ТРЕНИЕ внешнее, механические сопротивление перемещению тел по поверхности друг друга. Сила сопротивления, действующая противоположно направлению перемещения данного тела, называют силой ТРЕНИЕ Работа сил ТРЕНИЕ переходит в тепло. ТРЕНИЕ, возникающее в момент начала движения одного тела, контактирующего с другим, называют ТРЕНИЕ покоя, а между движущимися-кинематическим ТРЕНИЕ Различают также ТРЕНИЕ скольжения, происходящее по одной и той же поверхности, и ТРЕНИЕ качения, осуществляемое при непрерывной смене поверхности ТРЕНИЕ Обычно сила ТРЕНИЕ качения много меньше, чем скольжения, что обусловливает меньшие потери на ТРЕНИЕ в подшипниках качения по сравнению с опорами ТРЕНИЕ скольжения.

Основные количественное характеристики ТРЕНИЕ: коэффициент ТРЕНИЕ скольжения m = F/N, где F-сила трения, N- нагрузка, нормальная к поверхностям ТРЕНИЕ; коэффициент ТРЕНИЕ качения К = FR/N, где R-радиус катящегося тела; коэффициент сцепления Y = F₁/N, где F₁ <F-неполная сила ТРЕНИЕ Кроме того, важнейшее значение при ТРЕНИЕ имеет износ трущихся поверхностей.

В простейшем случае m = const. Коэф. ТРЕНИЕ покоя, как правило, больше коэффициент кинематического ТРЕНИЕ, так что усилие трогания с места (пусковой момент) больше сопротивления равномерному движению. Более точно физических процессы при сухом ТРЕНИЕ отражаются так называемой двучленным законом трения Дерягина m = F/(N + p₀S), где p₀-дополнительной к N давление, вызванное силами межмол. взаимодействие трущихся тел, a S-поверхность фактич. контакта трущихся тел: из-за волнистости и шероховатости поверхностей ТРЕНИЕ контакт тел не бывает полным.

Поэтому величина S зависит от N и скорости скольжения. По значению m различают антифрикционные материалы (m = 0,05-0,15), используемые для создания опор трения, и фрикционные материалы с m до 0,6 (обычно до 0,35), применяемые в тормозных и передающих усилие устройствах.

ТРЕНИЕ твердых тел обусловлено действующими между ними силами межмол. взаимодействие (сухое ТРЕНИЕ); если между твердыми телами нанесена смазка, то относит. перемещение тел лимитируется вязким сопротивлением при течении в тонком (смазочном) слое жидкости (жидкостное ТРЕНИЕ).

ТРЕНИЕ возникает вследствие действия адгезионных сил, образования химических связей между трущимися телами, взаимной диффузии вещества, а процесс скольжения происходит путем образования и разрушения "пятен" касания. В этих пятнах развиваются очень большие усилия, так что в местах контакта возникают локальные "мостики сварки", а при проскальзывании они разрушаются. Работа ТРЕНИЕ затрачивается на создание и разрушение этих "мостиков", механические передеформирование (формоизменение) неровностей на поверхности трущихся тел и в меньшей мере на электризацию, механохимический процессы, накопление упругой энергии в объеме тела и др. процессы. Зависимость сил ТРЕНИЕ от скорости и температуры объясняется активац. теорией, трактующей образование и разрушение межмол. связей в зоне контакта флуктуациями, частота которых зависит от скорости и температуры. Сила ТРЕНИЕ покоя зависит также от продолжительности контакта тел.

В технике ТРЕНИЕ обусловливает возможность передачи усилий во фрикционных передачах, а его наличие является обязат. условием движения колесных и гусеничных машин, так как их элементы, контактирующие с твердой поверхностью, не должны проскальзывать по ней. Однако кинематическое ТРЕНИЕ, как правило, играет вредную роль, поскольку затрачиваемая на его преодоление работа приводит к износу трущихся деталей, их нежелат. нагреву и снижает кпд машины. При создании узлов ТРЕНИЕ целесообразно, чтобы поверхностный слой имел сдвиговую прочность ниже, чем в объеме тела. Тогда ТРЕНИЕ происходит только в тонком слое. Для реализации этой идеи в технике применяют различные приемы модификации поверхности, наносят на нее вещества, имеющие низкую прочность на сдвиг (графит, дисульфид молибдена).

Коэф. ТРЕНИЕ определяют экспериментально на трибометрах -приборах, позволяющих одновременно измерять значения F и N, а также температуру в зоне фрикционного контакта.

ТРЕНИЕ внутреннее-совокупность процессов в сплошных телах (твердых, жидких и газообразных), приводящих к необратимому рассеянию механические энергии при их деформировании. Иногда внутреннее ТРЕНИЕ отождествляют с внутр. вязкостью. Так как характеристики внутреннего ТРЕНИЕ специфичны для различные мол. групп и структурных элементов, его измерение может служить способом идентификации особенностей мол. строения (механические спектроскопия).

Литература: Крагельский И. В., Трение и износ, 2 изд., М., 1968.

А. Я. Малкин.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей