Что вызывает залипание? Как их уменьшить.

Если вы не играете на скрипке, заикание или скачкообразное скольжение — это нежелательное состояние, вызванное разницей между статическим и динамическим трением между двумя поверхностями. Когда в линейных направляющих возникает застревание, это может привести к вибрациям («рывкам»), заклиниваниям, колебаниям требований к крутящему моменту или потере точности в виде перерегулирования.

Что вызывает залипание?

Коэффициент статического трения (μs) между двумя поверхностями почти всегда выше, чем коэффициент динамического (кинетического) трения (μk), и это изменение трения является основной причиной прерывистого скольжения.

Все поверхности имеют некоторую шероховатость. Даже тщательно обработанные и отполированные поверхности не являются идеально гладкими — у них есть выступы (так называемые «неровности») и впадины, которые уменьшают эффективную площадь контакта поверхностей. Другими словами, в некоторых местах соприкасаются только вершины двух поверхностей, а в других местах вершины одной поверхности входят во впадины другой поверхности. А местами контакт поверхностей отсутствует.

Поскольку отдельные площади контакта очень малы, давление между поверхностями чрезвычайно велико (давление = сила ÷ площадь), и в этих точках происходит сцепление посредством процесса, известного как холодная сварка.

Прежде чем поверхности смогут двигаться, необходимо разорвать связи, вызывающие это сцепление. Аналогичным образом, там, где поверхности сцепляются (выступы одной поверхности попадают во впадины другой поверхности), должно произойти истирание или пластическая деформация, чтобы разрушить эти сцепленные области и позволить поверхностям двигаться.

Как только движущая сила становится достаточно высокой, чтобы разорвать эти связи между поверхностями и преодолеть статическое трение, начинается движение. Но даже во время движения все равно происходит некоторое истирание, поскольку поверхности все еще не идеально гладкие. Сопротивление движению из-за оставшейся шероховатости поверхности называется динамическим или кинетическим трением.

Как уменьшить прилипание

В линейных подшипниках, в которых используется смазка (практически все подшипники с рециркуляцией и некоторые подшипники скольжения), движение между поверхностями подшипника втягивает смазку в микроскопические пространства между поверхностями. По мере увеличения относительной скорости поверхностей смазочная пленка становится толще, а контакт между поверхностями уменьшается, поэтому трение между поверхностями уменьшается.

Но линейные подшипники проходят ограниченное расстояние, а затем возвращаются в противоположном направлении (в отличие от радиальных подшипников, которые могут вращаться в одном и том же направлении бесконечно), поэтому они проводят значительное количество времени в так называемой смешанной смазке, где трение уменьшается. определяется как свойствами поверхностей, так и свойствами смазки. Таким образом, правильная смазка — лучший способ контролировать или уменьшить эффект залипания в подшипниках с рециркуляцией (и в некоторых подшипниках скольжения).

Прерывистое скольжение, или залипание, часто является более проблематичным в подшипниках скольжения, чем в подшипниках с рециркуляцией. Это связано с тем, что подшипники скольжения испытывают большую разницу между статическим и динамическим коэффициентами трения. Коэффициент трения подшипника скольжения может меняться в зависимости от приложенной нагрузки, износа и факторов окружающей среды.

Для подшипников скольжения, которые ездят на круглых валах, одним из способов борьбы с эффектом прерывистого скольжения является выбор валов с самым высоким качеством поверхности (наименьшей шероховатостью поверхности), что практически возможно. Соблюдение соотношения 2:1 (также называемого правилом 2:1 или соотношением привязки), которое определяет, что расстояние от плеча момента не должно более чем в два раза превышать длину подшипника, очень часто необходимо для предотвращения скачкообразного проскальзывания в применение подшипников скольжения.

Еще один вариант минимизировать или даже предотвратить скачкообразное движение — использовать направляющие с воздушными подшипниками. Для воздушных подшипников трение является исключительно функцией сдвига воздуха в результате движения. Таким образом, разница между статическим и кинетическим трением в узле воздушного подшипника практически равна нулю, поэтому проблема прерывистого движения практически исключена.