В заключение коснемся вопроса о смазывании водой. Молекулы воды гидроксильной группы ОН способны прикрепиться к чистой поверхности металлов, пластмасс и резины. На неметаллах образуется прочный ориентированный монослой. В условиях отсутствия гидродинамического эффекта смазки в парах металл—пластмасса и металл—резина осуществляется смазка водой. В парах металл—металл такое трение быстро переходит в трение без смазочного материала.

7. Трение качения

Сила трения качения по крайней мере в 10 раз меньше силы трения скольжения. Наличие силы трения качения объясняли раньше скольжением сопряженных поверхностей. Позднее было установлено, что оно влияет на силу трения качения. Сопротивление качению объясняется деформационными потерями в нижележащем твердом теле. При отсутствии пластической деформации трение обусловлено гистерезисными потерями в твердом теле.

Взаимное проскальзывание поверхностей можно представить при рассмотрении качения шарика (рис. 3.12). Окружность AB шарика перемещается посередине канавки, а окружность CD касается ее края. Как видно из рисунка, окружность А В проходит за один оборот шарика большее расстояние, чем окружность CD. Эта разница и обусловливает скольжение поверхностей трения.

Гистерезисные потери при трении качения поясним с помощью рис. 3.13 [2].

Еще О. Рейнольде заметил, что когда цилиндр из твердого материала катится по плоской поверхности резины, то при каждом обороте он проходит путь меньший, чем длина окружности цилиндра. Он предположил, что резина растягивается в точке С по-другому, чем в точках BhDb результате имеет место, как уже упоминалось, проскальзывание с соответствующим рассеиванием энергии. Из рис. 3.13 видно, что спереди под

шариком в точке E образуется углубление, а сзади в точке А деформационный материал полностью (при резине), а при металлах частично восстанавливается под действием сил упругости либо упругого гистерезиса; кроме того, вследствие необратимой пластической деформации силы реакции позади шарика меньше, чем силы давления впереди него. В результате шарик совершает работу деформации.