Hoofdstuk 5, de rol van tribologie
in technische materialen
5.1 Wrijving
Wrijvingskracht: de weerstandskracht die tangentiaal staat met het grensvlak tussen twee vlakken,
waarvan er een wil bewegen.
F=μN
μ= wrijvingscoëfficiënt
afhankelijk van de ruwheid en de chemische samenstelling van twee materialen die over elkaar heen
glijden.
Wrijving wordt gesplitst in statische (begin) en kinetische (tijdens beweging) wrijving.
Theorie 1:
Wrijving ontstaat doordat er in de twee over elkaar heen glijdende vlakken ‘rimpels’ ontstaan. De
rimpels grijpen op microscopisch niveau in elkaar.
Theorie 2:
Wrijving wordt veroorzaakt door atomaire krachten. Twee vlakken trekken elkaar aan, tot de atomen
dichtbij elkaar zijn, waarna ze elkaar afstoten.
Theorie 3:
Wrijving wordt veroorzaakt door films (viezigheid oa) op de vlakken, die elkaar in vochtige
omstandigheid aantrekken.
Er is een verschil tussen het contactoppervlak, en het schijnbare contactoppervlak. In werkelijkheid
raken de twee vlakken elkaar alleen op de hoogste punten, en niet op het hele oppervlak. Hoe groter
de belasting, hoe groter het contactoppervlak.
In werkelijkheid is de totale wrijvingskracht waarschijnlijk een combinatie van de drie hierboven
genoemde theorieën.
Glijwrijving wordt beïnvloed door het materiaal. Er is ook een chemische invloed. Sommige materialen
zoals koper en siliconen hechten makkelijk aan andere materialen. Rubbersoorten hebben soms een
hoge wrijvingscoëfficiënt doordat ze gemakkelijk vervormbaar zijn.
Rolwrijving wordt vooral beïnvloed door de diameter van het voorwerp. Hoe groter de diameter, hoe
lager de wrijving. Harde en stijve schijven rollen gemakkelijker dan zachte schijven. Ook
oppervlaktestructuur speelt een rol.
Wrijving wordt vaak gemeten door middel van drie tests: op een hellend vlak, een slede en een
kaapstander (soort wiel).
De meeste metalen en kunststoffen hebben een lage wrijvingscoëfficiënt bij een grote normale
belasting. Ook temperatuur en snelheid hebben eenzelfde effect in sommige systemen. Schone
metalen zonder film kunnen een wrijvingscoëfficiënt hebben van rond de 1. Bij rollagers ligt dit rond de
0,1.
Bij hoge snelheden kunnen materialen smelten waardoor de wrijving afneemt.
Grensvlakdeformatie gaat samen met vervorming van uitsteeksels op het vlak. Bij metalen en harde
vaste stoffen kan er ineens een soort las ontstaan waarna de beweging stopt. Ruwe oppervlakken zijn
beter bestand tegen deze las dan gladde oppervlakken.
in technische materialen
5.1 Wrijving
Wrijvingskracht: de weerstandskracht die tangentiaal staat met het grensvlak tussen twee vlakken,
waarvan er een wil bewegen.
F=μN
μ= wrijvingscoëfficiënt
afhankelijk van de ruwheid en de chemische samenstelling van twee materialen die over elkaar heen
glijden.
Wrijving wordt gesplitst in statische (begin) en kinetische (tijdens beweging) wrijving.
Theorie 1:
Wrijving ontstaat doordat er in de twee over elkaar heen glijdende vlakken ‘rimpels’ ontstaan. De
rimpels grijpen op microscopisch niveau in elkaar.
Theorie 2:
Wrijving wordt veroorzaakt door atomaire krachten. Twee vlakken trekken elkaar aan, tot de atomen
dichtbij elkaar zijn, waarna ze elkaar afstoten.
Theorie 3:
Wrijving wordt veroorzaakt door films (viezigheid oa) op de vlakken, die elkaar in vochtige
omstandigheid aantrekken.
Er is een verschil tussen het contactoppervlak, en het schijnbare contactoppervlak. In werkelijkheid
raken de twee vlakken elkaar alleen op de hoogste punten, en niet op het hele oppervlak. Hoe groter
de belasting, hoe groter het contactoppervlak.
In werkelijkheid is de totale wrijvingskracht waarschijnlijk een combinatie van de drie hierboven
genoemde theorieën.
Glijwrijving wordt beïnvloed door het materiaal. Er is ook een chemische invloed. Sommige materialen
zoals koper en siliconen hechten makkelijk aan andere materialen. Rubbersoorten hebben soms een
hoge wrijvingscoëfficiënt doordat ze gemakkelijk vervormbaar zijn.
Rolwrijving wordt vooral beïnvloed door de diameter van het voorwerp. Hoe groter de diameter, hoe
lager de wrijving. Harde en stijve schijven rollen gemakkelijker dan zachte schijven. Ook
oppervlaktestructuur speelt een rol.
Wrijving wordt vaak gemeten door middel van drie tests: op een hellend vlak, een slede en een
kaapstander (soort wiel).
De meeste metalen en kunststoffen hebben een lage wrijvingscoëfficiënt bij een grote normale
belasting. Ook temperatuur en snelheid hebben eenzelfde effect in sommige systemen. Schone
metalen zonder film kunnen een wrijvingscoëfficiënt hebben van rond de 1. Bij rollagers ligt dit rond de
0,1.
Bij hoge snelheden kunnen materialen smelten waardoor de wrijving afneemt.
Grensvlakdeformatie gaat samen met vervorming van uitsteeksels op het vlak. Bij metalen en harde
vaste stoffen kan er ineens een soort las ontstaan waarna de beweging stopt. Ruwe oppervlakken zijn
beter bestand tegen deze las dan gladde oppervlakken.
