摩擦 応用

摩擦

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応用

摩擦は多くの工学の分野で重要な要素として扱われる。

ベルト摩擦

摩擦がはたらくプーリーにかけたロープでおもりを吊っている様子。ロープ両端にはたらく張力をそれぞれ
転がり軸受の一種である玉軸受。外筒側と内筒側の間で転がり摩擦を起こし、回転の摩擦抵抗を減らす。

滑り摩擦が発生する部分に機械要素(機械部品)を使うと、より摩擦抵抗の小さい転がり摩擦や流体摩擦へと変えることができる。回転するを支えるようなときは、転がり軸受が活用される。接する物体どうしが直線相対運動を行う場合は転がり案内が有効である[92]:48, 55。油や空気を用いた流体潤滑を活用する軸受は流体潤滑軸受と呼ばれる。これらには静圧を利用するものと動圧を利用するものがある。低摩擦で清浄という利点から、静圧気体軸受が精密加工機や計測機器などで用いられる[92]:36, 43-45

ナイロンHDPEPTFEのような熱可塑性樹脂の多くは摩擦が小さく、摩擦面の材料として用いられる[93]:233-234。これらの物質は、荷重とすべり速度が増えることで接触部が融点もしくは軟化点に達し、摩擦特性が一変するという性質がある[46]。過酷な条件や重要度の高い箇所で使用される軸受では、摩耗耐性を向上させるために分子量が極めて高いグレードの物質が要求される。

潤滑剤

摩擦面にオイル、水、グリースのような潤滑剤を塗ると摩擦係数は劇的に小さくなる。潤滑剤としては主に薄い液体層やグラファイトや滑石などの粉体が用いられるが、音響潤滑英語版では物質ではなく音を利用する。機械部品の間の摩擦を低減するため、部品の一方に微小な振動を印加する方法がある。この方法はディザと呼ばれ、超音波カッターのように正弦波振動が与えられる場合もあれば、振動ノイズが与えられる場合もある。


注釈

  1. ^ dwell time。物体が面の上で静止してから次に動かされるまでの時間[9]。time of reposeとも
  2. ^ ここでいうトラクション係数を慣用的に「摩擦係数」もしくは「μ(ミュー)」と呼ぶことがあるが[90]、物理的な静止摩擦係数・動摩擦係数とは異なる[87]

出典

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