Quali sono le cause della stazione? Come ridurli.

A meno che tu non stia suonando il violino, la stazione o il slittamento, è una condizione indesiderata causata dalla differenza tra attrito statico e dinamico tra le due superfici. Quando si verifica una stazione in guide lineari, può portare a chiacchiere (movimento "a scatti"), movimento sequestrato, requisiti di coppia fluttuanti o perdita di accuratezza sotto forma di superamento.

Quali sono le cause della stazione?

Il coefficiente di attrito statico (μS) tra due superfici è quasi sempre più alto del coefficiente di attrito dinamico (cinetico) (μK) e questa variazione di attrito è la causa sottostante del slip.

Tutte le superfici hanno una certa quantità di rugosità. Anche le superfici altamente finite e lucidate non sono perfettamente lisce: hanno picchi (indicati come "asperità") e valli che riducono l'area di contatto effettiva delle superfici. In altre parole, in alcuni punti, solo i picchi delle due superfici sono in contatto, mentre in altri punti, i picchi di una superficie si sistemano nelle valli dell'altra superficie. E in alcuni punti, non vi è alcun contatto tra le superfici.

Poiché le singole aree di contatto sono molto piccole, la pressione tra le superfici è estremamente elevata (pressione = forza ÷) e l'adesione si verifica in questi punti attraverso un processo noto come saldatura fredda.

Prima che le superfici possano muoversi, i legami che causano questa adesione devono essere rotti. Allo stesso modo, dove le superfici si intrecciano (i picchi di una superficie si depositano nelle valli dell'altra superficie), abrasione o deformazione plastica, devono verificarsi per rompere queste aree interbloccate e consentire a muoversi le superfici.

Una volta che la forza motrice è abbastanza alta da rompere questi legami tra le superfici - e supera l'attrito statico - inizia il movimento. Ma anche durante il movimento, si verifica ancora una certa abrasione perché le superfici non sono ancora perfettamente lisce. La resistenza al movimento dovuto alla rugosità superficiale rimanente è definita attrito dinamico o cinetico.

Come ridurre la stazione

Per i cuscinetti lineari che usano la lubrificazione (praticamente tutti i cuscinetti a ricircolo e alcuni cuscinetti semplici), il movimento tra le superfici del cuscinetto attira la lubrificazione negli spazi microscopici tra le superfici. All'aumentare della velocità relativa delle superfici, il film di lubrificazione diventa più spesso e il contatto da superficie a superficie viene ridotta, quindi l'attrito tra le superfici diminuisce.

Ma i cuscinetti lineari percorrono una distanza finita e poi ritornano nella direzione opposta (al contrario dei cuscinetti radiali, che possono ruotare nella stessa direzione indefinitamente), quindi trascorrono un buon tempo in quella che è noto come lubrificazione mista, dove l'attrito è determinato da entrambe le proprietà delle superfici e dalle proprietà del lubrificante. Pertanto, una corretta lubrificazione è il modo migliore per controllare o ridurre gli effetti della stazione nei cuscinetti a ricircolo (e in alcuni cuscinetti semplici).

Stick-slip, o stazione, è spesso più problematico nei cuscinetti semplici che nei cuscinetti a ricircolo. Questo perché i cuscinetti semplici sperimentano una differenza maggiore tra coefficienti di attrito statico e dinamico. E il coefficiente di attrito di un cuscinetto semplice può variare, a seconda del carico applicato, dell'usura e dei fattori ambientali.

Per i cuscinetti semplici che cavalcano sugli alberi rotondi, un modo per contrastare gli effetti del slittamento è scegliere gli alberi con la finitura superficiale più alta (rugosità della superficie più bassa) che è pratica. E seguendo il rapporto 2: 1 (anche indicato come regola 2: 1 o il rapporto di legame)-che specifica che la distanza del braccio del momento non dovrebbe essere più del doppio della lunghezza del cuscinetto-è molto spesso necessario per prevenire il slip applicazioni di cuscinetti semplici.

Un'altra opzione per ridurre al minimo o addirittura prevenire il slip è utilizzare le guide dei cuscinetti d'aria. Per i cuscinetti dell'aria, l'attrito è solo una funzione del taglio dell'aria dal movimento. Pertanto, la differenza tra attrito statico e cinetico in un gruppo cuscinetto d'aria è essenzialmente zero, quindi il problema del slip-slip viene praticamente eliminato.