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技術專欄

動靜摩擦試驗

試驗/設備概略說明

當物體與另一物體沿接觸面的切線方向運動或有相對運動的摩擦趨勢時,在兩物體的接觸面之間有阻礙它們相對運動的作用力,這種力叫摩擦力。接觸面之間的這種現象或特性叫「摩擦」。而摩擦有利也有害,但在多數情況下是不利的,例如,機器運轉時的摩擦,造成能量的無益損耗和機器壽命的縮短,並降低了機械效率。因此常用各種方法減少摩擦,如在機器中加潤滑油等。但摩擦又是不可缺少的,例如,人的行走,汽車的行駛都必須依靠地面與腳和車輪的摩擦。在泥濘的道路上,因摩擦太小走路就很困難,且易滑倒,汽車的車輪也會出現空轉,即車輪轉動而車廂並不前進。所以,在某些情況下又必須設法增大摩擦,如在太滑的路上撒上一些爐灰或沙土,車輪上加掛防滑鏈等。

 

而依摩擦的運動方式摩擦分為靜摩擦和動摩擦,前者是物體受拉力由靜止至開始運動前,所生的摩擦力,叫做「靜摩擦力」。在物體沒有被拉動前,拉力均與摩擦力相等,因此摩擦力並非定值。後者是物體開始運動後,摩擦力仍然存在,此時的摩擦力稱為動摩擦力。

 

其靜摩擦的測定方法有傾斜法和牽引法,本中心使用之測試方法為牽引法。 

1.  傾斜法:把重力為N的欲測物體放在對偶材料的斜面上,逐漸增加斜面的傾角,測得物體開始滑動時的傾角 θ<摩擦角>,由此求得摩擦係數f=tgθ。

2.  牽引法:把重力為N 的欲測物體放在對偶材料的平面上,以力P牽引,物體開始滑動時的力F就是最大的靜摩擦力(此時F=P),由此求得摩擦係數f=F/N。 


影響摩擦力的因素有:
1.  接觸面的性質:指接觸面粗糙或光滑的程度;愈粗糙,其最大靜摩擦力愈大。
2.  作用於接觸面的力:作用於接觸面的力愈大,最大靜摩擦力愈大,兩者成正比。 
 

試驗原理:原理為將試驗樣品夾住,放在感測器上,在一定的接觸壓力下,使兩試驗表面相對移動,這時感測器將所測得的力訊號,送入記錄器,同時分別記錄動摩擦係數和靜摩擦係數這一原理工作。摩擦係數測試儀採用微電腦控制,液晶顯示資料、結果、可自動測定和顯示動、靜摩擦係數,並可以多組資料計算統計、分析並儲存,具有性能穩定、測試精確、操作方便等特徵。

 

摩擦力之優缺點:

優點:

1.  可加速將動態物體停住,如汽車能煞車停住。

2.  我們走路前進須藉由鞋底和地面的摩擦。

3.  用手拿起物品需摩擦力。

缺點:

1.  抵銷一部份的力。

2.  減少工作效率。

3.  增加物體磨損。

 

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