фрикционных муфтах, подверженных большим нагрузкам; они хорошо подходят для таких применений из-за их высокой износостойкости, коэффициента трения, термической стабильности и теплопроводности. Компоненты, используемые в спеченных материалах, обеспечивают хорошие эксплуатационные характеристики в тяжелых условиях эксплуатации; одни способствуют высокой износостойкости и высокому коэффициенту трения (карбиды и оксиды металлов), а другие придают стабильность фрикционным свойствам и предотвращают заедание (графит, асбест, барит и дисульфид молибдена).Такие материалы используются для изготовления дисков, сегментов колодок и башмаков путем спекания заготовок, предварительно уплотненных из порошкообразных смесей. Для повышения прочности спеченные фрикционные материалы могут быть изготовлены на стальной основе, к которой они обычно привариваются во время спекания. Наиболее широко используемые спеченные материалы имеют основу из меди или железа. Материалы на основе меди содержат олово, графит, свинец и другие компоненты; они имеют коэффициент трения от 0,08 до 0,12 при работе в масле и от 0.17 и 0,25 для сухого трения, а верхний предел температуры использования составляет 300 ° C. Для сравнения, спеченные материалы на основе железа обладают большей прочностью, выдерживают более высокие удельные нагрузки и выдерживают значительно более высокие температуры. В зависимости от компонентного состава коэффициент трения тормозных материалов составляет от 0,2 до 0,4. Материалы обычно содержат медь, никель, хром, барит, асбест, графит, карбиды металлов и другие компоненты. Они хорошо переносят высокие температуры на поверхности трения (до 1200 ° C), что особенно важно в тормозных устройствах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Крагельский И.В. Тренинг и износ , 2-е изд. Москва, 1968.
Зельцерман И.М., Каминский Д.М., Онопко А.Д. Фрикционные муфты и тормоза гусеничных машин . М., 1965.
Мигунов В.П. Современные фрикционные металлокерамические материалы и перспективы их использования в машиностроении. В коллекции Оптимальное использование фрикционных материалов в узлах тренировки машина . Москва, 1973.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979).© 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

Характеристики фрикционных материалов - Большая химическая энциклопедия

Фрикционные материалы часто характеризуются с точки зрения трения, износа и шума. Однако, как объяснялось ранее, это характеристики всей тормозной системы, а не только пары трения. Методы определения характеристик фрикционных материалов ... [Pg.1074]

Фрикционные свойства TP, особенно армированного и наполненного типов, отличаются уникальным для металлов образом.В отличие от металлов, даже сильно армированные пластмассы имеют низкие значения модуля и, следовательно, не ведут себя в соответствии с классическими законами трения. Трение между металлом и термопластом характеризуется адгезией и деформацией, приводящей к силам трения, которые не пропорциональны нагрузке, поскольку трение уменьшается по мере увеличения нагрузки, но пропорционально скорости. Скорость износа обычно определяется как объемная потеря материала за заданную единицу времени. Несколько механизмов работают одновременно для удаления материала с поверхности раздела износа.Однако основным механизмом является адгезионный износ, который характеризуется удалением мелких частиц пластика с поверхности. [Pg.410]

Химические, физические и механические испытания. Производимые фрикционные материалы проходят различные химические, физические и механические испытания в дополнение к испытаниям на трение и износ. Химические тесты включают термогравиметрический анализ (tga), дифференциальный термический анализ (dta), пиролизную газовую хроматографию (pgc), экстракцию ацетоном, жидкостную хроматографию (lc), инфракрасный анализ (ir) и рентгеновский или сканирующий электронный микроскоп (sem). анализ.Физико-механические испытания определяют такие свойства, как теплопроводность, удельная теплоемкость, прочность на растяжение или изгиб и твердость. Большое внимание было уделено характеристике шума / вибрации. Увеличилось использование модального анализа и измерений демпфирования (см. Шумовое ЗАГРЯЗНЕНИЕ И УМЕНЬШЕНИЕ). [Pg.275]

Самый простой способ характеризовать фрикционные материалы - использовать так называемый коэффициент трения / r. Этот коэффициент определяется законом Амонтона ... [Pg.1073]

В дополнение к упомянутым выше испытаниям существует множество стандартизированных образцов оборудования для физико-химических характеристик фрикционных материалов.В таблице 3 приведены различные физические и химические ... [Pg.1076]

Материалы и комбинации материалов Состояние поверхности Коэффициент трения
Статический
- μ статический -
Кинетический (скольжение)
- μ скольжение -
Алюминий Алюминий Чистый и сухой 1.05 - 1,35 1,4
Алюминий Алюминий Смазанный и жирный 0,3
Алюминий-бронза Сталь Чистый и сухой 9017 Алюминий Чистая и сухая 0,61 0,47
Алюминий Снег Мокрая 0 o C 0.4
Алюминий Снег Сухой 0 o C 0,35
Тормозной материал 2) Чугун Чистый и сухой 0,4 Чугун (влажный) Чистый и сухой 0,2
Латунь Сталь Чистый и сухой 0.51 0,44
Латунь Сталь Смазанная и жирная 0,19
Латунь Сталь Касторовое масло 0 0,11 0,11 0.11 0,3
Латунь Лед Чистый 0 o C 0,02
Латунь Лед Чистый -80 o 87 C
Кирпич Древесина Чистый и сухой 0,6
Бронза Сталь Смазка и литье 0,16 9017 9017 Чистый 9017
0,22
Бронза - спеченная Сталь Смазанная и жирная 0,13
Кадмий Кадмий Чистая и сухая 0.5
Кадмий Кадмий Смазанный и жирный 0,05
Кадмий Хром Чистый и сухой 0,34
Кадмий Мягкая сталь Чистый и сухой 0,46
Чугун Чугун Чистый и сухой 1.1 0,15
Чугун Чугун Чистый и сухой 0,15
Чугун Чугун Смазанный и жирный 9017 0,07 9017 0,07 Дуб Чистый и сухой 0,49
Чугун Дуб Смазанный и жирный 0,075
Чугун Мягкая сталь
Чугун Низкоуглеродистая сталь Чистая и сухая 0,23
Чугун Мягкая сталь Смазываемая и жирная 0,21 0,21 Асфальт Clean and Dry 0,72
Автомобильная шина Grass Clean and Dry 0,35
Углерод (жесткий) Углерод Clean and Dry16
Углерод (твердый) Углерод Смазанный и жирный 0,12 - 0,14
Углерод Сталь Чистая и сухая Углеродистая Смазка и смазка 0,11 - 0,14
Хром Хром Чистый и сухой 0,41
Хром Хром Хром Смазка 34
Медно-свинцовый сплав Сталь Чистая и сухая 0,22
Медь Медь Чистая и сухая 1,6 и жирный 0,08
Медь Чугун Чистый и сухой 1.05 0,29
Медь Мягкая сталь Чистый и сухой 0,36
Медь Низкоуглеродистая сталь Смазанная и жирная 0,18
Медь Мягкая сталь Олеиновая кислота 9017 9017 9017 9017 901 901 901 901 901 Чистое стекло и сушка 0,68 0,53
Хлопок Хлопок Нитки 0,3
Diamond Diamond Clean and Dry 0.1
Алмаз Алмаз Смазанный и жирный 0,05 - 0,1
Алмаз Металлы Чистый и сухой 0,1 - 0,15 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 9017 Смазанный и жирный 0,1
Гранат Сталь Чистый и сухой 0,39
Стекло Стекло Чистое и сухое 0.9 - 1,0 0,4
Стекло Стекло Смазанное и жирное 0,1 - 0,6 0,09 - 0,12
Стекло Металл 0,50 0,50 Чистое и сухое
Стекло Металл Смазанное и жирное 0,2 - 0,3
Стекло Никель Чистое и сухое 0.78
Стекло Никель Смазанное и жирное 0,56
Графит Сталь Чистый и сухой 0,1 Графит Графит Графит 0,1
Графит Графит (в вакууме) Чистый и сухой 0,5 - 0,8
Графит Графит Чистый и сухой 0.1
Графит Графит Смазанный и жирный 0,1
Пеньковый канат Древесина Чистая и сухая 0,5 Чистая и сухая 0,5 0,68
Подкова Бетон Чистый и сухой 0,58
Лед Лед Чистый 0 o C 0.1 0,02
Ice Ice Clean -12 o C 0,3 0,035
Ice Ice Clean -80 C 9017 0,017
Лед Дерево Чистый и сухой 0,05
Лед Сталь Чистый и сухой 0,03
Утюг
Железо Железо Смазанное и жирное 0,15 - 0,20
Свинец Чугун Чистый и сухой 0,43 0,43 Параллельный в зерно 0,61 0,52
Кожа Металл Чистая и сухая 0,4
Кожа Металл Смазка 0.2
Кожа Дерево Чистая и сухая 0,3 - 0,4
Кожа Чистый металл Чистая и сухая 0,6
0,6
0,6 0,56
Кожаное волокно Чугун Clean and Dry 0,31
Кожаное волокно Алюминий Clean and Dry 0 .30
Магний Магний Чистый и сухой 0,6
Магний Магний Смазанный и жирный 0,08 0,08
0,42
Магний Чугун Чистый и сухой 0,25
Кладка Кирпич Чистый и сухой 0.6 - 0,7
Слюда Слюда Свежесколотый 1,0
Никель Никель Чистый и сухой 0,7 - 1,13 0,5 Смазка и жирный 0,28 0,12
Никель Низкоуглеродистая сталь Чистый и сухой 0,64
Никель Мягкая сталь Мягкая сталь 178
Нейлон Нейлон Чистый и сухой 0,15 - 0,25
Нейлон Сталь Чистый и сухой 0,4 o C 0,4
Нейлон Снег Сухой -10 o C 0,3
Дуб Дуб (параллельное волокно) Чистый и сухой62 0,48
Дуб Дуб (поперечное зерно) Чистый и сухой 0,54 0,32
Дуб Дуб (поперечный зернистость)
Бумага Чугун Чистый и сухой 0,20
Фосфорно-бронзовый Сталь Чистый и сухой 0.35
Platinum Platinum Clean and Dry 1,2
Platinum Platinum Lubricated and Greasy 0.25 Piglas
Piglas 0,8
Оргстекло Оргстекло Смазанное и жирное 0,8
Оргстекло Сталь Чистое и сухое 0 .4 - 0,5
Оргстекло Сталь Смазанное и жирное 0,4 - 0,5
Полистирол Полистирол Полистирол 0,5 Полистирол 0,5 0,5 Полистирол 0,5 Смазанный и жирный 0,5
Полистирол Сталь Чистый и сухой 0,3 - 0,35
Полистирол Сталь
Полиэтилен Полиэтилен Чистый и сухой 0,2
Полиэтилен Сталь Чистый и сухой 0,2
0,2 901 0,2 901 901 901 901 Жирный 0,2
Резина Резина Чистая и сухая 1,16
Резина Картон Чистая и сухая 0.5 - 0,8
Резина Сухой асфальт Чистый и сухой 0,9 0,5 - 0,8
Резина Мокрый асфальт Сухой и сухой
Сухой бетон Чистый и сухой 0,6 - 0,85
Резина Мокрый бетон Чистый и сухой 0.45 - 0,75
Шелк Шелк Clean 0,25
Silver Silver Clean and Dry 1,4
Grey Grey Grey Grey 0,55
Сапфир Сапфир Чистый и сухой 0,2
Сапфир Сапфир Смазанный и жирный 0.2
Серебро Серебро Чистое и сухое 1,4
Серебро Серебро Смазанное и жирное 0,55 Металлы 0,8 - 1,0
Сталь Сталь Чистая и сухая 0,5 - 0,8 0,42
Сталь Сталь Смазанная и жирная 0.16
Сталь Сталь Касторовое масло 0,15 0,081
Сталь Сталь Стеариновая кислота 0,15
0,15
0,15 0,23
Сталь Сталь Лард 0,11 0,084
Сталь Сталь Графит 0.058
Сталь Графит Чистый и сухой 0,21
Соломенное волокно Чугун Чистое и сухое 0,26 Волокно 901 901 Чистое волокно
0,27
Просмоленное волокно Чугун Чистый и сухой 0,15
Просмоленное волокно Алюминий Чистый и сухой 0.18
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) (тефлон) Политетрафторэтилен (ПТФЭ) Чистая и сухая 0,04 0,04
0,04
ПТФЭ 9017 9017 Полиэтилен 0,04
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) Сталь Чистая и сухая 0,05 - 0,2
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) Снег
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) Снег Сухой 0 o C 0,02
Карбид вольфрама Сталь 901 901 901 901 901 901 9017 Чистый и сухой Карбид Сталь Смазанная и жирная 0,1 - 0,2
Карбид вольфрама Карбид вольфрама Чистая и сухая 0.2 - 0,25
Карбид вольфрама Карбид вольфрама Смазываемый и жирный 0,12
Карбид вольфрама
Карбид вольфрама Чистая и сухая 0,8
Олово Чугун Чистая и сухая 0.32
Шина, сухая Дорожная, сухая Clean and Dry 1
Шина, влажная Дорожная, влажная Clean and Dry 0,2
Снег Мокрая 0 o C 0,1
Воск, лыжи Снег Сухой 0 o C 0,04
Воск, лыжи Воск, лыжи -10 o С 0.2
Дерево Чистое дерево Чистое и сухое 0,25 - 0,5
Дерево Мокрая древесина Чистое и сухое 0,2 Дерево Чистое и сухое
Металл Clean and Dry 0.2 - 0.6
Wood Wet Metals Clean and Dry 0.2
Wood Stone Clean and Dry 0.2 - 0,4
Дерево Бетон Чистое и сухое 0,62
Дерево Кирпич Чистое и сухое 0,6 9017 Снег 9017 Снег 90-138 Чистая и сухая 0,14 0,1
Дерево - восковая Сухой снег Чистая и сухая 0,04
Цинк Чугун Чистая и сухая85 0,21
Цинк Цинк Чистый и сухой 0,6
Цинк Цинк Смазываемый и жирный2 0,04 0,04 0,04
Таблица 2 Образцы и натурные динамометры, используемые для определения характеристик фрикционных материалов ...
Термины «несвязный» и «когезионный» иногда ошибочно используются для обозначения грунтов, прочность на сдвиг которых характеризуется только трением и сцеплением соответственно. Это могло привести к проблемам в конструкции фундамента.В долгосрочной перспективе после приложения всех типов постоянных нагрузок большинство грунтов, вероятно, будут вести себя как чисто фрикционные материалы, и включение любого сцепления в оценку долгосрочной устойчивости может привести к опасным последствиям. [Pg.185]

PB Srinivasan, R Zettler, C. Blawert, W. Dietzel, Исследование влияния плазменного электролитического окисления на коррозионное растрескивание под напряжением деформируемого магниевого сплава AZ61 и его сварку трением с перемешиванием. Характеристика материалов, 2009,... [Pg.362]

Методы исследования поверхности в сверхвысоком вакууме (UHV) позволяют получать и характеризовать идеально чистые, хорошо упорядоченные поверхности монокристаллических материалов. Подготавливая пары таких поверхностей, можно создавать интерфейсы в строго контролируемых условиях. Более того, тонкие пленки адсорбированных частиц могут быть получены и охарактеризованы с использованием самых разных методов. Методы исследования поверхности сочетаются с измерениями макроскопических сил трения сверхвысоким вакуумметром. Такие измерения показали, что толщины пленки адсорбата в несколько монослоев достаточно для смазывания металлических поверхностей [12, 181.[Pg.2747]

Силоксан, содержащий взаимопроникающие сети (IPN), также был синтезирован, и о некоторых его свойствах сообщалось 59,354 356>. Однако особого внимания они не получили. Описаны получение и характеристика IPN на основе ПДМС-полистирола 354), ПДМС-поли (метилметакрилата) 354), полисилоксан-эпоксидных систем 355) и ПДМС-полиуретана 356). Все эти материалы имели двухфазную морфологию, но были получены лишь незначительные улучшения физических и механических свойств исходных материалов.Это может быть связано с трудностями, возникающими при управлении структурой и морфологией этих систем IPN. Модифицированный силоксаном полиамид, полиэфир, полиолефин и различные материалы IPN на основе полиуретана коммерчески доступны 59). Сообщалось, что включение силоксанов в эти системы увеличивает гидролитическую стабильность, высвобождение поверхности, электрические свойства основных полимеров, а также снижает поверхностный износ и трение из-за смазывающего действия цепей PDMS 59). [Стр.62]

Работа с твердыми частицами из нитрида углерода тесно связана с исследованиями алмазоподобных углеродных материалов (DLC) [5, 6]. Материалы DLC представляют собой тонкопленочные аморфные метастабильные твердые вещества на основе углерода, чистые или легированные водородом, которые имеют свойства, аналогичные свойствам кристаллического алмаза (высокая твердость, низкий коэффициент трения, высокая стойкость к износу и химическому воздействию). Это сходство с алмазом обусловлено структурой DLC, которая характеризуется высокой долей сильно сшитых sp -гибридизованных атомов углерода.Чтобы получить эту алмазоподобную структуру ... [Pg.217]

Пай Вернекар и Патил [264] и Шангуан и др. [265] сообщили о синтезе и характеристике NHN. Его важные свойства: (i) легко приготовить из дешевого и легкодоступного сырья (ii) гидролитически и термически стабильно (iii) менее чувствительно к удару (h50% 84 см), трению (нечувствительность до ИОН) и электростатическому разряду, но в то же время время, чувствительный к вспышке, пламени и горячей проволоке ... [Pg.139]

Значения из таблиц коэффициентов трения всегда следует использовать с осторожностью, поскольку экспериментальные результаты зависят не только от материалов, но и от подготовки поверхности, который часто недостаточно охарактеризован.В случае пластической деформации статический коэффициент трения может зависеть от времени контакта. Медленное движение из-за термически активируемых процессов приводит к увеличению истинной площади контакта и, следовательно, коэффициента трения со временем. Часто это можно описать логарифмической зависимостью от времени ... [Pg.232]


Производители фрикционных материалов Поставщики | Справочник IQS

бизнес Отраслевая информация

Фрикционные материалы

Трение определяется как сопротивление относительному движению, противоположное направлению движения объекта.Он создается при контакте одного твердого тела с расходящейся поверхностью.

Фрикционные материалы - это промышленные формы, используемые для сдерживания трения с целью замедления или остановки объекта или машины.

Приложения

Фрикционные материалы необходимы для безопасного и контролируемого использования всех типов машин. Они вызывают сопротивление и снижают скорость или движение в ряде различных систем, таких как промышленное оборудование, автомобильные тормозные системы , промышленные тормозные системы и операционные системы.Они также передают власть.

Благодаря их важным функциям рынок фрикционных материалов достаточно устойчив, и существует несколько областей применения, для которых фрикционные материалы необходимы. Некоторые из продуктов, в работе которых используются фрикционные материалы: тормозные колодки, комплекты сцепления , тормозные ленты, тормозные накладки, накладки сцепления, колодки дисковых тормозов, диски сцепления и фрикционные диски, тормозные колодки и тормозной блок.

Эти материалы используются в различных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, общее производство, авиастроение, авиакосмическая промышленность, железная дорога, горнодобывающая промышленность, оборона, нефть и газ, лесное хозяйство и строительство.



История фрикционных материалов

Трение - это естественное явление, и у нас есть рекордное количество людей, пытающихся либо бороться, либо использовать его со времен древних греков. Греческие и римские ученые, такие как Аристотель, Плиний Старший и Витрувий, все изучали причину и смягчение трения.

Классические законы трения скольжения были открыты Леонардо да Винчи в 1493 году, но он не публиковал записные книжки, в которых писал о них.Они были заново открыты 206 лет спустя Гийомом Амонтоном и стали известны как три закона Амонтона сухого трения. Другие ученые продолжили разработку этого вопроса, сделав важные открытия, такие как различие между статическим и кинетическим трением. В 1734 году Джон Теофил Дезагюльерс открыл роль адгезии в трении, предположив, что трение - это сила, необходимая для разрыва прилипающих поверхностей. В 1833 году Артур Жюль Морен разработал концепцию трения скольжения по сравнению с трением качения, а примерно 30 лет спустя Осборн Рейнольдс разработал уравнение вязкого течения.Эти разработки завершили классическую эмпирическую модель трения (статического, кинетического и качения), которая до сих пор используется в технике.

Используя такие знания, Берта Бенц изобрела тормозные накладки (например, , здесь ) и тормозные колодки, путешествуя по Германии во время одной из первых поездок на дальние расстояния на автомобиле (август 1888 г.). Самые ранние производимые тормозные накладки были сделаны из асбеста; эта тенденция сохранялась до конца 1900-х годов, до 1989 года, когда Национальные институты здравоохранения (NIH) объявили, что воздействие асбеста опасно для здоровья человека.(Это может вызвать заболевание легких и рак.) С тех пор асбест был исключен из линейки фрикционных материалов, в значительной степени заменен волокнами, такими как синтетические арамиды.

Несмотря на то, что это важный аспект многих рынков, производство фрикционных материалов в последнее время превратилось в самостоятельную отрасль. Сегодняшняя промышленность фрикционных материалов конкурентоспособна и процветает. Из-за серьезных изменений в отрасли на протяжении многих лет, таких как выпуск керамики , многие компании пытаются защитить свои собственные достижения и формулы, чтобы опередить конкурентов.Фрикционные материалы продолжают развиваться, и новые разработки происходят постоянно на отраслевом рынке.

Дизайн

При изготовлении фрикционных материалов производители учитывают такие важные характеристики продукта, как термостойкость, высокий коэффициент трения, хорошее поглощение энергии, долговечность и устойчивость к износу. С этой целью они обычно производят грубые или текстурированные материалы с поверхностью, поскольку гладкие поверхности создают небольшое трение и неэффективны.Они также проектируются с учетом требований конкретного применения, таких как допустимый крутящий момент и скорость остановки. Например, приложения, требующие быстрой остановки, должны выбирать материал, который создает большое трение.

Еще одна вещь, о которой они думают, - это тип силы трения, которую они хотят создать, поскольку тип материала, подходящий для данной задачи, зависит от типа трения. Существует три основных типа силы трения: статическая, кинетическая и качение.

  • Статическое трение обнаруживается между двумя твердыми объектами, которые не движутся относительно друг друга, что полностью предотвращает движение.Уклон является важным фактором при использовании этого конкретного типа трения.
  • Кинетическое трение, также известное как динамическое трение, возникает между двумя объектами, движущимися относительно друг друга. Обе поверхности могут двигаться, или одна может скользить по неподвижному объекту.
  • Трение качения касается колес или шариков. Шероховатая текстура фрикционных материалов захватывает колесо и не дает ему скользить или скользить. Например, автомобильная шина, вращающаяся на льду или снегу, является примером низкого трения качения, и, таким образом, шина не цепляется за землю, а продолжает двигаться.

Материалы для фрикционных материалов

Сырье, доступное для производства фрикционных материалов, варьируется от органических до керамических, волоконных и металлических материалов. Керамические материалы используются при высоких нагрузках и высоких температурах. Керамика может выдерживать тепловую энергию выше, чем любая другая альтернатива, однако она довольно быстро изнашивается. В органическом фрикционном материале используется стекловолокно , и другие материалы, так как асбест оказался опасным материалом для человека.Арамидные волокна, такие как кевлар, также используются для изготовления фрикционных материалов, они обладают свойством органического материала, которое способствует плавному зацеплению компонентов и тормозной способности керамических колодок. Другие варианты включают высококачественные металлические материалы, такие как спеченная сталь и фосфатная сталь. Никаких других добавок для изготовления металлических подушек не требуется; тем не менее, они наносят большой урон технике, поэтому используются только в транспортных средствах с высокими характеристиками. Наконец, полуметаллические тормозные элементы также доступны с использованием меди , , латуни и стальной ваты, скрепленных смолой, поскольку эти соединения обладают многими долговечными характеристиками керамических опций.

Характеристики

В зависимости от вашего рынка фрикционные материалы могут работать несколько иначе.

В тормозах, например, используются фрикционные материалы для замедления и остановки колес и других механизмов. Когда вы нажимаете на тормоз, он активирует систему, которая помещает фрикционный материал в движущийся диск, что замедляет подсоединенную шину.

Традиционная тормозная система предотвращает движение за счет трения, преобразуя кинетическую энергию транспортного средства или движущегося объекта в тепло.Однако при рекуперативном торможении, которое является относительно новой концепцией, кинетическая энергия преобразуется в электрическую. Это встречается в гибридных или электромобилях.

Типы

Диск фрикционный

    Фрикционный диск или фрикционная пластина - это пластина, скрепленная фрикционным материалом, используемая в автомобильных тормозных системах. Фрикционные пластины обычно изготавливаются из прочного металла, и поскольку они могут быть шумными, производители часто покрывают их резиной и другими материалами с высоким коэффициентом трения.

Диск сцепления

    Диски сцепления - это фрикционные диски, используемые для соединения двигателя автомобиля с входным валом трансмиссии. Это соединение обеспечивает временное разъединение, необходимое для переключения передач.

Накладка сцепления

    Накладки сцепления используются для обслуживания систем с более низким коэффициентом трения. Более низкий коэффициент обеспечивает плавное и стабильное включение и выключение сцепления.Это также создает более тихую систему.

Тормозная колодка

    Тормозные колодки, также известные как тормозные ленты , представляют собой фрикционные механизмы тормозов. Они замедляют работу системы, когда прижимаются к фрикционному диску. Как и фрикционные диски, они состоят из фрикционной поверхности, прикрепленной к металлической пластине. Существует множество типов тормозных колодок, включая дисковые тормозные колодки и керамические тормозные колодки .

Тормозная накладка

    Тормозная накладка - еще один компонент тормозов.Этот фрикционный материал термостойкий, что важно для фрикционных систем, поскольку они выделяют много тепла. Тормозные накладки используются во многих разновидностях тормозов, включая барабанные и дисковые тормоза.

Фрикционная колодка / тормозная колодка

    Фрикционные колодки или тормозные колодки , наряду с фрикционными накладками, являются наиболее известными формами фрикционных материалов, используемых в тормозных механизмах. В дисковых тормозных системах они помещаются в тормозные суппорты и касаются диска для преобразования кинетической энергии в тепловую, замедляющую автомобиль.

Комплект фрикционной муфты

    Все муфты оснащены фрикционными материалами для плавной работы трансмиссии в машинах. Подобные продукты предлагаются поставщиками в каталоге IQS Directory .

Фрикционная колонна

    Фрикционные колонны или блоки используются в специализированных приложениях для регулирования движения в горнодобывающей и нефтяной промышленности. Чтобы использовать их, производители прикрепляют их к компонентам крана, таким как лебедки и подъемники.регулировать движение.

Правильный уход за фрикционными материалами

Фрикционные материалы - это часто используемые изделия, поэтому за ними непросто ухаживать, поэтому следите за признаками износа или повреждений.

Из-за характера своей работы ваши фрикционные материалы, независимо от износостойкости, в какой-то момент изнашиваются. Когда это произойдет, вам необходимо их заменить. Если вы этого не сделаете, в случае автомобилей подкладка или заклепки будут тереться о роторы или барабаны во время торможения и в конечном итоге вызывать дорогостоящие повреждения.Скорее всего, вам придется заново обработать или заменить поврежденные детали. Избегайте этого, обращая внимание на классический предупреждающий знак износа тормозов - визг. Если вы ждете слишком долго, вашим следующим предупреждающим знаком (предполагающим повреждение) будет неприятный скрежет или ощущение.

Другой опасностью для фрикционного материала тормозов является загрязнение вытекшей тормозной жидкостью или маслом. Если вы слышите стук тормозов, как будто тормозные колодки вибрируют, когда вы их используете, вероятно, они загрязнены. Исправьте это, обнаружив и устранив источник утечки и заменив тормозную колодку.Примечание: вы всегда должны заменять обе тормозные колодки одновременно. Это связано с тем, что несоответствие толщины накладки или материалов приведет к неравномерному торможению, которое может быть опасным и неэффективным. К счастью, такие фрикционные материалы легко и недорого заменить.

Стандарты

Мы рекомендуем приобретать фрикционные материалы, соответствующие требованиям RoHS. RoHS (Ограничение использования опасных веществ) - это директива ЕС, которая ограничивает использование определенных опасных материалов.Хотя соответствие RoHS не требуется в Соединенных Штатах, если вы работаете с продуктами, которые будут отправляться за границу, вам потребуется этот сертификат. Кроме того, это просто хорошее руководство. В Соединенных Штатах убедитесь, что ваши фрикционные материалы соответствуют стандартным нормам, установленным EPA. Также поговорите со своим производителем о SAE International и FMSI (Институте стандартов фрикционных материалов).

На что обратить внимание

Поскольку существует множество вариантов фрикционного материала, необходимо учитывать факторы, определяющие его функциональность и срок службы.Перед покупкой фрикционного материала необходимо узнать:

  • Обеспечивает ли материал плавное зацепление
  • Может ли материал противостоять выцветанию при торможении при повышении температуры
  • выдерживает ли материал временное воздействие воды

Если ваш поставщик может ответить «да» на все эти вопросы, тогда вы можете продолжать, будучи уверенными, что этот фрикционный материал будет служить вам в течение более длительного периода времени.

Говоря о поставщиках, ключевой момент в поиске необходимого фрикционного материала - это работа с правильным производителем.Найдите этого производителя, прокрутив страницу вверх и ознакомившись с проверенными компаниями, производящими фрикционные материалы, которые мы для вас перечислили. Посетите их отдельные веб-сайты и просмотрите их продукты и услуги. Выберите три или четыре, которые, по вашему мнению, могут помочь вам лучше всего, и затем обратитесь к каждому из них со своими характеристиками и вопросами. Сравните и сопоставьте не только их ответы, но и их взгляды. Ищите производителя фрикционного материала, который предоставит вам не базовый продукт, а самый лучший продукт, независимо от вашего бюджета.




Термины по фрикционным материалам

- Относится к стабильности между передние и задние тормоза.

- Процесс, при котором тормозная жидкость перегревается или портится и пузырьки воздуха удаляются из тормозной системы.

- Металлический корпус, прикрученный к оси и колесу автомобиля выглядит как большая крышка от банки. Тормозные колодки прижимаются к барабану остановить вращение колес.

- Термостойкие фрикционный материал, который давит на диск / барабан, создавая торможение сила.

– Изготовлен из фрикционных материалов и приклеен к металлическим пластинам. Тормозные колодки необходимо время от времени заменять из-за сильного износа.

Тормозные материалы - Тормозные материалы включают в себя широкий спектр прочных и термостойких веществ, используемых в конструкции устройств, которые снижают скорость и предотвращают вращение поверхностей колес транспортных средств в результате повышенного трения.Тормозные системы, в которых используются эти материалы, состоят из нескольких компонентов, таких как тормозные ленты, тормозные накладки, тормозные колодки, тормозные колодки и тормозные колодки.

- Процесс износа тормозов до контакта между фрикционный материал и ротор или барабан становятся стабильными.

- Сборка, которая размещает тормозные колодки и прикрепляет их к ротору. Это также дома поршни с гидравлическим приводом к которому приклеены колодки.

- Любое из различных приспособлений, используемых для включения и выключения две движущиеся части вала или вала и приводной механизм. При изменении передач педаль сцепления нажата, сцепление выключено и переключение передач; при отпускании сцепление включается и передает вращательное движение по всему карданному валу.

Материалы сцепления - Материалы сцепления включают широкий спектр прочных и термостойких веществ, используемых в конструкции устройств, используемых для соединения двигателя транспортного средства с входным валом трансмиссии, обеспечивая временное разъединение, необходимое для переключения передач и наката.Системы сцепления, в которых используются эти материалы, состоят из нескольких компонентов, таких как облицовка сцепления, нажимные диски, диски сцепления и маховики.

- Соотношение сил, необходимых для движения объект по сравнению с весом самого объекта.

- Состоит из тормозных колодок, суппорта и ротора. Это часть тормозной системы, которая фактически останавливает автомобиль.

- Большой круглый металлический корпус, который выглядит как крышка негабаритной банки и прикручен к автомобильному ось и колесо.Тормозные колодки прижимаются к внутренней части барабан, который затем останавливает вращающееся колесо.

- Аппаратура в лаборатории, используемая для проверки тормозной системы спектакль.

- Временное снижение тормозной мощности. Выцветание в результате перегрева фрикционного материала.

- Канавки на фрикционном материале, способствующие расслоению нагревать, избавляться от жидкости и устранять шум.

- Цилиндр, содержащий гидравлическую жидкость и поршень. Он подключен непосредственно к педали тормоза и передает давление. к тормозной операционной системе.

- Возвращение характеристик торможения к нормальному уровню после того, как исчезновение уменьшилось. Это измеряет способность фрикционных материалов выполнять после перегрева.

- Также называется диском или барабаном, это круговой металлический предмет, к которому прикладываются тормозные колодки, создающий трение замедлите движение и остановите автомобиль.

- Стальная полукруглая форма, покрытая фрикционным агентом, при активации давит на внутреннюю часть барабана.

- Высокий шум при торможении. Визг указывает что тормоза следует проверять на износ. Больше фрикционных материалов

Информационное видео о фрикционных материалах



Фрикционный материал для исследования для IIT JEE

  • Полный курс физики - 11 класс
  • ПРЕДЛАГАЕМАЯ ЦЕНА: Rs.2 968

  • Просмотр подробностей
 


Каждый раз, когда поверхность тела скользит по другой, каждое тело испытывает контактную силу, которая всегда противодействует относительному движению между поверхностями.Эта контактная сила называется силой трения . Межмолекулярное взаимодействие, возникающее из-за упругих свойств вещества, является причиной силы трения, которая действует по касательной к границе раздела двух тел.

Причина трения

Старый вид : -

Ранее считалось, что шероховатость двух поверхностей вызывает трение на фигуре, потому что легко заметить, что чем гладче поверхности, тем меньше трение.Сцепление неровностей двух поверхностей вызывает затруднение скольжения. Однако это не текущая точка зрения.

Текущее представление : -

Текущий вид немного отличается от старого. Раньше мы думали, что трение вызывает сцепление неровностей поверхностей. Теперь, однако, из-за неровностей общая площадь поверхности, которая находится в реальном контакте двух поверхностей, намного меньше, чем общая общая площадь контакта.В одном эксперименте она составила 1/10 000 видимой площади.

Таким образом, хотя общие силы взаимодействия (действия и противодействия) между двумя поверхностями остаются неизменными, давления в точках контакта чрезвычайно высоки и вызывают выравнивание выступов (претерпев пластическую деформацию) до тех пор, пока увеличенная площадь контакта не позволит поддерживаемое верхнее твердое тело. Считается, что в точках соприкосновения небольшие соединения холодной сварки образуются за счет сильных сил сцепления между молекулами, которые очень близко расположены друг к другу.Их необходимо отломить, прежде чем одна поверхность сможет переместиться по другой. Таким образом, обнаружено, что сила трения зависит от следующих факторов.

(i) Природа двух поверхностей, которые прижимаются друг к другу.

(ii) Нормальная сила прижимает поверхности друг к другу.

(iii) Фактическая зона контакта


Типы трения

Существует , , четыре типа трения, .

(a) Статическое трение (b) Кинетическое трение (c) Трение качения (d) Трение жидкости

(a) Статическое трение : -

Статическое трение - это сила трения между двумя поверхностями при отсутствии относительного движения между ними. Оно всегда равно приложенной силе. Силы статического трения учитываются в следующем неравенстве.

Величина статического трения f с (сила статического трения) имеет максимальное значение f с, макс. , что определяется как,

f с, макс = µ с N

Здесь µ s - коэффициент кинетического трения, а N - нормальная сила.

Итак, коэффициент трения покоя, µ с = f с, max / Н

Статическое трение всегда равно приложенной силе. Будет замечено, что значение статического трения увеличивается до определенного максимального значения, после которого, если приложенная сила увеличивается, тело начинает двигаться. Это максимальное значение силы трения называется предельным трением.

Предельное трение - это мА ximum значение силы трения между двумя поверхностями, если между ними нет относительного движения.

(б) Кинетическое трение : -

Кинетическое трение - это сила трения, которая возникает между двумя поверхностями, когда между ними существует некоторое относительное движение. Величина силы кинетического трения f k (кинетическая сила трения) пропорциональна нормальной силе N.

Итак,

Здесь µ k - коэффициент кинетического трения.

Таким образом, коэффициент кинетического трения, µ k = f k / N

Законы предельного трения : -

(a) Направление силы трения всегда противоположно направлению движения.

(b) Сила ограничивающего трения зависит от природы и состояния полировки контактирующих поверхностей и действует по касательной к границе раздела между двумя поверхностями.

(c) Величина ограничивающего трения «F» прямо пропорциональна величине нормальной реакции R между двумя контактирующими поверхностями, т.е.

FR

(d) Величина ограничивающего трения между двумя поверхностями не зависит от площади и формы контактирующих поверхностей, пока нормальная реакция остается неизменной.

(c) Трение качения : -

Сила трения, возникающая между двумя поверхностями, когда одна из них перекатывается по другой, называется трением качения.Трение качения аналогично кинетическому трению.

Итак,

Здесь µ r - коэффициент трения качения, а N - нормальная сила.

(d) Гидравлическое трение : -

Трение жидкости - это противоположная сила, которая вступает в игру, когда тело движется через жидкость.


Причина и направление трения качения

Колесо радиуса R, катящееся без скольжения по плоской поверхности, будет испытывать сопротивление из-за очень небольшой местной деформации, которая иногда бывает упругой, иногда неупругой, т.е.е. перед колесом образуется своего рода гребень, как показано на рисунке в увеличенном масштабе. Это приводит к возникновению силы F R , линия действия которой проходит через центр C колеса и P горизонтальной силы, необходимой для того, чтобы заставить колесо опрокинуться через точку M, общий крутящий момент по часовой стрелке, действующий на колесо около M должен быть больше или немного больше, чем общий крутящий момент против часовой стрелки около M.

F = Сила трения

Следовательно,

P × R cos θ> mg × R sin θ

P> мг тангенса θ

Величина tan θ называется коэффициентом трения качения (μ g ).Это значение не зависит от R. Если две поверхности абсолютно жесткие, то гребень не образуется и q будет равно нулю, т.е. коэффициент трения качения будет равен нулю.

Типичные значения μ R = 0,006 для стали и 0,02–0,04 для резиновых ярусов на бетонных поверхностях. Трение качения очень мало по сравнению с трением скольжения. В случае чистой прокатки μ R = 0,

  • Значение угла трения и угла естественного откоса одинаковы, а тангенсы обоих из них равны коэффициенту трения.

  • Когда тело скользит по наклонной плоскости, угол наклона которой относительно горизонтали равен углу естественного откоса, оно движется с постоянной скоростью.

  • Трение скольжения и трение качения не зависят от скорости.

  • Трение жидкости зависит от скорости. Он увеличивается с увеличением скорости.

  • Сила предельного трения не зависит от размера и формы контактирующей поверхности.

  • Коэффициент кинетического трения меньше коэффициента трения покоя, т. Е. Μ k µ s


Коэффициент трения

По закону предельного трения,

F ∝ R

или F = μR ............ (1)

, где μ - коэффициент пропорциональности, который называется коэффициентом предельного трения между двумя контактирующими поверхностями.

из (1),

Следовательно, коэффициент предельного трения между любыми двумя контактирующими поверхностями определяется как отношение силы предельного трения и нормальной реакции между ними. Значение μ зависит от

.

(i) характер соприкасающихся поверхностей, т.е. сухие или влажные; шероховатая или гладкая; полированный или не полированный.

(ii) материал контактирующих поверхностей.

Например, когда две полированные металлические поверхности соприкасаются, μ ≈ 0.2, когда эти поверхности смазаны, μ ≈ 0,1. Между двумя гладкими деревянными поверхностями μ изменяется от 0,2 до 0,5. Очевидно, что μ не имеет единиц.

Когда тело действительно движется по поверхности другого тела, мы помещаем F на F x , кинетическое трение, и μ и μ k .

Следовательно,

μ k тогда называется коэффициентом кинетического или динамического трения. Поскольку F k k всегда меньше μ i.е. коэффициент кинетического или динамического трения всегда меньше коэффициента предельного трения.

В таблице приведены значения коэффициента предельного / кинетического трения между некоторыми парами материалов:

S. No.

Контактная поверхность

Коэффициент предельного трения

Коэффициент кинетического трения

1.

Дерево по дереву

0,70

0,40

2.

Дерево на коже

0,50

0,40

3.

Сталь на стали (мягкая)

0,74

0,57

4.

Сталь на стали (твердая)

0,78

0,42

5.

Сталь на стали (со смазкой)

0,10

0,05


Угол трения

Угол, образованный результирующей силой реакции с вертикалью (нормальная реакция), известен как угол трения.

Теперь в треугольнике OAB,

AB / OB = детская кроватка θ

Итак, OB = AB / детская кроватка θ

= AB tan θ

Или, tan θ = OB / AB

= ф / н

Итак, tan θ = f / N = µ с


Угол откоса

Это угол, который образует наклонная плоскость с горизонталью, так что тело, помещенное над ней, просто начинает скользить само по себе.

Рассмотрим тело массой м , покоящееся на наклонной плоскости с наклоном θ . Показаны силы, действующие на тело - F f - сила трения. Если трение достаточно велико, тело не соскользнет вниз.

Вдоль x: мг sin θ - f = 0

Вдоль y: N - мг cosθ = 0

то есть N = мг cos θ и f = мг sin θ

Таким образом, f ≤ µ с Н дает,

мг sin θ ≤ µ с мг cosθ

Итак, tan θ ≤ µ с .Это означает коэффициент статического трения между двумя поверхностями, чтобы тело не скользило вниз.

Когда θ увеличивается, то tan θ> µ. Таким образом начинается скольжение, и угол θ r = tan -1 µ. Этот угол известен как угол естественного откоса.

Чтобы узнать о трении, обратитесь к этому видео: -


Методы уменьшения трения

Трение можно уменьшить, если мы попытаемся устранить причину трения.

(а) Путем шлифовки и полировки

(б) По смазочным материалам

(c) Преобразование скольжения в трение качения

(d) За счет оптимизации

Задача : -

Горизонтальная перекладина используется для поддержки объекта весом 75 кг между двумя стенами, как показано на рисунке ниже. Равные силы F, прилагаемые стержнем к стенкам, можно изменять, регулируя длину стержня. Систему поддерживает только трение между концами стержня и стенками.Коэффициент статического трения между стержнем и стенками составляет 0,41. Найдите минимальное значение сил F, при котором система остается в покое.

Концепция: -

На схеме ниже показаны силы, задействованные в системе:

Величина силы трения между стенками и стержнем составляет

.

f = µ с N

Здесь µ s - коэффициент трения покоя между стенками и стержнем, а N - нормальная сила, прилагаемая стенкой к стержню.

Если стержень находится в состоянии покоя, горизонтальное равновесие сохраняется, и сумма горизонтальных сил на стержне должна быть равна нулю, то есть

Ж - N = 0

F = N

Заменить F = N в уравнение f = µ с N,

f = µ с N

= µ с F

Чтобы учесть вертикальное равновесие блока, сумма вертикальных сил должна быть равна нулю,

f + f - W = 0

f + f = W

2f = W

Важно отметить, что член в левой части приведенного выше уравнения учитывает тот факт, что сила трения существует на обоих концах стержня и действует в направлении, противоположном направлению веса.

Вес блока рассчитывается путем умножения массы блока на ускорение свободного падения,

Вт =

мг

Заменить W = mg и f = µ s F в уравнении 2f = W,

2f = W

2 (µ с F) = W

F = мг / 2µ с

Это уравнение можно использовать для расчета силы, прикладываемой стержнем к стене, которая уравновешивает систему.

Чтобы вычислить величину силы F, подставьте 75 кг вместо m, 9.81 м / с 2 для g и 0,41 для µ с в уравнении F = мг / 2µ с ,

F = мг / 2µ с

= (75 кг) (9,81 м / с 2 ) / 2 (0,41)

= (897,2 кг · м / с 2 ) (1 Н / 1 кг · м / с 2 )

= 897,2 N

Округлить до двух значащих цифр,

F = 897,2 N

Следовательно, величина силы, прилагаемой штангой к стене для уравновешивания системы, составляет 897,2 Н.

Вопрос 1 : -

Если поверхность выровнять, как это повлияет на угол трения:

(а) уменьшится (б) увеличится

(в) пропорциональны друг другу (г) нет

Вопрос 2 : -

Угол трения и угол естественного откоса:

(а) равны друг другу (б) не равны

(в) пропорциональны друг другу (г) нет

Вопрос 3 : -

Какой метод уменьшения трения является подходящим:

(а) шариковый и роликовый подшипник (б) смазка

(в) полировка (г) все вышеперечисленное

Вопрос 4 : -

Трение может быть:

(а) полностью исключено (б) минимизировано

(c) не может быть сведено к минимуму (d) консервативного характера

Вопрос 5 : -

Если нормальная реакция удваивается, что происходит с коэффициентом трения между двумя поверхностями:

(а) вдвое (б) вдвое

(c) не изменилось (d) ничего из вышеперечисленного

Q.1 2 кв. Q.3 4 квартал Q.5

а

а

д

б

с

Связанные ресурсы

Чтобы узнать больше, купите учебный материал по законам движения, включающий учебные заметки, заметки о пересмотре, видеолекции, решенные вопросы за предыдущий год и т. Д.Также поищите здесь дополнительные учебные материалы по физике.


Особенности курса

  • 101 Видео-лекции
  • Примечания к редакции
  • Документы за предыдущий год
  • Интеллектуальная карта
  • Планировщик исследований
  • Решения NCERT
  • Обсуждение Форум
  • Тестовая бумага с видео-решением

.