Hoe meet ik de wrijvingscoŽfficiŽnt?
Leonardo da Vinci (ca 1500) Methode 1 Massaverhouding

De schets hiernaast is afkomstig uit het schetsboek van Leonardo da Vinci (ca 1500). Hij onderzocht de wrijving door de benodigde massa te bepalen waarbij het blokje begon te glijden. Op het moment van glijden volgt de wrijvingscoŽfficiŽnt uit de verhouding tussen de massa die aan het koord hangt en de massa van het blokje.
Ķ =  Ff / N = mdood gewicht / mblok
 

wrijvingscoŽfficiŽnt statisch - wrijvingscoŽfficiŽnt dynamisch. De statische wrijvingscoŽfficiŽnt volgt uit de massa verhouding waarbij het blokje in beweging komt (losbreekkracht). De dynamische wrijvingscoŽfficiŽnt volgt uit de massaverhouding die nodig is om het blokje in beweging te houden. Let op dat de dynamische wrijvingscoŽfficiŽnt nog afhankelijk kan zijn van snelheid, vlaktedruk, temperatuur en ruwheid. De statische wrijving kan nog afhankelijk zijn van de tijd dat de massa in rust is, dit is typisch het geval bij smering.


Methode 2:
Veerunster / weeghaak

Trek aan de unster verbonden met het blokje en verhoog langzaam de trekkracht totdat het blokje begint te glijden. Houd de unster hierbij evenwijdig met het oppervlak. De uitlezing op de schaal van de unster op het moment dat het blokje begint te glijden is een maat voor de statische wrijving, terwijl de uitlezing op het moment dat het blokje met constante snelheid beweegt een maat is voor de dynamische wrijving. De wrijvingscoŽfficiŽnt volgt eenvoudig uit Ķ =  Fveer /Fnormaal =  Fveer /(mblok ∑g ), g=9.81 m/s≤. Wanneer de massa en de trekkracht gemeten wordt met een bagage weeghaak [kg] dan volgt de wrijvingscoŽfficiŽnt eenvoudig uit Ķ = mblok/Ftrek beide uitgelezen in kg.
 

Tip: Roterende pulsgevers (multiturn potentiometers, pulse encoders) zijn geschikt om tegen lage kosten een verplaatsingssensor te maken door deze te combineren met een draad en een pulley, of een koppelmeter door combinatie met een torsieveer, of een krachtopnemer  in combinatie met een draad, een pulley en een trekveer enz.


Methode 3: Hellend vlak

Plaats een blokje op een hellend vlak en vergroot de hellingshoek totdat het blokje begint te glijden. De tangens of de hellingshoek die zo wordt gevonden is de zogenaamde "wrijvingshoek". Deze hoek is gerelateerd aan de wrijvingscoŽfficiŽnt Ķ, ofwel Ķ = tanÝ = Fw /F

 van
 naar
Methode 4: Kleminrichting

Om de statische wrijvingscoŽfficiŽnt te bepalen bij hoge contactdruk kan het proefstuk worden ingeklemd tussen twee daarbij passende oppervlakken. De kracht die nodig is om het proefstuk in beweging te krijgen moet worden gehalveerd om de wrijvingskracht te bepalen, dit vanwege de twee wrijvingsvlakken.
 

Methode 5: Slinger

De slinger is geschikt om de statische en dynamische wrijving te bepalen onder invloed van een heen en weer gaande beweging door het wrijvingskoppel te bemonsteren. Dit vereist echter een koppelmeter. Het energieverlies als gevolg van de gecombineerde statische en dynamische wrijving kan worden afgeleid uit de demping van bewegingsamplitude in de tijd. Met een eenvoudige draaipotentiometer of puls gever kan de bewegingsamplitude eenvoudig gevisualiseerd worden.
 

Methode 6: Tribometers met aandrijving

In de meetmethoden hierboven beschreven wordt de wrijvingscoŽfficiŽnt gemeten tussen nieuwe oppervlakken, niet na het inlopen. De wrijvingscoŽfficiŽnt zal vaak tijdens het eerste half uur inlopen sterk veranderen. De benodigde inloopperiode om een stabiele wrijvingswaarde te verkrijgen kan worden bepaald door in een tribometer met aandrijving de wrijving in de tijd te meten. Deze methode wordt in het algemeen toegepast om de slijtagesnelheid en de optredende contact temperatuur onder bedrijfsomstandigheden vast te stellen.

Op deze tribometers kunnen de bedrijfsomstandigheden worden ingesteld (glijsnelheid, aandrukkracht, temperatuur, heen- en weergaande beweging etc.). Om de bedrijfsomstandigheden zo goed mogelijk na te bootsen zijn en worden er verschillende Tribometers ontwikkeld. De meest bekende zijn de pin on ring en de pin on disk tribometers.

Voor het meten van wrijving en slijtage zijn universele tribometers te koop waarmee de bedrijfsomstandigheden zo goed mogelijk kunnen worden ingesteld. Aangezien deze tribometers voor een enkel onderzoek nogal duur zijn is het vaak beter de metingen uit te besteden aan een hiervoor uitgerust laboratorium, die zijn opgesteld om dit soort onderzoek uit te voeren en de nodige expertise in huis hebben.

Er wordt wel gezegd: Meten is weten, gokken is dokken en gissen is missen. Voor het opzetten van experimenteel onderzoek is het van belang de bedrijfsomstandigheden zo goed mogelijk na te bootsen (zie het opzetten van modelproeven in...

www.tribologie.nl