7
ГЛАВА 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДОВ ТРЕНИЯ
1.1. Виды трения
Сила трения – это сила механического сопротивления относительному
перемещению двух соприкасающихся тел в плоскости их касания. Она направ-
лена противоположно относительному перемещению тел. Независимо от того,
между какими телами возникает трение, оно называется
сухим
, если силы тре-
ния не исчезают при обращении в нуль относительных скоростей соприкасаю-
щихся тел. В противном случае трение называется
жидким
. Отличают не-
сколько видов сил сухого трения.
При сухом трении
неполная сила трения
возникает тогда, когда величи-
на влияющей внешней силы недостаточна для скольжения (качения, верчения)
одного тела относительно другого. Она вызвана малым относительным переме-
щением (≈1мкм) в зоне контакта. Его величина меняется от нуля до некоторого
максимального значения, называемого
силой трения покоя
(рис. 1).
1.1.1. Внешнее трение и внутреннее трение
Скольжение возникает в тех случаях, когда влияние внешней силы доста-
точно (по модулю и направлению) для скольжения одного тела относительно
другого. Характер сухого трения двух твёрдых тел таков, что сила трения
скольжения оказывается чуть меньше силы трения покоя (рис. 1). Касание по-
верхностей двух твёрдых тел, не подвергавшихся специальной обработке, про-
исходит лишь в отдельных выступах (пятнах) диаметром от 1 до 50 мкм, на ко-
торых возникают силы прилипания (адгезия, взаимная диффузия, химические
связи и др.).
Пятна касания, которые образуются, существуют и исчезают
при совместном действии нормальных и тангенциальных сил, принято называть
фрикционными связями.
Трение имеет двойственную (молекулярно-
механическую) природу. Оно обусловлено объёмным деформированием мате-
риала и преодолением межмолекулярных связей (мостиков холодной сварки),
возникающих между сближенными участками трущихся поверхностей. Сколь-
жение сопровождается пластическим оттеснением, упругой деформацией, раз-
рушением мостиков между трущимися поверхностями и появлением новых.
Таким образом, процесс внешнего трения представляет собой объёмное
деформирование очень тонких поверхностных слоёв каждого из тел. Сила тре-
ния скольжения определяется жёсткостью и прочностью этих выступов и растёт
с увеличением скорости скольжения. Объём слоя, втянутого в деформацию, тем
больше, чем прочнее эти связи. Обязательным условием внешнего трения явля-
ется требование, согласно которому материал должен повышать свою проч-
ность вглубь от зоны контакта. В противном случае возникает
внутреннее тре-
ние
.
