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什么影響摩擦磨損試驗機的滑動摩擦系數

  研究摩擦磨損試驗機摩擦系數的影響因素和變化規律,是控制摩擦過程和降低摩擦損耗的一條有效途徑。

  摩擦系數是摩擦副系統的綜合特性,而不是材料本身的固有特性。

  在給出一種材料的摩擦系數時,必需同時給出得出該數值的條件和所用的測試設備。

  摩擦系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面:

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  具有表面氧化膜的摩擦副,摩擦主要發生在膜層內。對于金屬的摩擦來說,由于表面氧化膜的塑性和機械強度比金屬材料差,在摩擦過程中,膜先被破壞,金屬摩擦表面不易發生粘著,使摩擦系數降低,磨損減少。

  在金屬摩擦表面涂覆軟金屬能有效地降低摩擦系數。其中以鎘對摩擦系數的影響明顯,但鎘與基體金屬的結合力較弱,容易在摩擦時被擦掉。

 ?。ǘ┎牧闲再|對摩擦磨損試驗機的摩擦系數的影響

  摩擦副的摩擦系數,隨配對材料性質的不同而不同。分子或原子結構相同或相近的兩種材料互溶性大,互溶性較大的材料組成摩擦副,易發生粘著,摩擦系數增高;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,摩擦系數一般都比較低。

  因此,在設計摩擦副時,應盡可能地選擇分子結構或原子晶格差別大,互溶性小的材料組成摩擦副,以降低其摩擦系數。如果條件允許的話,應盡可能選擇金屬與非金屬(工程塑料、復合材料等)組成摩擦副。

 ?。ㄈ┹d荷對摩擦磨損試驗機的摩擦系數的影響

  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,摩擦系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系數趨于穩定或減小。

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  在一般情況下,摩擦系數隨滑動速度增加而升高,越過一極大值后,又隨滑動速度的增加而減少。

  滑動速度對摩擦系數的影響,主要是它引起溫度的變化所至?;瑒铀俣纫鸬陌l熱和溫度的變化,改變了摩擦表面層的性質和接觸狀況,因而摩擦系數必將隨之變化。對溫度不敏感的材料(如石墨),摩擦系數實際上幾乎與滑動速度無關。

 ?。ㄎ澹囟葘δΣ聊p試驗機的摩擦系數的影響

  在摩擦過程中,溫度的變化使摩擦副表面材料的性質發生改變,從而影響摩擦系數。摩擦系數隨摩擦副工作條件的不同而變化。具體情況需用試驗方法測定。

 ?。ǎ保τ诖蠖鄶到饘倌Σ粮倍?,其摩擦系數均隨溫度的升高而降低,極少數(如金-金)的摩擦系數均隨溫度的升高而升高。

 ?。ǎ玻τ谏嵝员容^差的材料,特別是由熱塑性工程塑料組成的摩擦副,開始摩擦系數將隨著溫度的升高而增大,當表面溫度達到一定值,材料面將被熔化。所以,一般工程塑料都只能在 一定的溫度范圍內使用,超過這個溫度范圍,摩擦副材料將喪失其工作能力。

 ?。ǎ常τ诮饘倥c復合材料組成的摩擦副,其摩擦系數在一定的范圍內受溫度的影響較小,但是,當溫度超過某一極限值時,摩擦系數將隨溫度的升高而顯著下降。通常把這種現象稱為材料的熱衰退性。對于制動摩擦副,尤其應控制在熱衰退的臨界溫度以下工作,以保證其具有足夠的制動能力。

 ?。┍砻娲植诙葘δΣ聊p試驗機的摩擦系數的影響

  根據摩擦的分子—機械理論,當表面粗糙度值大于50μm時,分子分量可以忽略不計,因此,摩擦系數隨著表面粗糙度值的減小而降低;當表面粗糙度值特別小,小于20μm時,摩擦系數中的分子分量起主要作用,機械分量可以忽略不計,因此,摩擦系數隨著表面粗糙度值的減小而增大;表面粗糙度值愈小,實際接觸面積愈大,因而摩擦系數也就愈大;在一般情況下,即20μm <Ra<50μm范圍內,表面粗糙度對摩擦系數的影響不大。表面粗糙度對摩擦系數的影響可定性的用圖3-4曲線來描述。

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