摩擦系數(shù)儀的應(yīng)用拓展

                        引言

摩擦力在我們學(xué)術(shù)的基本定律上往往是被忽略的，但是這被忽略的力在我們生活中卻是*的。

在現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活中，人要行走、汽車剎車、拿東西等都是靠摩擦力；生產(chǎn)上，所有的工廠都用到。

如貨物的運(yùn)輸、齒輪旋轉(zhuǎn)，皮帶運(yùn)輸，輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)等都是靠摩擦力。

一、摩擦系數(shù)的概念

摩擦系數(shù)是指兩表面間的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有關(guān)，而和接觸面積的大小無(wú)關(guān)。依運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，它可分為動(dòng)摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)。

1摩擦系數(shù)的計(jì)算

(方程式圖1)fs為靜摩擦力

或 fs=μs*N； N為垂直力

而這破壞力也是要使物體啟動(dòng)的zui大的力，我們又叫此力為zui大靜摩擦力。所以，我們應(yīng)把上式改寫成：

(方程式圖2)fk為動(dòng)摩擦力

如汽車啟動(dòng)后過(guò)了些時(shí)候它會(huì)慢慢的減速下來(lái)，zui后靜止。這表示物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的表面和另一表面，仍然存在摩擦力。（如地面）而實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此力比靜止時(shí)的摩擦力來(lái)得小，我們定義這摩擦力和垂直于地面的作用力叫做動(dòng)摩擦系數(shù)μk，寫成式子如下：

fk=μk*N

所以，由上我們可得知μs>μk

二、摩擦系數(shù)的大小與我們生活生產(chǎn)的關(guān)系

例如

1）汽車的輪胎與地面的摩擦力，小了的情況下它的抓地力就會(huì)減小易打滑，從而引發(fā)交通事故；大了的情況下安全性高了耗油量也高了，所以要達(dá)到適中，就要計(jì)算它的準(zhǔn)確值            

2）我日常用的物品掛鉤與其墻面的摩擦力當(dāng)然是越大越好了，軸承間滾珠的摩擦力當(dāng)然是越小越好了。

有了這方面的認(rèn)知后那我們?nèi)绾蝸?lái)掌握各種材料間的摩擦系數(shù)值呢

我給出了一些材料的摩擦系數(shù)值（見(jiàn)附錄）

三、摩擦系數(shù)的測(cè)量

1、今天我們推廣的是這個(gè)儀器，就叫摩擦系數(shù)儀。

它是由試驗(yàn)裝置由水平試驗(yàn)臺(tái)、滑塊、測(cè)力系統(tǒng)和使水平試驗(yàn)臺(tái)上兩試驗(yàn)表面相對(duì)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。

2、產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)

   這部?jī)x器適用于測(cè)量塑料薄膜和薄片、橡膠、紙張、紙板、編織袋、織物風(fēng)格、通信電纜光纜用金屬材料復(fù)合帶、輸送帶、木材、涂層、剎車片、雨刷、鞋材、輪胎等材料滑動(dòng)時(shí)的靜摩擦系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)。通過(guò)測(cè)量材料的滑爽性，可以控制調(diào)節(jié)材料生產(chǎn)質(zhì)量工藝指標(biāo)，滿足產(chǎn)品使用要求。另外還可用于化妝品、滴眼液等日化用品的滑爽性能測(cè)定。

  除了能測(cè)量多種材料外摩擦系數(shù)儀可同時(shí)測(cè)定試樣的靜摩擦系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)，靜置時(shí)間自動(dòng)計(jì)時(shí)；動(dòng)、靜摩擦系數(shù)自動(dòng)清零，確保試樣間的充分接觸，提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，儀器試驗(yàn)臺(tái)面和測(cè)試滑塊均經(jīng)過(guò)消磁處理和剩磁檢測(cè)，有效地降低了系統(tǒng)測(cè)試誤差，設(shè)備采用微電腦控制，搭配菜單式操作界面，PVC控制面板和液晶顯示屏，方便用戶進(jìn)行試驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)查看，液晶屏實(shí)時(shí)顯示力值及動(dòng)、靜摩擦系數(shù)，配備微型打印機(jī)自動(dòng)打印單件或成組試樣的試驗(yàn)報(bào)告，標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口，方便系統(tǒng)與電腦的外部連接和數(shù)據(jù)傳輸。

3、摩擦系數(shù)儀的原理

將條狀試驗(yàn)樣品用夾樣器夾住，同時(shí)用待測(cè)樣包住滑塊，然后將滑塊安放在傳感器的掛孔上，在一定的接觸壓力下，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)齒條使傳感器移動(dòng)，也就是使兩試驗(yàn)表面相對(duì)移動(dòng)。傳感器所測(cè)得的力信號(hào)經(jīng)過(guò)集成器放大，送入記錄器，同時(shí)分別記錄動(dòng)摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)。

4、摩擦系數(shù)儀的使用

在使用前要先安裝

ISO 8295、GB 10006、ASTM D1894、TAPPI T816

這幾種軟件，用來(lái)確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)值

裁切待測(cè)試軟包裝材料試樣;

打開摩擦系數(shù)儀，進(jìn)行參數(shù)設(shè)定;

將試樣在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進(jìn)行至少16小時(shí)的處理，每次測(cè)試取兩個(gè)8cmX20cm的試樣;

將一個(gè)試樣的實(shí)驗(yàn)表面向上，平整的的固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。試樣與試驗(yàn)臺(tái)的長(zhǎng)度方向應(yīng)平行。將另一試樣的試驗(yàn)表面向下，包住滑塊毛氈的一面，用膠帶在兩側(cè)固定。若試樣較厚或剛性較大，可將其取成63cmX63cm（滑塊尺寸），在滑塊底面和試樣非試驗(yàn)表面間用雙面膠帶固定試樣;

將固定有試樣的滑塊無(wú)沖擊的放在*個(gè)試樣中央，并使兩試樣的的試驗(yàn)方向與滑塊方向平行且測(cè)力系統(tǒng)恰好不受力;

將標(biāo)準(zhǔn)滑塊與傳感器連接;

在軟件界面點(diǎn)擊運(yùn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后，取下滑塊，點(diǎn)擊回位，目的是保護(hù)傳感器。應(yīng)測(cè)試多組試樣; 由儀器統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并打印;

 5、摩擦系數(shù)測(cè)試儀的基本操作步驟如下：

1）薄膜（片）對(duì)薄膜（片）時(shí)的測(cè)定

 將一個(gè)試樣的試驗(yàn)表面向上，平整的固定在水平試驗(yàn)臺(tái)上。試樣與試驗(yàn)臺(tái)的長(zhǎng)度方向應(yīng)平行。將另一試樣的試驗(yàn)表面向下，包住滑塊，用膠帶在滑塊前沿和上表面固定式樣。

摩擦系數(shù)儀試樣尺寸，每次測(cè)量一般需要二個(gè)8 cm X 20 cm的試樣。

如果樣品較厚或剛性較大，固定到滑塊上必須用雙面膠帶時(shí)，一個(gè)試樣的尺寸應(yīng)與滑塊底面尺寸(63 mm X 63 mm)一樣。

2）試樣的裁取

試樣 應(yīng) 在 樣品整個(gè)寬度或圓周(管膜時(shí))均勻裁取。

摩擦系數(shù)測(cè)試儀作為一種精密的測(cè)試設(shè)備，其安裝、調(diào)整及工作環(huán)境都有一定的要求，以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和試驗(yàn)機(jī)的正常工作。

3）把試驗(yàn)機(jī)置于堅(jiān)固的平臺(tái)上，調(diào)整機(jī)架下方的調(diào)整螺母，使機(jī)架上的水平泡處于中間位置。

4）將試驗(yàn)機(jī)的電源線插入室內(nèi)供電系統(tǒng)的三芯插座，打開電源開關(guān)，即可試驗(yàn)。

5)試驗(yàn)　打開機(jī)架控制板上的電源開關(guān)，按下“試驗(yàn)"鍵，進(jìn)入顯示界面。再按下“試驗(yàn)"鍵，既可做試驗(yàn)，試驗(yàn)做到38秒自動(dòng)停止，在試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)顯示力值曲線并計(jì)算結(jié)果，按下“回位"鍵，回到原始位置。如要打印可按下“打印"鍵，如果試件進(jìn)行第二次試驗(yàn)，步驟同上。

6)關(guān)機(jī)　試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉電源。

五、維護(hù)與保養(yǎng)

為了使摩擦系數(shù)測(cè)試儀處于良好的工作狀態(tài)并有較長(zhǎng)的使用壽命，必須定期對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

1每次試驗(yàn)以前，將試件按標(biāo)準(zhǔn)要求作好后再安裝在工作臺(tái)上。

2更換試樣時(shí)，測(cè)力傳感器非常靈敏，不要碰壓，否則會(huì)造成損壞。

3試驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源后，應(yīng)將試驗(yàn)機(jī)擦凈，放好，以備下一次使用。

4試驗(yàn)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，應(yīng)定期在轉(zhuǎn)動(dòng)部位注入適量潤(rùn)滑油，以保證機(jī)件良好的工作狀態(tài)。

                 附錄

                        靜摩擦系數(shù)            動(dòng)摩擦系數(shù)

材料名稱        無(wú)潤(rùn)滑     有潤(rùn)滑      無(wú)潤(rùn)滑      有潤(rùn)滑

鋼-鋼            0.15    0.1～0.12      0. 1     0.05～0.1

鋼-軟鋼           0.2     0.1～0.2

鋼-鑄鐵           0.3     0.2                   0.05～0.15

鋼-青銅          0.15     0.15～0.18              0.1～0.15

軟鋼-鑄鐵         0.2     0.18                   0.05～0.15

軟鋼-青銅        0.2       0.18                   0.07～0.15

鑄鐵-鑄鐵        0.18      0.15                  0.07～0.12

鑄鐵-青銅                0.15～0.2                0.07～0.15

青銅-青銅        0.1       0.2                     0.07～0.1

皮革-鑄鐵     0.3～0.5    0.15          0.6           0.15

橡皮-鑄鐵        0.8                    0.5

木材-木材  0.4～0.6       0.1         0.2～0.5     0.07～0.15