А) Механические свойства материалов трущихся поверхностей

Вопрос влияния на величину сил трения механических свойств материалов трущихся поверхностей изучен весьма слабо. Достоверными данными но этому вопросу можно считать лишь те, которые получены для совершенно чистых, лишенных окислов и каких-либо пленок, поверхностей. Чем большим физико-механическим сходством обладают трущиеся пары, тем больше коэффициент трения. Каких-либо данных по сплавам металлов, а тем более по влиянию на значение коэффициента трения упрочнения, вызванного термической обработкой, не имеется. Данные Компбелла, проводившего опыты со сталью, латунью и медью, получены при испытании не в вакууме.

Б) Поверхностные пленки

В результате ряда работ многих исследователей (А. С. Ахматова, Боудена, Хьюза, Компбелла, Б. Д. Дерягина, Чертавских, Ребиндера и др.) о влиянии окисных и других пленок, образующихся на поверхности большинства металлов и сплавов, можно сказать следующее.

Большинство металлов и сплавов на воздухе в доли секунды покрываются пленкой сплава. С увеличением толщины рост ее замедляется. Тонкая пленка окисла существенно уменьшает значение коэффициента трения. Причиной этого является уменьшение сил молекулярного сцепления между молекулами металла, разделенными слоем молекул окислов. С увеличением толщины пленки окисла коэффициент трения понижается, но до известного предела.

При образовании толстой пленки коэффициент трения будет определяться физико-механическими свойствами пленки.

В) Шероховатость поверхности

О влиянии шероховатости поверхности на коэффициент трения можно сказать следующее:

1. При трении покоя с увеличением шероховатости коэффициент трения уменьшается вследствие уменьшения фактической площади касания.

2. При скольжении без смазки с возрастанием шероховатости коэффициент трения сначала резко падает вследствие уменьшения сил молекулярного сцепления, из-за уменьшения площади фактического касания, затем возрастает вследствие увеличения сил механического зацепления (рис. 1).

При скольжении со смазкой коэффициент трения тем меньше, чем более гладкой является поверхность, так как в этом случае большее количество выступов закрывается пленкой смазки, предохраняющей их от непосредственного касания.

Рис.1.Влияние шероховатости поверхности на коэффициент трения.

Данные выводы получены на основе экспериментов, проводимых при сравнительно небольших удельных давлениях; насколько они пригодны для давлений, когда металл достигает пластического состояния, неизвестно.

Г) Смазка

Смазка во всех случаях уменьшает коэффициент трения поверхностей и для зажимных устройств, по-видимому, не желательна.

Д) Давление

Исследования, проведенные Шоу и Леви, С. В._ Минут, Заксом, Морроу, А. Б. Корона, В. Ф. Егорченко, С. Доноса, И. Ф. Куниным и др., показали, что коэффициент трения, как правило, монотонно уменьшается с увеличением давления. Это обычно объясняют тем обстоятельством, что площадь фактического касания возрастает медленнее, чем приложенная нагрузка. В качестве примера приводится диаграмма по данным Шоу и Леви (рис. 2)

Рис. 2.Влияние давления на коэффициент трения.

Однако нет никаких оснований предполагать, что коэффициент трения все время будет убывать монотонно, асимптотически приближаясь к какому-то значению. Можно думать, что при удельных давлениях, превосходящих предел текучести, возможно резкое изменение в характере кривой µ = f(g).

В этом отношении совершенно справедливым является замечание Е. П. Унксова о неприменимости численных значений коэффициентов трения, полученных при сравнительно низких давлениях, к процессам, происходящим при высоких удельных давлениях.

Таким образом, величина коэффициента трения зависит от величины удельного давления. Следовательно, числовые значения коэффициентов трения, полученные опытным путем, действительны только для тех давлений, при которых они получены.