Трибометрия

Трибометрия (от греч. tríbos — трение и …метрия), методы измерения силы или коэффициента трения внешнего, порога внешнего трения и величины износа трущихся поверхностей. Трибометрические измерения делятся на два вида: лабораторные, при которых производится оценка сил трения и износостойкости материалов в тех или иных условиях, и натурные, когда производится оценка целиком данного узла трения.

  В лабораторных испытаниях пользуются образцами, реализующими точечный или линейный контакт, например шар по плоскости, два перекрещенных цилиндра, трущиеся по образующей, а также образцы, имеющие малые площади контакта: шар по сферической лунке, пальчик торцом по диску, два цилиндра, трущиеся торцами, и др. На этих образцах удаётся получать значение удельной силы трения и удельного износа, так сказать соответствующих величин, отнесённых к единице фактического контакта. Пользуясь полученными характеристиками, можно вычислить силу трения и износ для любого размера поверхности. Для измерения силы трения обычно пользуются датчиками, содержащими упругие элементы. Оценка пар трения предусматривает получение ряда последовательных значений сил трения и износа, при постепенно утяжеляющемся режиме трения, то есть при увеличении скорости или нагрузки, которые оказывают различное влияние. Нагрузка увеличивает число фрикционных связей, не меняя их качества, и приводит к изменению объёмного нагрева, скорость же, увеличивая температуру в единичной фрикционной связи, приводит к качественным изменениям во фрикционном контакте и изменяет градиент температуры по глубине. Кривые фрикционной теплостойкости, то есть зависимость коэффициента трения и интенсивности износа от температуры (рис.), — наиболее важные характеристики пары трения; их получают при торцевом трении двух кольцевых цилиндрических образцов при постоянной нагрузке со ступенчато увеличивающейся скоростью, что обеспечивает ступенчатое изменение температуры. Замер температур производится термопарой, заделанной в один из образцов. Интенсивность износа оценивается безразмерным отношением толщины изношенного слоя к пройденному пути.

  Оценку порога внешнего трения производят, доводя данную пару до задира — резкого повышения силы трения и повреждения поверхностей трения при плавном изменении скорости или нагрузки. Перенос результатов лабораторных испытаний на реальные пары трения производят с учётом соотношений подобия теории.

  Измерение силы трения в реальных машинах производят различными методами, например с помощью замера потребляемой мощности на холостом режиме работы, применением датчиков, замеряющих величину момента или силы трения по углу закручивания вала, и др. Косвенным, но очень удобным средством оценки трения является замер температур узла трения, позволяющий с помощью пересчёта судить о силе трения. Коэффициент сопротивления перекатыванию определяется посредством тяговых динамометров.

  Лит.: Чичинадзе А. В., Расчёт и исследование внешнего трения при торможении, М., 1967.

  И. В. Крагельский.

Кривая фрикционной теплостойкости для пары: полимерная композиция — сталь при давлении 150×10⁴ н/м².