O que causa atrito? Como reduzi-los.

A menos que você esteja tocando violino, a aderência ou deslizamento é uma condição indesejada causada pela diferença entre o atrito estático e dinâmico entre as duas superfícies. Quando ocorre atrito em guias lineares, isso pode causar vibração (movimento “espasmódico”), movimento travado, requisitos de torque flutuantes ou perda de precisão na forma de ultrapassagem.

O que causa atrito?

O coeficiente de atrito estático (μs) entre duas superfícies é quase sempre maior do que o coeficiente de atrito dinâmico (cinético) (μk), e esta variação no atrito é a causa subjacente do stick-slip.

Todas as superfícies apresentam alguma rugosidade. Mesmo superfícies altamente acabadas e polidas não são perfeitamente lisas — elas têm picos (chamados de “asperezas”) e vales que reduzem a área efetiva de contato das superfícies. Por outras palavras, em alguns locais, apenas os picos das duas superfícies estão em contacto, enquanto noutros locais, os picos de uma superfície assentam nos vales da outra superfície. E em alguns locais não há contato entre as superfícies.

Como as áreas de contato individuais são muito pequenas, a pressão entre as superfícies é extremamente alta (pressão = força ÷ área), e a adesão ocorre nesses pontos através de um processo conhecido como soldagem a frio.

Antes que as superfícies possam se mover, as ligações que causam esta adesão devem ser quebradas. Da mesma forma, onde as superfícies se interligam (os picos de uma superfície assentam nos vales da outra superfície), deve ocorrer abrasão ou deformação plástica para quebrar essas áreas interligadas e permitir que as superfícies se movam.

Uma vez que a força motriz é suficientemente elevada para quebrar estas ligações entre as superfícies – e superar o atrito estático – o movimento começa. Mas mesmo durante o movimento, ainda ocorre alguma abrasão porque as superfícies ainda não estão perfeitamente lisas. A resistência ao movimento devido à rugosidade restante da superfície é chamada de atrito dinâmico ou cinético.

Como reduzir a aderência

Para rolamentos lineares que utilizam lubrificação (praticamente todos os rolamentos recirculantes e alguns rolamentos lisos), o movimento entre as superfícies do rolamento atrai a lubrificação para os espaços microscópicos entre as superfícies. À medida que a velocidade relativa das superfícies aumenta, a película de lubrificação torna-se mais espessa e o contacto superfície-superfície é reduzido, diminuindo assim o atrito entre as superfícies.

Mas os rolamentos lineares percorrem uma distância finita e depois retornam na direção oposta (ao contrário dos rolamentos radiais, que podem girar na mesma direção indefinidamente), de modo que passam uma boa quantidade de tempo no que é conhecido como lubrificação mista, onde o atrito é determinado pelas propriedades das superfícies e pelas propriedades do lubrificante. Portanto, a lubrificação adequada é a melhor maneira de controlar ou reduzir os efeitos do atrito nos rolamentos recirculantes (e em alguns rolamentos lisos).

O stick-slip, ou atrito, costuma ser mais problemático em mancais lisos do que em mancais recirculantes. Isso ocorre porque os mancais lisos apresentam uma diferença maior entre os coeficientes de atrito estático e dinâmico. E o coeficiente de atrito de um mancal liso pode variar, dependendo da carga aplicada, do desgaste e de fatores ambientais.

Para rolamentos autolubrificantes montados em eixos redondos, uma forma de neutralizar os efeitos do stick-slip é escolher eixos com o melhor acabamento superficial (menor rugosidade superficial) que seja prático. E seguir a proporção de 2:1 (também conhecida como regra 2:1 ou proporção de ligação) - que especifica que a distância do braço de momento não deve ser superior ao dobro do comprimento do rolamento - é muitas vezes necessário para evitar o stick-slip. aplicações de rolamentos lisos.

Outra opção para minimizar, ou mesmo prevenir, o stick-slip é usar guias de rolamento pneumático. Para rolamentos pneumáticos, o atrito é apenas uma função do cisalhamento do ar causado pelo movimento. Portanto, a diferença entre o atrito estático e o cinético em um conjunto de rolamento pneumático é essencialmente zero, de modo que o problema do stick-slip é virtualmente eliminado.