Trong tĩnh học và động học cổ điển th ờng bỏ qua các lực ma sát trong các tính toán của mình [31], [51]. Một mặt qua đó có thể làm cho các mối quan hệ cơ bản nh định luật Newton dễ nhận biết hơn, mặt khác các điều kiện cũng đ ợc đơn giản hơn, cách thức nh vậy chỉ là sự mô tả lý t ởng. Tuy nhiên tr ớc sự đòi hỏi khắt khe của thực tế và trên ph ơng diện khoa học lại không thể nh thế đ ợc (nhất là trong truyền động khí nén), thành phần ma sát nh ở phần trên đã nói, chúng có thể chiếm tới 15% lực truyền động.
Nh chúng ta đều biết, ma sát trong xi lanh là một đại l ợng chịu ảnh h ởng của rất nhiều yếu tố nh vận tốc x , áp suất p, thời gian nghỉ tN của
piston, nhiệt độ môi tr ờng T, độ ẩm không khí, tính chất bề mặt tr ợt nh độ nhám bề mặt ∇ cũng nh độ chính xác gia công xi lanh, hình dạng và vật liệu của đệm làm kín, loại chất bôi trơn, độ bẩn môi chất bôi trơn v.v... Xét d ới góc độ toán học thì lực ma sát là hàm của rất nhiều yếu tố:
FR = (f x, p, , T, η tN,..., , vật liệu đệm làm kín,...)∇
Để có thể nghiên cứu đầy đủ đồng thời và toàn diện về sự ảnh h ởng này là điều không thể [25], [61], [67]. Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về sự ảnh h ởng tới ma sát của các sai số hình học, độ bóng bề mặt, hình dạng và vật liệu đệm làm kín, chất bôi trơn .... Với những thành tựu nghiên cứu đã đạt đ ợc có thể hạn chế rất nhiều ảnh h ởng của một vài yếu tố: Ví dụ nh tăng độ chính xác gia công (giảm sai số hình học, tăng độ bóng bề mặt...),
chọn loại vật liệu làm kín và chất bôi trơn thích hợp, v.v... Tuy nhiên một vài yếu tố ảnh h ởng lớn tới lực ma sát mang tính động học và động lực học nh vận tốc hay áp suất thì chúng ta lại không thể kiểm soát đ ợc, những kết quả nghiên cứu còn rất hạn chế (đặc biệt trong truyền động khí nén), mà về ph ơng diện kỹ thuật chúng lại là những thông số đóng vai trò hết sức quan trọng [68]. Bởi thế việc nghiên cứu mối quan hệ của lực ma sát với những yếu tố ảnh h ởng quan trọng nh vận tốc, áp suất vẫn luôn là những đề tài đầy tính thời sự và rất cần thiết.
1 9:
Hình - Đ ờng cong Stribeck
Hình 9 1- cho thấy đồ thị biến thiên lực ma sát của một xy lanh khí nén là hàm của vận tốc, với trục tung là lực ma sát FR trục hoành là tốc độ tr ợt
x của piston. Đồ thị này, nh đã đề cập trong mục 1.3.2, đ ợc đặc tr ng bởi hai khu vực I ma sát nửa ớt và khu vực II ma sát ớt (khu vực ma sát rắn - - đ ợc bỏ qua khi so sánh với hai khu vực trên).
- Khu vực ma sát hỗn hợp (hay ma sát nửa ớt) ứng với khu vực vận tốc nhỏ hơn “vận tốc giới hạn” x . Tại vùng này lực ma sát giảm dần từ giá trị Gr ma sát dính bám FRH khi tốc độ chuyển động của piston tăng lên.
- Khu vực ma sát ớt ứng với khu vực vận tốc lớn hơn “vận tốc giới hạn”
Gr
x . Trong vùng này lực ma sát tăng lên khi tốc độ của piston tăng.
Trong các tài liệu tham khảo có thể nhận thấy rất nhiều sự khác nhau thực sự khi mô tả bằng toán học hàm ma sát cũng nh về các ph ơng pháp thực nghiệm để xác định hàm số này. Phần d ới đây dành sự quan tâm chủ yếu cho một mô hình tính toán lý thuyết để mô tả ma sát bằng toán học d ới dạng hàm số của tốc độ.