Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 7. 14 februari 1956 - Fasta kroppars friktion, av F P Bowden
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
130
, TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 9. Friktionskoefficientens variation med
temperaturen för grafit och molybdendisulfid.
Fig. 10. Belastad
metallcylinder rullande
på gummiyta.
en till att grafitens friktion sjunker vid förhöjd
temperatur är ännu inte med säkerhet känd.
Man gissar emellertid på ett samband med den
samtidiga minskningen av van der
Waals-kraf-terna.
Rullfriktion
Orsakerna till rullfriktionen har länge
diskuterats. Den första grundliga undersökningen
utfördes av O Reynolds år 1875. Han visade, att
då en metallcylinder rullar över en gummiyta,
rör den sig för varje varv av cylindern en
sträcka, som är kortare än omkretsen. Han hänförde
detta till en glidning mellan cylindern och
gummit, vilken han ansåg vara orsaken till
rullfriktionen.
D Tabor har nyligen genomfört en
experimentell undersökning av rullfriktionen och
föreslagit en helt annan mekanism17. Om en
metallcylinder under tryck rullar på en gummiyta
(fig. 10), rör den sig på ett varv en sträcka, som
är 10 % kortare än omkretsen. Om detta beror
på glidning mellan ytorna undersöktes på ett
enkelt sätt. Ett hål AB med 1 mm diameter
borrades diametralt genom cylindern. Hålets kanter
färgades med trycksvärta, vilken gav ett avtryck
på gummit. Under låg statisk belastning fick
man en cirkel (fig. 11 t.v.). Vid rullning under
högre belastning erhölls däremot en ellips, där
lillaxeln var 10 % mindre än storaxeln (fig. 11
t.h.).
Enligt Reynolds töjde sig gummit olika mycket
vid C och D (fig. 10), vilket förde med sig
glidning mellan ytorna. På det elliptiska avtrycket
är emellertid kanterna alldeles skarpa, varför
denna glidning måste vara mycket obetydlig.
Tabor antog därför i stället att cylindern helt
enkelt rullar på gummi som töjs homogent 10 %,
och att glidningen är så liten att den inte kan
vara ansvarig för friktionen. Denna har i första
hand samband med elastiska hysteresförluster i
gummit. Detta förklarar, varför rullfriktionens
storlek inte nämnvärt påverkas av smörjmedel.
När en kula rullar i ett spår, får man en
glidning, som är av annan typ än den som Reynolds
behandlat. Det är tydligt, att om en storcirkel
AB (fig. 12) rullar utan att glida, måste man få
glidning utefter varje mindre cirkel CD.
Heath-cote som först påvisade denna effekt18 ansåg
den vara den största anledningen till
rullfriktionen. Försök med kulor, som rullar i
gummirännor, visar emellertid att Heathcote-effekten
är obetydlig, om inte spåret är så djupt, att
kulan ligger nersänkt nästan till diametern.
Hyste-resförlusterna i gummit är annars huvudorsaken
till rullfriktionen även i detta fall.
För det fall att en stålkula rullar i ett
metallspår visar beräkningar att man måste åberopa
förvånansvärt stora hysteresförluster, för att
Tabors mekanism skall gälla. Det blir då
aktuellt att mäta hysteresförlusterna under
förhållanden, som är så lika dem som råder vid
rullning som möjligt. Samtidigt måste glidning
mellan ytorna elimineras. Lyckligtvis finns det en
mycket enkel metod för detta.
Om två identiskt lika kulor får rulla mot
varandra, är kontaktytan plan av symmetriskäl.
Heathcote-glidning är därigenom utesluten.
Vidare måste töjningen av kontaktytan vara
densamma på båda kulorna. Den glidning som
Reynolds behandlat kan därför inte heller
förekomma. Tabors försök efter dessa riktlinjer visade
att smörjmedel inte påverkar friktionens storlek,
att rullfriktionen då två kopparkulor rullar mot
varandra blir ungefär lika stor som då en
stålkula rullar mot en kopparkula och att
hysteresförlusterna får den storlek som beräkningarna
förutsagt.
I rullningslager är förhållandena ganska
komplicerade, men det är tydligt att ett samband
mellan hysteresförlusterna och lagrets livslängd
existerar.
Slutord
Den friktion som normalt observeras mellan
glidande kroppar beror på lokal adhesion i
kontaktpunkterna. Hos metaller och många andra
Fig. 11. Avtryck av kanterna av hålet AB i fig. 12; t.v. låg
belastning, vilande cylinder (cirkel), t.h. hög belastning,
rullande cylinder (ellips).
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
