Wrijving bij transportbanden

Geschreven door op 21-05-2013 in Engineering tips - 2 reacties

Onlangs werd ik gevraagd om het probleem te achterhalen van een installatie die te warm werd. De oorzaak was een te hoge wrijving, ook wel frictie genoemd. In dit blog leg ik uit hoe wrijving ontstaat en hoe je dit kunt meten.


Definitie van wrijving

Wrijving is weerstand die je ondervindt als twee materialen langs elkaar strijken. Wrijving is een fysieke eigenschap welke aanwezig is tussen twee verschillende materialen die in contact met elkaar een kracht weerstaan, en mogelijkheden biedt om een verplaatsing van de materialen ten opzichte van elkaar te produceren.

Wrijving transportbanden

m = massa [kg] gewicht van de voorwerpen

Fn = normaal kracht [N] vertegenwoordigt de kracht waarmee het gewicht van het materiaal werkt op het ondersteuningsvlak als gevolg van de zwaartekracht

Fa = trekkracht [N] Kracht om het materiaal te bewegen tegen het ondersteuningsvlak (actieve kracht)

Ff = wrijvingskracht [N] Kracht met de potentie om weerstand te bieden tegen de verplaatsing van het lichaam tegen het ondersteuningsvlak (reactiekracht)
g = 9.81 m/s2 (versnelling van de zwaartekracht; gebruikt voor het converteren een massa in kilogram tot een kracht in Newton)


Oorzaken van wrijving

Wrijving wordt voornamelijk veroorzaakt door de oppervlakte ruwheid van de voorwerpen in contact met elkaar. In het algemeen geldt: Hoe ruwer het oppervlak, hoe hoger de wrijving. Echter, wanneer beide oppervlakken ultra-glad worden, komt er wrijving door moleculaire aantrekking in het spel, vaak wordt deze groter dan de mechanische wrijving. Dit is voornamelijk het geval bij zachte materialen, zoals rubber en andere zachte kunststoffen. Zachte materialen zullen vervormen onder druk, materiaal vervorming verhoogt ook de wrijving.


Wrijvingscoëfficiënt

De wrijvingscoëfficiënt (m) is de verhouding van de wrijvingskracht (FF) gedeeld door de normaal kracht (FN):
Wrijvingscoëfficiënt

Deze bovenstaande verhouding heet Coulomb’s wet van wrijving (Coulomb was een Franse natuurkundige, 1726-1806). De wrijvingscoëfficiënt heeft geen maateenheid (kracht gedeeld door kracht). Deze wrijvings wet kan eenvoudig worden gecontroleerd. Trek een voorwerp (b.v. een boek) door middel van een unster over een schoon oppervlak en lees de trekkracht af (FA). Herhaal deze bepaling met een dubbele belasting (b.v. twee boeken) en de benodigde trekkracht zal verdubbelen.

Unster

Methode van detectie van de Wrijvingscoëfficiënt

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

a) Voorbeeld van de fysiek juiste methode

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

Berekening

a) Voorbeeld van de fysiek niet geheel juiste, maar in de praktijk toepasselijke 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)

Voorbeeld 2

Algemene regels

Regel 1:
De wrijvingscoëfficiënt hangt altijd af van beide wrijvings partners (materiaal samenstelling, oppervlakte ruwheid

Proef: Wrijf verschillende items met identieke druk, b.v. een gom, een sigaretten pakje, een munt, transportband sample op verschillende oppervlakken, b.v. op een tafel, een ruit, een grof weefsel – de weerstand zal heel verschillend voelen!

Regel 2:
De wrijvingscoëfficiënt is sterk afhankelijk van de oppervlakte condities (reinheid, vochtigheid)

Proef: Wrijf twee items met identieke druk, eerst met een droge oppervlakken, en daarna met een paar druppels water tussen het contactoppervlak daarna met enkele druppels water tussen het contactoppervlak – de weerstand zal anders aanvoelen!

Regel 3:
De wrijvingscoëfficiënt heeft geen relatie met de grootte van het contactoppervlak tussen de twee lichamen

Proef: Trek items van hetzelfde materiaal en gewicht maar met een verschillend basis oppervlak met een unster over een identiek oppervlak – de trekkracht zal hetzelfde zijn!

De wrijving tussen twee betrokken partners is niet exact hetzelfde bij rust of als deze in beweging is. De benodigde kracht om een lichaam te laten starten met schuiven is iets groter dan de benodigde kracht om hem glijdend te houden. Daarom maken we onderscheid tussen statische en kinetische wrijving. Uitleg over het verschil tussen statische en kinetische wrijving, kunt u lezen op onze internationale HabaTEC website in de categorie fundamentals en vervolgens physical know-how.

Over de auteur

René Grevengoed, Application Engineer HabaFLOW weefselbanden en HabaDRIVE aandrijfriemen. Ik ben sinds 1996 werkzaam bij Habasit. Als Application Engineer adviseer ik onze klanten bij het maken van de juiste product keuze die aansluit bij de applicatie. Daarnaast ondersteun ik onze Key Account Managers en Customer Care met technische adviezen.

2 reacties op "Wrijving bij transportbanden"

  1. Bas van Leeuwen 17-12-2014 om 14:22 · Beantwoorden

    De link “statische en kinetische wrijving” werk niet (404 melding).

    • Susan Dijkhuizen 18-12-2014 om 09:46 · Beantwoorden

      Beste Bas,

      Bedankt voor het melden. De link werkt weer.

Plaats een reactie