由于承載球與軸承外套點接觸,鋼球以最小的摩擦阻力滾動,因此直線軸承具有摩擦小,且比較穩(wěn)定。但下面這些因素會影響直線軸承摩擦變化。
1.表層本質
由于污染、化學熱處理、電鍍和光滑劑的作用等,在金屬表面造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),使表層擁有與基體差異的本質。若表面膜在肯定厚度內,本質接觸面積仍低于基體原料而不是表面膜,同時可使表面膜的抗剪強度低于基體原料的抗剪強度;另一方面因表面膜的存在而不簡易發(fā)生粘著,因此沖突力和沖突因數(shù)可隨之降低。
表面膜厚度對沖突因數(shù)也有很大影響。若表面膜太薄,膜易被壓破而出現(xiàn)基體原料的直接接觸;若表面膜太厚,一方面因膜較軟而使本質接觸面積增大,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凸出??梢?,表面膜有一個值得尋求的更好厚度。
2.原料本質
金屬沖突副的沖突因數(shù)隨配對原料的本質差異而異。通常說來,相同金屬或互溶性較大的金屬沖突副,簡易發(fā)生粘著,其沖突因數(shù)較大;反之,沖突因數(shù)較小。差異結構的原料擁有差異的沖突特性。如石墨因擁有安穩(wěn)的層狀結構且層間的融協(xié)力小,簡易滑動,故沖突因數(shù)較小;又如金剛石配對的沖突副因硬度高、本質接觸面積小而不簡易發(fā)生粘著,其沖突因數(shù)也較小。
3.溫度
周圍介質溫度對沖突因數(shù)的影響,主要是由于表層原料本質發(fā)生轉變而導致的,鮑登等人的試驗表明,很多金屬(如鉬、鎢、欽等)及其化合物的沖突因數(shù),在周圍介質溫度為700~800℃時出現(xiàn)對照小值。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因對照初溫升使抗剪強度下落,進一步溫升又使屈從點急劇下落而導致本質接觸面積增大很多的緣由。但高聚物沖突副或壓力加工時,沖突因數(shù)跟著溫度的改變將出現(xiàn)極大值。
由上述可見,溫度對沖突因數(shù)的影響是多變的,因詳細工況條件、原料特性、氧化膜轉變等因素的影響而使溫度與沖突因數(shù)的關系變得十分復雜。
4.相對活動速度
通常狀況下,滑動速度會導致表層發(fā)燒和溫升,從而改變表層的本質,因此沖突因數(shù)必將隨之轉變。
當沖突副對偶表面的相對滑動速度超出50m/s時,接觸表面發(fā)生大量的沖突熱。因接觸點的持續(xù)接觸時光短,霎時發(fā)生的大量沖突熱來不足向基體內部分散,因此沖突熱集合在表層,使表層溫度較高而出現(xiàn)熔化層,熔化了的金屬液起著光滑作用,使沖突因數(shù)隨速度增添而降低,如銅在滑動速度為135m/s時,其沖突因數(shù)為0.055;而在350m/s時,則降為0.035。但有些原料(如石墨)的沖突因數(shù)幾乎不受滑動速度的影響,其緣由是這類原料的力學功能可在很寬的溫度界線內維持固定。
關于邊界沖突,在速度低于0.0035m/s,即由靜沖突向動沖突過渡的低速度界線內,跟著速度的加速,吸附膜的沖突因數(shù)逐步減小而趨于定值,反應膜的沖突因數(shù)也逐步增大而趨于定值。
5.載荷
通常狀況下,金屬沖突副的沖突因數(shù)隨載荷增大而降低,而后趨于安穩(wěn),這種現(xiàn)象可用粘著評論加以解說。當載荷很小時,兩對偶表面處于彈性接觸形態(tài),這時本質接觸面積與載荷的2/3次方成正比,而按粘著評論,沖突力與本質接觸面積成正比,因此沖突因數(shù)與載荷的1/3次方成負比;當載荷較大時,兩對偶表面處于彈塑性接觸形態(tài),本質接觸面積與載荷的2/3~1次方成正比,因此沖突因數(shù)隨載荷增大而較慢降低并趨于安穩(wěn);當載荷大到兩對偶表面處于塑性接觸形態(tài)時,沖突因數(shù)與載荷基本無關。
靜沖突因數(shù)的大小還與兩對偶表面在載荷作用下靜止接觸持續(xù)的時光相關。通常狀況下,靜止接觸持續(xù)時光愈長,靜沖突因數(shù)愈大。這是由于載荷的作用,使接觸處發(fā)生塑性變形,跟著靜止接觸時光的拉長,本質接觸面積會有所增大,微峰相互嵌入也.更深遠而導致。
6.表面粗糙度
在塑性接觸狀況下,由于表面粗糙度對本質接觸面積的影響很小,因此可以為沖突因數(shù)幾乎不受表面粗糙度的影響。關于彈性或彈塑性接觸的干沖突副,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??梢?,沖突因數(shù)隨表面粗糙度的轉變會有一個極小值。
以上這些因素都有可能會影響直線軸承的摩擦力,因此我們在使用時,要注意這些因素。
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