Habasit Expert Blog

Onlangs werd mij gevraagd om te achterhalen hoe een installatie te warm kon worden door overmatige wrijving. Aangezien dit probleem vaker voorkomt, is het handig om de betrokken factoren te begrijpen. In deze blog leg ik uit hoe wrijving bij transportbanden ontstaat en hoe je het meet.

Definitie van wrijving

Wrijving is weerstand die ontstaat als twee materialen langs elkaar schuiven. Het is de aanwezige fysieke eigenschap bij twee verschillende materialen wanneer zij samen een kracht weerstaan door in contact met elkaar te zijn. Wrijving is echter niet altijd een probleem, het is zelfs een belangrijk element bij het creëren van beweging. De benodigde kracht om een object te laten schuiven is iets groter dan de benodigde kracht om het stil te houden. Daarom maken we onderscheid tussen statische en kinetische wrijving.

Er zijn een aantal belangrijke factoren die de aard van de beweging bepalen die wordt veroorzaakt door wrijving, ondergebracht in de volgende shortlist:

m = massa [kg] gewicht van de voorwerpen

Fn = normaalkracht [N]: is de kracht die het gewicht van het materiaal uitoefent op het ondersteuningsvlak.

Fa = trekkracht [N]: de kracht die het materiaal tegen het ondersteuningsvlak beweegt (actieve kracht)

Ff = wrijvingskracht [N]: de kracht die weerstand kan bieden tegen de verplaatsing van het lichaam tegen het ondersteuningsvlak (reactiekracht)

g = 9,81 m/s2 (versnelling van de zwaartekracht, gebruikt voor het omzetten van een massa in kilogram tot een kracht in Newton)

Oorzaken van wrijving

Wrijving ontstaat voornamelijk door de oppervlakteruwheid van de voorwerpen die contact met elkaar maken. In het algemeen geldt: hoe ruwer het oppervlak, des te meer wrijving er is. Maar wanneer beide oppervlakken ultra-glad worden, begint wrijving door moleculaire aantrekking een rol te spelen. Vaak wordt deze groter dan de mechanische wrijving. Dit is vooral het geval bij zachte materialen, zoals rubber en andere plooibare kunststoffen, die onder druk vervormen. Deze materiaalvervorming kan de wrijving vervolgens verhogen.

Wrijvingscoëfficiënt

De wrijvingscoëfficiënt (m) is de verhouding van de wrijvingskracht (F_F) gedeeld door de normaalkracht (F_N). Deze verhouding heet Coulombs wet van wrijving (Coulomb was een Franse natuurkundige, 1726-1806). Hoewel de wrijvingscoëfficiënt geen maateenheid heeft (kracht gedeeld door kracht), kan de wet gemakkelijk worden gecontroleerd. Trek een voorwerp, bijvoorbeeld een boek, door middel van een unster over een schoon oppervlak en lees de trekkracht af (F_A). Herhaal dit met een dubbele belasting, twee boeken in dit geval, en de benodigde trekkracht zal verdubbelen.

Methode van detectie van de wrijvingscoëfficiënt

Met behulp van een unster (zie boven) kan de benaderde wrijvingscoëfficiënt tussen een transportband en een specifiek oppervlak gemakkelijk worden gedetecteerd. Er is een fysiek juiste methode (voorbeeld a, zie hieronder) en een fysiek niet geheel juiste, maar in de praktijk toepasbare methode (voorbeeld b).

a) Voorbeeld van de fysiek juiste methode:

Gewicht van het voorwerp m = 1 kg (eenheid van massa is kg) Gemeten trekkracht F_A = 4,9 N (eenheid van kracht is Newton)

b) Voorbeeld van de niet geheel juiste, maar praktisch toepasbare methode:

Gewicht van het voorwerp m = 1 kg (eenheid van massa is kg)
Gemeten “trekkracht” FA = 0,5 kg (eenheid van kracht is in feite Newton)

Algemene regels

Hieronder volgen een aantal algemene regels over frictie en eenvoudige testen voor het experimenteren met weerstandsniveaus.

Regel 1:
De wrijvingscoëfficiënt hangt altijd af van beide wrijvingspartners (materiaalsamenstelling, oppervlakteruwheid).

Proef: Wrijf verschillende objecten met identieke druk, bijvoorbeeld een gom, een sigarettenpakje, een munt of transportbandmonster op verschillende oppervlakken, zoals een tafel, een ruit of een grof weefsel. De weerstand zal heel verschillend aanvoelen!

Regel 2:
De wrijvingscoëfficiënt is sterk afhankelijk van de oppervlaktecondities, zoals reinheid en vochtigheid.

Proef: Wrijf twee objecten met identieke druk tegen elkaar, eerst met droge oppervlakken, en daarna met een paar druppels water tussen het contactoppervlak. U zult een duidelijk verschil in weerstand opmerken.

Regel 3:
De wrijvingscoëfficiënt wordt niet beïnvloed door de grootte van het contactoppervlak.

Proef: Trek objecten van hetzelfde materiaal en gewicht, maar met een verschillend basisoppervlak met een unster over een identiek oppervlak. De trekkracht zal hetzelfde zijn!

Zoals u ziet kan wrijving een heel technisch onderwerp worden, maar ik hoop dat deze blog heeft geholpen om enkele van de basisfactoren te vereenvoudigen. Wanneer u meer vragen heeft over het onderwerp, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen. We sturen u ook graag aanvullende informatie.