Przyczyny istnienia zjawiska tarcia

Przyczyny istnienia zjawiska tarcia

Wskutek chropowatości powierzchni ciała stykają się tylko na małych obszarach styku  (rzędu 1 mikrometra), występujących na grzbietach chropowatości. Obszar tych styków jest  znacznie mniejszy niż

powierzchni całkowitej stykających się ciał. W miejscach styku  powstają siły przyczepności wywołane

adhezją i tworzeniem połączeń mostkowych.  Ponadto, tam, gdzie zachodzi zahaczanie się nierówności

oba ciała deformują się, a często  także ścierają.

Tarcie spoczynkowe (statyczne) – tarcie ślizgowe, występujące między dwoma ciałami gdy  nie

przemieszczają się względem siebie.

Siła tarcia równoważy siłę działającą na ciało. Maksymalna siła tarcia jest proporcjonalna do  siły, z jaką

ciało naciska na podłoże:

Siła inicjująca ruch musi przekroczyć wartość T, aby wprawić ciało w ruch.

Tarcie wewnętrzne – opór powstający między elementami jednego ciała. W ciele stałym  tarcie jest

uzależnione od właściwości tłumiących, natomiast w płynach od lepkości. Opory  tarcia wewnętrznego

wynikają z istnienia sił kohezji i zależą od swobody przemieszczania  się tych cząsteczek

Tarcie toczne (nazywane również oporem toczenia) - opór ruchu występujący przy toczeniu  jednego

ciała po drugim. Występuje np. pomiędzy elementami łożyska tocznego, między   Partner konkursu

oponą a nawierzchnią drogi. Zwykle tarcie toczne jest znacznie mniejsze od tarcia  ślizgowego

występującego między ciałami stałymi, dlatego toczenie jest częstym rodzajem  ruchu w technice. 

Tarcie toczne występuje na granicy dwóch ciał i dlatego jest sklasyfikowane jako tarcie  zewnętrzne.

Najważniejsze zjawiska wywołujące tarcie toczne to:

• brak symetrii (histereza sprężysta) oddziaływań przy ściskaniu i rozprężaniu w  obszarze styku

podłoża i toczonego ciała,

• tworzenie się “wałka” przed toczącym się ciałem i praca tracona na jego tworzenie i  pokonywanie,

• tworzenie i rozrywanie połączeń mostkowych (adhezyjnych) między ciałami,

• tarcie suwne - przy dużej powierzchni styku (miękkie materiały) toczące się ciało  rozsuwa podłoże

z miejsca największego nacisku.

• deformacja plastyczna i przemieszczanie płynów, gdy na styku występuje płyn lub  materiały są

plastyczne.

Tarcie suche występuje, wtedy gdy między współpracującymi powierzchniami nie ma  żadnych ciał obcych, np.: środka smarnego lub wody. Jest ono bardzo intensywne podczas  ślizgania się materiałów

chropowatych. Podczas tarcia suchego wydziela się bardzo duża  ilość ciepła co powoduje spadek

wytrzymałości oraz wzrost zużywania się części. Zużywanie  elementów maszyn podczas tarcia suchego

jest bardzo duże.

Tarcie płynne występuje wtedy, gdy powierzchnie tarcia są rozdzielone warstwą środka  smarnego w postaci smaru, cieczy lub gazu. Wówczas tarcie zewnętrzne jest zamieniana na  tarcie wewnętrzne czynnika

smarnego. Siła tarcia płynnego zależy wyłącznie od właściwości  środka smarnego, a nie od właściwości

powierzchni współpracujących. Wartość  współczynnika tarcia płynnego jest mała i zależy od grubości

warstwy cieczy smarującej, jej  lepkości oraz od prędkości względnej elementów trących. Zużywanie

elementów maszyn  podczas tarcia płynnego jest małe.

Tarcie graniczne występuje wtedy, gdy powierzchnie trące są pokryte środkami smarnymi  zawierającymi

substancje powierzchniowo czynne, które tworzą na powierzchniach  elementów warstwy graniczne

wyjątkowo odporne na duże naciski i trwale z nimi połączone.  Zapobiega to powstawaniu tarcia suchego

nawet przy nieciągłym dopływie środka  smarnego.

Tarciem mieszanym nazywa się zjawisko występowania różnych rodzajów tarcia w strefie  styku elementów trących, z wyodrębnionymi mikroobszarami styku. Tarcie w mikroobszarze  jest wypadkową

różnych rodzajów tarcia.