> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Трение

Трение

Трение. Т. твердых тел. Когда два тела А и В {рис. 1) соприкасаются, то

Рас. 1

обыкновенно в месте их соприкосновения наблюдается сила Q, составляющая угол с плоскостью 7Т, касательной к обеим поверхностям. Пусть эта сила разложена на две силы: одну F, вдоль касательной плоскости 7Т, другую jV— перпендикулярную к 77“. Сила N есть давление одного тела на другое. Сила F наз. силой (скользящего) 7, или просто Т.; она сопротивляется скольжению одного тела по поверхности другого. Если тела А и В находятся в равновесии, то, значит, Т. имеет как раз такую величину, что уравновешивает сипу, стремящуюся вызвать упомянутое скольжение (пример: равновесие тела на наклонной плоскости под действием тяжести и силы Т.). Опыт показывает, что величина Т. не может превзойти некоторого максимума; если одно из трущихся тел скользит по другому, то можно считать, что такой максимум достигнут. Максимальная величина Т. между данной парой тел зависит от величины силы N, придавливающей тела друг к другу; омыты показывают, что FmnN приблизительно пропорциональны, то есть Fm=fN, где постоянное число / наз. коэффициентом 7“. Величина / зависит от материала трущихся тел, но почти не зависит ни от скоростискольжения, ни от величины поверхности соприкосновения {пока эта поверхность не настолько мала, что тела начинают «заедать», то есть вдавливаться и разрушать друг друга). Т. сильно уменьшается, если между трущимися телами ввести слой смазочного вещества: масла, мыльной воды, сала, дегтя и тому подобное. (смотрите XXXIX, 569/70 сл.). В след, табличке приведены примерные значения коэффициента Т- для разных пар тел:

Дуб по дубуе ВДОЛЬ ВОЛОКОН. 0,1Я

» » > поперек 034

Чугун по дубу вдоль » - . 0,49

То же, при слабой смазке. 0,19

Бронза по бронзе. . 0,20

Чугун по чугуну, при слабой смазке 0,15

Возникновение скользящего Т. объясняется двумя причинами: во-первых, соприкасающиеся поверхности, будучи более или менее шероховатыми, зацепляют друг друга своими неровностями и как бы удерживают друг друга с некоторой силой; во-вторых, в том же смысле действует прилипание тел друг к другу. Работа, затрачиваемая на преодоление силы Т., превращается в теплоту (смотрите XLI, ч. 7, 500/01).

Другой вид Т. обнаруживается в случаях, когда одно тело катится по поверхности другого тела. Это т. наз. «катящееся» Т. возникает вследствие деформации, сопровождающей качение: если, например, цилиндр катится по плоскости, то он несколько вдавливается в плоскость; работа происходящей при этом деформации равна работе, затрачиваемой на преодоление катящегося Т.; катящееся Т. бывает вообще весьма мало, если применяются твердые и гладкие материалы. Поэтому самое действительное средство уменьшить потерю работы на Т. заключается в том, чтобы всюду, где можно, устранять скольжение, заменяя его качением. На этом основано, например, применение колес в транспортном деле. По той же причине в современном машиностроении широко применяются «шариковые» подшипники: между валом (см) и корпусом подшипника оставляют кольцеобразное пространство, которое заполняют очень твердыми и гладкими стальными шариками; при вращении вала, катящиеся шарики последова

Тельно проходят под ним (смотрите трансмиссии, 108/09).

Т. ееревок к ремней. Представим себе цилиндр (рис“ 2), через который переброшена натянутая веревка; а пусть будет (выраженная в радиусах) дуга, образуемая веревкой на цилиндре, Эйлер доказан, что скольжение веревки по цилиндру наступит не раньше, чем отношение сил, натягивающих оба конца веревки, сделается равным efai где е=2,718.,# есть основание натуральных логарифмов,/—коэффициент тре-пия между веревкой и цилиндром. С увеличением дуги обхвата « (которая может быть равной нескольким окружностям), функции ееа весьма быстро увеличивается; на этом основан, например, способ остановки парохода у пристани: бросаемый с парохода канат обертывают около тумбы несколько раз; тогда за свободный ко“

Рисунок 2.

нец достаточно тянуть одному человеку. Дан-вое Эйлером выражение применяется, между прочим, при расчете ременных передач, действие которых основано на Т. между ремнем и поверхностью шкива (смотрите тржмассии, 1X1 сл.), Г. газов и жидкостей см. вязкость, XLT, 210 сл., и жадности, XX, 291/92).—Т. твердых тел, при достаточной смазке, подчиняется совершенно иным законам, чем Т. несмазанных тел; это впервые было показано проф. Н. Петровым в 80-х гг. прошлого века. Наиболее важную роль играет здесь внутреннее Т, в самом смазывающем слое. Исходя из уравнений гидродинамики жидкостей, обладающих вязкостью, Петров показал, что сила Т. хорошо смазанных машинных частей пропорциональна скорости их относительного движения, пропорциональна поверхности их соприкосновения, пропорциональна корню квадратному из силы, сдавливающей их, и обратно пропорциональна толщине смазывающего слоя. См. смазка и смазочные материалы. а. Бачинский.