Как можно уменьшить трение

Как можно увеличить и уменьшить силу трения. Как можно уменьшить силу трения

Любое движение тел, так или иначе, сопровождается трением. При любом механическом движении происходит соприкосновение тел между собой. Это явление происходит также в жидкой или газообразной среде. При этом, возникает вопрос, что такое сила трения? Она возникает при любой степени взаимодействия тел между собой и направлена в сторону, противоположную движению. На само движение эта сила оказывает непосредственное влияние.

Исчерпывающие примеры трения качения: полезные сведения и важные часто задаваемые вопросы

Примеры трения качения показывают, насколько легко переместить объект, просто поместив его на колеса, вместо того, чтобы толкать его. Некоторые из основных примеров трения качения вокруг нас перечислены ниже:

  • Утиный мяч
  • Скейтборд
  • Зорбинг
  • Зимние виды спорта
  • Колеса поезда

Примеры трения качения

Примеры трения качения

Как снизить трение в парах резина-металл с помощью антифрикционного твердосмазочного покрытия?

АТСП Modengy

В машиностроительной отрасли достаточно распространены пары трения резина-металл. Они используются в манжетных уплотнениях вращающихся валов, кольцевых уплотнениях трубопроводной арматуры, винтовых и погружных насосах, пневмоприводах и иных уплотнительных устройствах.

При работе и эксплуатации подобных узлов необходимо максимально снизить коэффициент трения и одновременно обеспечить их необходимый ресурс и герметичность. При выполнении данных задач неизбежны снижение долговечности материалов и значительные потери на преодоление силы трения.

Это происходит из-за максимально плотного прилегания резиновых уплотнителей к сопряженным металлическим элементам за счет предварительного поджатия и поджатия рабочим давлением, которые не допускают зазора и утечек при движении.

Особенности эксплуатации и трения пары резина-металл

Согласно молекулярно-механической теории, коэффициент трения состоит из двух компонент: механической и молекулярной. Первая из них обусловлена зацеплением микронеровностей поверхностей и их деформацией. Вторая вызвана наличием сил притяжения между молекулами.

В системах трения резина-металл преобладает механическая составляющая. Для ее снижения необходимо улучишь качество поверхности. Это достигается различными способами финишной обработки: механическими, химическими, электрохимическими или электролитно-плазменными.

Однако с улучшением качества обработки одновременно растет площадь соприкосновения контактирующих поверхностей, а, значит, и молекулярная составляющая коэффициента трения.

Повреждения уплотнений

При работе уплотнений отмечается нежелательная особенность: в состоянии покоя резина прилипает к металлическим поверхностям, поэтому при страгивании с места коэффициент трения достигает значений f=1,0…1,2 и требуются достаточные усилия. Прилипание резиновых манжет ведет к дальнейшей деформации острой запирающей кромки. В результате повреждения и местного защемления уплотнения они часто разрываются, и происходит прорыв рабочей среды.

Уплотнение сопряженных поверхностей только за счет высоких контактных давлений приводит к их быстрому износу, снижению герметичности и более скорому их выходу из строя. В таких случаях необходимо использовать смазочные материалы.

Таким образом, задача выбора смазок должна решаться в комплексе с учетом специфики эксплуатации пар трения и процессов их изнашивания.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия Modengy – инновационное решение для снижения трения и преждевременного износа резиновых уплотнений.

Виды силы трения

Сила трения существует в нескольких видах. В первую очередь, это сухое трение, которое разделяется, как качения и скольжения. Оно образуется, когда твердые тела, движущиеся относительно друг друга соприкасаются между собой.

Если твердые тела движутся через жидкую или газообразную среду, то появляется вязкое или жидкое трение. То же самое явление происходит, когда твердые тела неподвижны, а жидкости или газы текут мимо них. В том случае, когда при попытке сдвинуть неподвижное тело, к нему прикладывается определенная сила, возникает трение покоя.

Основная причина, в результате которой появляется сила трения, заключается в неровностях поверхностей, соприкасающихся между собой. Кроме того, на величину в значительной степени влияет взаимное притяжение молекул, возникающее между телами.

мешок вагонетки

Один из распространенных примеров трения качения, который встречается у нас дома, – это колеса сумки-тележки. Вместо того, чтобы толкать или поднимать тяжелую сумку, мы прикладываем к ней мышечную силу, вытягивая ее так, чтобы тяжелая сумка могла легко катиться по полу. В ответ, качение вызывает трение качения между колесами и поверхностями пола, что предотвращает чрезмерное перекатывающее движение мешка.

Примеры трения качения

Примеры трения качения
– Колеса сумки-тележки (кредит: Shutterstock)

Узнать больше о Наклонная плоскость это облегчает любую работу.

Подшипник

Шариковый подшипник – это усовершенствованный пример трения качения, который встречается во многих окружающих нас объектах, таких как блендеры, скейтборды, велосипеды и т. Д. Благодаря округлой форме подшипник выдерживает большую нагрузку при гораздо более низком трении качения для плавного вращения.

Примеры трения качения

Примеры трения качения
– Шарикоподшипник в велосипедном колесе (кредит: Shutterstock)

Критерии выбора и характеристики АТСП

Компания Modengy занимается разработкой, продажей и нанесением антифрикционных твердосмазочных покрытий (АТСП).

Такие покрытия используются для многих элементов и механизмов, например:

  • внутренние поверхности пневмо- и гидроцилиндров
  • вращающиеся валы, контактирующие с резиновыми манжетными уплотнениями
  • штоки трубопроводной арматуры
  • металлические детали насосов
  • элементы торцовых уплотнений

АТСП отлично справляются с основной задачей по снижению трения и износа. Дополнительно они предотвращают скачкообразное движение и защищают от коррозии.

Инструкция

В самом простом случае постарайтесь изменить степень шероховатости поверхностей соприкасающихся объектов. Этого можно добиться путем шлифовки. Тела, взаимодействующие поверхности которых являются гладкими, доведенными до глянца, будут двигаться друг относительно друга значительно легче.

По возможности замените одну из соприкасающихся поверхностей на ту, которая имеет более низкий коэффициент трения. Это может быть искусственное покрытие- так, тефлон имеет один из самых низких коэффициентов трения, равный 0,02. Изменить проще тот элемент системы, который играет роль инструмента.

Используйте смазочные материалы, введя их между трущимися поверхностями. Этот способ применяется, например, в лыжном спорте, когда на рабочую поверхность лыж наносится специальная парафиновая смазка, соответствующая температуре снега. Смазки, применяемые в других технических системах, могут быть жидкими (масло) или сухими (графитовый порошок).

Рассмотрите возможность применения «газообразной смазки». Речь идет о так называемой «воздушной подушке». Уменьшение силы трения происходит в этом случае за счет создания потока воздуха между соприкасавшимися ранее поверхностями. Метод используется при проектировании вездеходов, предназначенных для преодоления труднопроходимых местностей.

Если в рассматриваемой системе используется трение скольжения, замените его на трение качения. Проделайте простой эксперимент. Поставьте на ровную поверхность стола обычный стакан и рукой попытайтесь его сдвинуть. Теперь положите стакан на бок и сделайте то же самое. Во втором случае сдвинуть предмет с места будет значительно легче, поскольку вид трения изменился.

Используйте подшипники в узлах, где происходит трение. Эти элементы позволяют преобразовать вид движения, тем самым существенно снизить потери на трение, уменьшив его силу. Этот способ наиболее широко применяется в технике.

На первый взгляд, излишняя сила трения вредна. Она уменьшает КПД механизмов, изнашивает детали. Но есть случаи, когда силу трения необходимо увеличить. Например, при качении колес необходимо улучшить их сцепление с дорогой. Посмотрите, каким образом это можно сделать.

Ручка с тупым колпачком

Знаете ли вы, какая польза от колпачка пера больше, чем защита его наконечника?
Вы заметили, что когда мы держим ручку без колпачка на наклонном столе, она перевернется и упадет? Таким образом, колпачок, прикрепленный к ручке, является одним из примеров трения качения, поскольку он обеспечивает трение качения, которое останавливает его качение.

Примеры трения качения

Примеры трения качения
– Тупой колпачок пера (кредит: Shutterstock)

Принцип работы антифрикционных твердосмазочных покрытий

Использование АТСП полностью заменяет применение пластичных или иных видов смазок. Формируемый покрытием антифрикционный разделительный слой устойчив к внешним факторам, не выдавливается из зоны контакта под действием нагрузки и давления рабочей среды.

Технология антифрикционных твердосмазочных покрытий позволяет формировать на металлической поверхности тонкий композиционный слой толщиной около 5-25 мкм. Он представляет собой полимерную матрицу, в которой содержатся высокодисперсные частицы твердого смазочного материала (ПТФЭ, графита, дисульфида молибдена и других).

Утиный мяч

Утиный мяч крупнее и тяжелее любого другого спортивного мяча. Следовательно, он обеспечивает меньшее трение качения по сравнению с другими шарами из-за своего размера и веса.

Примеры трения качения

Примеры трения качения
– Duckpin Ball (кредит: Shutterstock)

Спортивный мяч

Спортивный мяч, такой как футбольный или крикетный, показывает, какие факторы вызывают трение качения.
Вы заметили, что оба мяча по травяному полю будут двигаться медленнее, чем по бетонному полю? Травяное поле обеспечивает большее трение качения, чем бетонное поле, для обоих мячей. По этой причине большинство видов спорта проводится на травяном поле.

Примеры трения качения

Примеры трения качения
– Спортивные мячи на травяном поле (кредит: Shutterstock)

Скейтборд

Трение качения пропорционально массе объекта. Поскольку четыре колеса скейтборда также выдерживают вес человека-всадника, он создает большее трение качения при движении по дороге, что предотвращает падение райдера.

Примеры трения качения

Примеры трения качения
– Колеса скейтборда (кредит: Shutterstock)

Роликовые коньки

Как и скейтборды, роликовые коньки и роликовые коньки также являются примерами трения качения; но из-за размера, формы, распределения веса гонщика и центровки колес гонщик испытывал разную степень трения на каждом из них. По сравнению с роликовыми коньками роликовые коньки обеспечивают большее трение качения, поскольку они имеют большую площадь контакта с дорогой из-за выравнивания колес.

Примеры трения качения

Примеры трения качения
– Роликовые коньки против роликовых коньков (кредит: пикмискутер)

Зорбинг

Это увлекательный вид спорта, который дает нам захватывающие впечатления от трения качения большого мяча о поверхность. Предположим, что если у шара нет трения качения, он будет катиться бесконечно.

Примеры трения качения

Примеры трения качения
– Мяч для зорбинга (кредит: Shutterstock)

Зимние виды спорта

Трение качения объекта по ледяной поверхности позволяет нам играть в различные спортивные игры в зимний период. Зимние виды спорта, которые иллюстрируют примеры трения качения, включают развлекательные виды спорта, такие как катание на санях или лыжах, и виды спорта элитного уровня, такие как хоккей, фигурное катание, керлинг, конькобежный спорт и т. Д.
Эти зимние виды спорта основаны на тепле трения, генерируемом поверхностью объекта, которая соприкасается с поверхностью льда. Из-за такого тепла, вызванного трением, поверхность льда на мгновение растаяла, а затем снова замерзла, когда объект катился по ее поверхности, что привело к тому, что люди стали получать удовольствие от таких видов спорта на открытом воздухе зимой.

Примеры трения качения

Примеры трения качения
– Зимние виды спорта (кредит: Shutterstock)

Колеса для контейнеровозов

Вы знаете, почему колеса контейнера больше по форме, чем автомобиль?
Контейнеровоз несет более тяжелую нагрузку на колесо. Поскольку для него требуется большее трение качения, чем для других небольших транспортных средств, его колеса вместе с шинами имеют больший размер.

Примеры трения качения

Примеры трения качения
– Колеса контейнеровоза (кредит: Shutterstock)

Велосипедные Колеса

Из представлений о колесах транспортного средства мы понимаем, что чем больше масса объекта, тем большее трение он обеспечивает.
Следовательно, колеса велосипеда и их шины имеют круглую форму, но тоньше, чем у других транспортных средств, чтобы уменьшить трение качения между поверхностью его шин и дорогой.

Примеры трения качения

Примеры трения качения
– Велосипедные колеса (кредит: Shutterstock)

Трение скольжения против трения качения

Разница между трением скольжения и трением качения

Трение скольжения против трения качения

Может ли вода уменьшить трение качения?

Ответ: Вода может уменьшить трение качения между двумя поверхностями только в том случае, если эти поверхности не впитывают влагу.
Когда вода распространяется между двумя поверхностями, она уменьшает площадь их контакта и действует как барьер, разделяя их.

Зачем заменять шины с изношенными поверхностями?

Ответ: Шины автомобилей сделаны грубыми, чтобы обеспечить лучшее сцепление с дорогой. Из-за изношенной поверхности он будет скользить по дороге по следующей причине:

Изношенные шины транспортного средства не могут обеспечивать трение качения между поверхностями шин и дорогой, что приводит к серьезным авариям во время вождения. Поэтому такие шины с изношенными поверхностями необходимо заменять.

Почему трение качения меньше трения скольжения?

Ответ: Трение качения между объектом и поверхностью меньше по сравнению с их трением скольжения.

Сила трения между поверхностями зависит от точки контакта. Катящийся объект меньше контактирует с поверхностью, чем скользящий объект, что приводит к меньшему трению качения, чем трение скольжения.

Последние выпуски от Advanced Science & Research

Исчерпывающие примеры трения качения: полезные сведения и важные часто задаваемые вопросы

Здравствуйте, я Маниш Наик, получил степень магистра физики по специальности “Твердотельная электроника”. У меня трехлетний опыт написания технического контента, цель которого – предоставить точную информацию всем читателям, от новичков и экспертов.
В свободное время люблю проводить время на природе или посещать исторические места.
Для меня большая честь быть частью LambdaGeeks.
Будем рады соединить вас через LinkedIn – https://www.linkedin.com/in/manish-ashok-naik/
Также, чтобы найти путеводитель по Махараштре и статьи по сохранению наследия, посетите мой веб-сайт Wandering Maharashtra.com – https://wanderingmaharashtra.com/travel-blogs/

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий