【德國FAG軸承】影響摩擦因數(shù)的因素

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

  1.表層性質(zhì)

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

　　表面膜厚度對摩擦因數(shù)也有很大影響。若表面膜太薄，膜易被壓破而出現(xiàn)基體材料的直接接觸；若表面膜太厚，一方面因膜較軟而使實際接觸面積增大，另一方面兩對偶表面上的微峰在表面膜上的犁溝效應(yīng)也較為突出。可見，表面膜有一個值得尋求的最佳厚度。

　　2.材料性質(zhì)

　　金屬摩擦副的摩擦因數(shù)隨配對材料的性質(zhì)不同而異。一般說來，相同金屬或互溶性較大的金屬摩擦副，容易發(fā)生粘著，其摩擦因數(shù)較大；反之，摩擦因數(shù)較小。不同結(jié)構(gòu)的材料具有不同的摩擦特性。如石墨因具有穩(wěn)定的層狀結(jié)構(gòu)且層間的結(jié)合力小，容易滑動，故摩擦因數(shù)較小；又如金剛石配對的摩擦副因硬度高、實際接觸面積小而不易發(fā)生粘著，其摩擦因數(shù)也較小。

　　3.溫度

　　周圍介質(zhì)溫度對摩擦因數(shù)的影響，主要是由于表層材料性質(zhì)發(fā)生變化而引起的，鮑登等人的試驗表明，許多金屬（如鉬、鎢、欽等）及其化合物的摩擦因數(shù)，在周圍介質(zhì)溫度為700~800℃時出現(xiàn)最小值。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因最初溫升使抗剪強度下降，進一步溫升又使屈服點急劇下降而引起實際接觸面積增大許多的緣故。但高聚物摩擦副或壓力加工時，摩擦因數(shù)隨著溫度的改變將出現(xiàn)極大值。

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

　　4.相對運動速度

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

　　圖1是克拉蓋爾斯基等人得出的試驗結(jié)果。對于一般彈塑性接觸狀態(tài)的摩擦副，摩擦因數(shù)隨滑動速度的增加而越過一極大值，如圖中曲線2和3,并且隨著對偶表面間法向載荷的增加，其極大值的位置向坐標(biāo)原點移動。當(dāng)載荷極小時，曲線只有上升部分；而載荷極大時曲線只有下降部分，如圖中曲線1和4所示。

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

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

  5.載荷

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

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

　　6.表面粗糙度

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

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

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——責(zé)任編輯：濟南鴻慷機電設(shè)備公司01銷售顧問

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