| Hoe meet ik de wrijvingscoëfficiënt? | |
|
Methode 1 Massaverhouding De schets hiernaast is afkomstig uit het schetsboek van Leonardo da
Vinci (ca 1500). Hij onderzocht de wrijving door de benodigde massa
te bepalen waarbij het blokje begon te glijden. Op het moment van glijden volgt
de wrijvingscoëfficiënt uit de verhouding tussen de massa die
aan het koord hangt en de massa van het blokje. |
| wrijvingscoëfficiënt statisch - wrijvingscoëfficiënt dynamisch. De statische wrijvingscoëfficiënt volgt uit de massa verhouding waarbij het blokje in beweging komt (losbreekkracht). De dynamische wrijvingscoëfficiënt volgt uit de massaverhouding die nodig is om het blokje in beweging te houden. Let op dat de dynamische wrijvingscoëfficiënt nog afhankelijk kan zijn van snelheid, vlaktedruk, temperatuur en ruwheid. De statische wrijving kan nog afhankelijk zijn van de tijd dat de massa in rust is, dit is typisch het geval bij smering. | |
|
Trek aan de unster verbonden met het blokje en verhoog langzaam de
trekkracht totdat het blokje begint te glijden. Houd de unster hierbij evenwijdig met het oppervlak.
De uitlezing op de schaal van de unster op het moment dat het
blokje begint te glijden is een maat voor de statische wrijving,
terwijl de uitlezing op het moment dat het blokje met constante
snelheid beweegt een maat is voor de dynamische wrijving. De
wrijvingscoëfficiënt volgt eenvoudig uit µ = Fveer /Fnormaal
= Fveer /(mblok ·g
), g=9.81 m/s². Wanneer de massa en de trekkracht gemeten wordt met
een bagage weeghaak [kg] dan volgt de wrijvingscoëfficiënt eenvoudig
uit µ = mblok/Ftrek beide uitgelezen in kg. |
|
|
Tip: Roterende pulsgevers (multiturn potentiometers, pulse encoders) zijn geschikt om tegen lage kosten een verplaatsingssensor te maken door deze te combineren met een draad en een pulley, of een koppelmeter door combinatie met een torsieveer, of een krachtopnemer in combinatie met een draad, een pulley en een trekveer enz. |
|
 Methode 3: Hellend vlak Plaats een blokje op een hellend vlak en vergroot de hellingshoek totdat het blokje begint te glijden. De tangens of de hellingshoek die zo wordt gevonden is de zogenaamde "wrijvingshoek". Deze hoek is gerelateerd aan de wrijvingscoëfficiënt µ, ofwel µ = tanø = Fw /F |
|
|
Methode 4: Kleminrichting Om de statische
wrijvingscoëfficiënt te bepalen bij hoge contactdruk kan het
proefstuk worden ingeklemd tussen twee daarbij passende oppervlakken.
De kracht die nodig is om het proefstuk in beweging te krijgen moet
worden gehalveerd om de wrijvingskracht te bepalen, dit vanwege de
twee wrijvingsvlakken. |
|
|
Methode 5: Slinger
|
|
|
Methode 6: Tribometers met aandrijving In de meetmethoden hierboven beschreven wordt de wrijvingscoëfficiënt gemeten tussen nieuwe oppervlakken, niet na het inlopen. De wrijvingscoëfficiënt zal vaak tijdens het eerste half uur inlopen sterk veranderen. De benodigde inloopperiode om een stabiele wrijvingswaarde te verkrijgen kan worden bepaald door in een tribometer met aandrijving de wrijving in de tijd te meten. Deze methode wordt in het algemeen toegepast om de slijtagesnelheid en de optredende contact temperatuur onder bedrijfsomstandigheden vast te stellen. Op deze tribometers kunnen de bedrijfsomstandigheden worden ingesteld (glijsnelheid, aandrukkracht, temperatuur, heen- en weergaande beweging etc.). Om de bedrijfsomstandigheden zo goed mogelijk na te bootsen zijn en worden er verschillende Tribometers ontwikkeld. De meest bekende zijn de pin on ring en de pin on disk tribometers. Voor het meten van wrijving en slijtage zijn universele tribometers te koop waarmee de bedrijfsomstandigheden zo goed mogelijk kunnen worden ingesteld. Aangezien deze tribometers voor een enkel onderzoek nogal duur zijn is het vaak beter de metingen uit te besteden aan een hiervoor uitgerust laboratorium, die zijn opgesteld om dit soort onderzoek uit te voeren en de nodige expertise in huis hebben. Er wordt wel gezegd: Meten is weten, gokken is dokken en gissen is missen. Voor het opzetten van experimenteel onderzoek is het van belang de bedrijfsomstandigheden zo goed mogelijk na te bootsen (zie het opzetten van modelproeven in... |
|
 www.tribologie.nl |
|
De
slinger is geschikt om de statische en dynamische wrijving te
bepalen onder invloed van een heen en weer gaande beweging door het
wrijvingskoppel te bemonsteren. Dit vereist echter een koppelmeter.
Het energieverlies als gevolg van de gecombineerde statische en
dynamische wrijving kan worden afgeleid uit de demping van
bewegingsamplitude in de tijd. Met een eenvoudige draaipotentiometer
of puls gever kan de bewegingsamplitude eenvoudig gevisualiseerd
worden.