【FAG軸承專家】影響摩擦因數的因素

  濟南市鴻慷機電設備有限公司位于交通便利的泉城濟南，是全球生產滾動軸承和直線運動產品的領導企業---德國舍弗勒集團在山東的授權代理商。公司專營舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應經濟發展需要而誕生的專業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支持，在機械行業技術方面有著非常豐富的經驗，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的因素。

  1.表層性質

　　由于污染、化學熱處理、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。若表面膜在一定厚度內，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生粘著，因此摩擦力和摩擦因數可隨之降低。

　　表面膜厚度對摩擦因數也有很大影響。若表面膜太薄，膜易被壓破而出現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

　　金屬摩擦副的摩擦因數隨配對材料的性質不同而異。一般說來，相同金屬或互溶性較大的金屬摩擦副，容易發生粘著，其摩擦因數較大；反之，摩擦因數較小。不同結構的材料具有不同的摩擦特性。如石墨因具有穩定的層狀結構且層間的結合力小，容易滑動，故摩擦因數較小；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生粘著，其摩擦因數也較小。

　　3.溫度

　　周圍介質溫度對摩擦因數的影響，主要是由于表層材料性質發生變化而引起的，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，在周圍介質溫度為700~800℃時出現最小值。出現這種現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，摩擦因數隨著溫度的改變將出現極大值。

　　由上述可見，溫度對摩擦因數的影響是多變的，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的關系變得十分復雜。

　　4.相對運動速度

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

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

　　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，隨著速度的加快，吸附膜的摩擦因數逐漸減小而趨于定值，反應膜的摩擦因數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隨載荷增大而降低，然后趨于穩定，這種現象可用粘著理論加以解釋。當載荷很小時，兩對偶表面處于彈性接觸狀態，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，因此摩擦因數與載荷的1/3次方成反比；當載荷較大時，兩對偶表面處于彈塑性接觸狀態，實際接觸面積與載荷的2/3～1次方成正比，因此摩擦因數隨載荷增大而較慢降低并趨于穩定；當載荷大到兩對偶表面處于塑性接觸狀態時，摩擦因數與載荷基本無關。

　　靜摩擦因數的大小還與兩對偶表面在載荷作用下靜止接觸延續的時間有關。一般情況下，靜止接觸延續時間愈長，靜摩擦因數愈大。這是由于載荷的作用，使接觸處發生塑性變形，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的影響都不是孤立的，而是相互聯系相互影響的。

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——責任編輯：濟南鴻慷機電設備公司01銷售顧問

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