KURU SÜRTÜNME NEDİR-II

Sürtünme katsayısı, metal kaynak bağ teşkil etmiş olan temas noktalarının kesme mukavemetine, tabakanın kopma mukavemetine ve tabii tabaka bağlarının kayma mukavemetine bağlıdır. Temas noktalarının kesme mukavemeti ve tabii tabaka bağlarının kayma mukavemeti küçük, tabakanın kopma mukavemetinin büyük olması durumunda sürtünme katsayısı küçük olur.

Metal kaynak bağı teşkil etmiş olan temas noktalarının kesme mukavemeti, temas halindeki malzemelerin cinsine bağlıdır. Bu bakımdan;

– Birbirleriyle kolayca alaşım haline gelebilen demir, krom ve nikel gibi sert malzemeler arasında kuvvetli kaynak bağları oluşmaktadır. Sürtünme katsayısı düzensiz olarak değişmekte, yüzeyler üzerinde izler ve bir yüzeyden diğerine malzeme transferi görülmektedir. Bazı hallerde kaynama noktaları o kadar şiddetli olur ki, yüzeyler birbirine kilitlenir; hareket sağlansa bile yüzeyler tamamen bozulmuş olur. Buna yenme (yalarna) denir. Bu olay yukarıdaki malzemelerin alaşımları için de geçerlidir.

– Benzemeyen ve birbirleriyle ilgili (affin) olmayan malzemeler arasında daha hafif ve düzenli bir sürtünme oluşmakta ve yüzeyler üzerinde çok ince izler görülmektedir.

– Birbiri üzerinde kayan malzemelerin biri sert, diğeri yumuşak (örneğin, kalay, kurşun, induyum ve bunların alaşımları) olduğu takdirde, yumuşak malzeme diğer malzemeyi kendi parçacıklarından oluşan ince bir tabaka ile derhal kaplar ve bu şekilde iki yumuşak malzeme birbiri üzerinde kaymış gibi olur. Yani yumuşak malzeme, bir yağlayıcı madde gibi rol oynar. Bunun sonucunda sürtünme katsayısı azalır ve bu yüzeyler arasında yenme olayı meydana gelmez. Pratikte kalay alaşımlarının çok iyi yatak malzemeleri olmalarının nedeni bu olaya bağlıdır.

Şu halde küçük bir sürtünme katsayısı elde etmek ve aşırı aşınmayı önlemek için malzemeler aynı veya birbirleriyle kolayca alaşım haline gelebilen cinsten olmamalıdır. Ayrıca malzemelerden birinin yumuşak, diğerinin sert olması gerekir.

Pratikte sürtünme katsayıları deney ile tayin edilir. Malzeme çiftlerine ve temas yüzeylerinin durumuna bağlı olarak sürtünme katsayısının değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Kay-dur olayı (Stick-Slip) hareketin bilhassa başlangıcında, yani çok küçük hızlarda meydana gelmektedir. Bu olay statik sürtünmenin, kinematik sürtünmeden daha büyük olması ve sürtünme halinde bulunan elemanı harekete geçiren ara elemanının, şekil değiştirme kabiliyetine sahip olmasına bağlıdır. Ara eleman bir yay oalarak düşünülürse, olayı incelemek için aşağıdaki Şekil-1’deki model meydana getirilebilir. Hareketsiz halindeki B elemanını harekete geçirmek için yayı, Fo = μo x Fn gibi bir kuvvetle çekmek gerekir. Eleman harekete geçtikten sonra çekme kuvveti F = μ x F olur;
μo > μ’den olduğuna göre  Fo > F’dir. Başlangıçta B elemanı, çekme kuvveti Fo olmadan yani sürtünme kuvvetiyenilmeden harekete geçmez. Bu süre içersinde çekme elemanlarında (yayda) şekil değiştirme meydana gelir ve verilen enerji şekil değiştirme enerjisine dönüştürülür. Hareket başladığında, sürtünme aniden azalır ve çekme elemanında biriken şekil değiştirme enerjisi, B elemanını bir sıçrama şeklinde ileri kaydırır. Elemanın ataletinden dolayı, bu enerji çabuk tükenir ve eleman durur. Olaylar tekrarlanır ve B elemanı kay – dur şeklinde hareket eder; şöyle ki sistemin A noktası doğrusal bir yol alırken, B elemanı kademeli bir yol çizer.

kay+dur+olayi
Şekil-1

Kay – dur olayı makinaların bilhassa takım tezgahlarının çalışma kabiliyetini önemli şekilde etkilemektedir. Olayancak sıvı sürtünme veya yuvarlanmalı sürtünme ile tamamen önlenir.

Yazının ilk bölümünü okumak için tıklayın.