מה גורם להדבקה? איך לצמצם אותם.

אלא אם כן אתה מנגן בכינור, סטיק או סטיק-סליפ, הוא מצב לא רצוי שנגרם מההבדל בין חיכוך סטטי ודינאמי בין שני המשטחים. כאשר הדבקה מתרחשת במנחים ליניאריים, היא עלולה להוביל לפטפוטים ("תנועות "קופצניות"), תנועה תקועה, דרישות מומנט תנודות או אובדן דיוק בצורה של חריגה.

מה גורם להדבקה?

מקדם החיכוך הסטטי (μs) בין שני משטחים גבוה כמעט תמיד ממקדם החיכוך הדינמי (קינטי) (μk), ושוני זה בחיכוך הוא הגורם הבסיסי ל-stick-slip.

לכל המשטחים יש כמות מסוימת של חספוס. אפילו משטחים בגימור גבוה ומלוטשים אינם חלקים לחלוטין - יש להם פסגות (המכונים "אספיריות") ועמקים שמקטינים את שטח המגע האפקטיבי של המשטחים. במילים אחרות, במקומות מסוימים רק הפסגות של שני המשטחים נמצאות במגע, בעוד שבמקומות אחרים, הפסגות של משטח אחד מתיישבות בעמקי המשטח השני. ובמקומות מסוימים, אין מגע בין המשטחים.

מכיוון ששטחי המגע הבודדים קטנים מאוד, הלחץ בין המשטחים גבוה במיוחד (לחץ = שטח כוח ÷), וההידבקות מתרחשת בנקודות אלו באמצעות תהליך המכונה ריתוך קר.

לפני שהמשטחים יכולים לזוז, יש לשבור את הקשרים הגורמים להדבקה זו. באופן דומה, כאשר המשטחים משתלבים זה בזה (הפסגות של משטח אחד מתיישבות בעמקים של המשטח השני), חייבת להתרחש שחיקה או עיוות פלסטי כדי לשבור את האזורים המשולבים הללו ולאפשר למשטחים לנוע.

ברגע שכוח המניע גבוה מספיק כדי לשבור את הקשרים הללו בין המשטחים - ולהתגבר על החיכוך הסטטי - מתחילה תנועה. אבל גם בזמן תנועה, עדיין מתרחשת שחיקה מסוימת מכיוון שהמשטחים עדיין לא חלקים לחלוטין. ההתנגדות לתנועה עקב חספוס פני השטח הנותר מכונה חיכוך דינמי, או קינטי.

איך לצמצם את הדבקה

עבור מיסבים ליניאריים המשתמשים בשימון (כמעט כל המסבים החוזרים וחלקם מיסבים רגילים), התנועה בין משטחי המיסבים מושכת את הסיכה למרווחים המיקרוסקופיים שבין המשטחים. ככל שהמהירות היחסית של המשטחים עולה, סרט הסיכה הופך עבה יותר והמגע משטח אל פני השטח פוחת, כך שהחיכוך בין המשטחים פוחת.

אבל מיסבים ליניאריים עוברים מרחק סופי ואז חוזרים בכיוון ההפוך (בניגוד למיסבים רדיאליים, שיכולים להסתובב באותו כיוון ללא הגבלת זמן), כך שהם מבלים זמן רב במה שמכונה שימון מעורב, שבו החיכוך הוא נקבע הן על ידי תכונות המשטחים והן על ידי תכונות חומר הסיכה. לכן, שימון נכון היא הדרך הטובה ביותר לשלוט או לצמצם את השפעות ההדבקה במיסבים חוזרים (ובכמה מיסבים רגילים).

Stick-slip, או סטיקציה, היא לרוב בעייתית יותר במיסבים רגילים מאשר במיסבים חוזרים. הסיבה לכך היא שמיסבים רגילים חווים הבדל גדול יותר בין מקדמי חיכוך סטטיים ודינאמיים. ומקדם החיכוך של מיסב רגיל יכול להשתנות, בהתאם לעומס המופעל, לבלאי ולגורמים סביבתיים.

עבור מיסבים רגילים שנוסעים על פירים עגולים, אחת הדרכים להתמודד עם ההשפעות של סטיק-סליפ היא לבחור פירים עם גימור פני השטח הגבוה ביותר (חספוס המשטח הנמוך ביותר) שהוא מעשי. ובעקבות היחס של 2:1 (המכונה גם הכלל של 2:1 או היחס המחייב) - המציין שמרחק זרוע הרגע לא צריך להיות יותר מפי שניים מאורך המיסב - לעתים קרובות מאוד הכרחי כדי למנוע החלקת סטיק פנימה יישומי מיסבים רגילים.

אפשרות נוספת למזער, או אפילו למנוע, מחליקה היא להשתמש במכווני מיסב אוויר. עבור מיסבי אוויר, החיכוך הוא אך ורק פונקציה של גזירת אוויר מתנועה. לכן, ההבדל בין חיכוך סטטי לקינטי במכלול מיסב אוויר הוא בעצם אפסי, כך שבעיית ההדבקה כמעט מתבטלת.