Menentukan Pekali Geseran (Geseran Lekatan/Geseran Gelongsor)

Pekali geseran merupakan konsep asas dalam fizik yang mengukur sejauh mana dua permukaan menahan gelongsor antara satu sama lain. Ia merupakan nombor tanpa dimensi (tanpa dimensi) yang mewakili nisbah daya geseran kepada daya normal yang menekan permukaan tersebut bersama-sama.

Terdapat dua jenis pekali geseran utama:

Pekali geseran statik: Ini terpakai apabila permukaan tidak bergerak relatif antara satu sama lain (semasa rehat). Ia biasanya lebih tinggi daripada nilai kinetik. Daya geseran statik tidak malar; ia diselaraskan kepada nilai maksimum. Oleh itu, untuk mula menggerakkan kotak berat, lebih banyak daya diperlukan daripada memastikan ia bergerak.
Pekali geseran kinetik (atau gelongsor): Ini terpakai apabila permukaan sudah gelongsor relatif antara satu sama lain. Daya geseran adalah hampir malar. Biasanya, pekali geseran kinetik (atau gelongsor) adalah lebih rendah daripada pekali geseran statik (biasanya sebanyak 10-30 peratus), jadi objek cenderung memecut sedikit lebih mudah sebaik sahaja gerakan bermula.

Pekali berbeza-beza bergantung pada kekasaran permukaan, kebersihan, pelinciran, suhu dan kelajuan. Nilai-nilai tersebut adalah anggaran dan boleh berbeza-beza dengan ketara di bawah keadaan sebenar. Berikut adalah julat tipikal (permukaan kering melainkan dinyatakan sebaliknya):

Ais di atas ais atau Teflon di atas Teflon: Pekali geseran 0,04-0,1 (sangat licin)
Keluli pada keluli (kering): Pekali geseran statik 0,7-0,8, pekali geseran kinetik 0,4-0,6
Konkrit kering pada getah (seperti tayar kereta): Pekali geseran statik 0,8-1,0, pekali geseran kinetik 0,6-0,8
Kayu di atas kayu: Pekali geseran statik 0,4-0,6, pekali geseran kinetik 0,2-0,4
Logam-atas-logam (dilincirkan): Pekali geseran kinetik boleh dikurangkan kepada 0,05-0,15.

Geseran adalah sangat kompleks pada tahap mikroskopik (melibatkan kekasaran permukaan, lekatan, dan kadangkala filem pelincir), jadi nilai dunia sebenar sering memerlukan pengukuran eksperimen dan bukannya hanya bergantung pada jadual.

Pekali geseran menerangkan fenomena harian, daripada cara kasut mencengkam tanah dan cara brek berfungsi, kepada bagaimana pelincir mengurangkan haus dalam enjin dan mengapa sesetengah bahan menghasilkan permukaan anti-gelincir yang baik.

Pekali geseran diukur menggunakan pelbagai kaedah eksperimen dalam prosedur makmal yang tepat dan piawai. Pilihannya bergantung pada bahan (contohnya, plastik, logam, kertas, lantai, getah), sama ada nilai statik atau kinetik diperlukan, dan ketepatan yang diperlukan.

Kaedah satah condong (biasa digunakan di makmal): Kaedah ini merupakan salah satu cara paling mudah dan klasik untuk mengukur pekali geseran statik. Sekeping blok atau objek diletakkan pada satah rata (contohnya, kayu, logam atau bahan yang diminati). Sudut satah ditingkatkan secara beransur-ansur sehingga objek mula meluncur. Pada saat gelongsor bermula, komponen graviti yang selari dengan satah bersamaan dengan daya geseran statik maksimum. Untuk geseran kinetik, sudut boleh dilaraskan supaya objek meluncur pada kelajuan malar (memerlukan kawalan yang teliti atau sedikit getaran untuk mengatasi gelinciran lekat).
Kaedah seretan/sled mendatar (kaedah perindustrian yang paling biasa): Kaedah ini membentuk asas bagi banyak piawaian dan menggunakan sled (atau blok) berwajaran yang diseret merentasi permukaan. Satu bahan dilekatkan pada satah mendatar tetap, dan satu lagi pada sled yang diketahui beratnya. Menggunakan tolok daya, sel beban atau mesin ujian universal, sled diseret secara mendatar pada kelajuan malar. Daya puncak yang diperlukan untuk memulakan pergerakan (geseran statik) dan daya malar semasa gelongsor (geseran kinetik) diukur. Kelajuan biasanya dikawal (cth., 150 mm/min dalam banyak piawaian). Mesin ujian pekali geseran, peranti ujian geseran atau mesin ujian universal dengan lekapan pekali geseran digunakan dalam ujian. Kaedah ini digunakan dalam dua piawaian antarabangsa yang paling biasa dirujuk:
Piawaian “ASTM D1894 Kaedah ujian Piawai untuk pekali geseran statik dan kinetik filem dan kepingan plastik” biasanya digunakan untuk filem pembungkusan, laminasi dan kepingan. Slaid ditarik sepanjang satah tetap atau ke arah yang bertentangan. Piawaian ini kemudiannya dimansuhkan tetapi terus dirujuk.
Piawaian “ISO 8295 Plastik - Filem dan kepingan - Penentuan pekali geseran” adalah serupa dengan piawaian ASTM D1894, tetapi terdapat beberapa perbezaan dalam saiz sampel, penggunaan spring dan prosedur. Keputusannya tidak dapat dibandingkan secara langsung antara kedua-duanya.
Piawaian “TAPPI T 549 Penentuan pekali geseran statik dan kinetik kertas penulisan dan percetakan tidak bersalut menggunakan kaedah satah mendatar” menerangkan prosedur yang digunakan dalam satah mendatar untuk menentukan pekali geseran statik dan kinetik yang diukur apabila kertas meluncur ke atasnya sendiri.
Kaedah imbangan spring/tolok daya: Ini merupakan varian praktikal bagi tarikan mendatar. Neraca spring atau tolok daya digital dilekatkan pada objek. Ia ditarik pada kelajuan malar selari dengan permukaan. Daya dibaca sejurus sebelum pergerakan bermula (statik) dan semasa gelongsor malar (kinetik). Ini dibahagikan dengan daya normal (biasanya berat) untuk mendapatkan nilai pekali geseran. Kaedah ini biasa digunakan dalam pemeriksaan lapangan.
Kaedah berasaskan tribometer (lanjutan/disesuaikan): Tribometer moden memberikan ketepatan yang tinggi, kawalan ke atas beban, kelajuan, sederhana (kering, berminyak, suhu), dan kadangkala berbilang laluan. Ia mempunyai mekanisme pin-cakera, satah bola atau salingan linear (cth., untuk logam, salutan, polimer). Tribometer mudah alih digunakan untuk permukaan tanah/jalan. Untuk rintangan ricih, piawaian "ASTM E303 Standard test method for measuring surface geseran properties using an English pendulum tester" dipatuhi. Untuk ricih basah/kering, piawaian "ASTM C1679 Standard practice for measuring the hydration kinetics of hydraulic cement mixture using an isothermal calorimeter" dipatuhi.

Bagi aplikasi perindustrian, piawaian ASTM D1894 atau ISO 8295 dipatuhi menggunakan peranti ujian pekali geseran khusus untuk mendapatkan data yang boleh dipercayai dan boleh diulang.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan kakitangannya yang cekap dan berpengalaman, telah memahami keperluan pelanggannya, menyediakan perkhidmatan ujian lanjutan yang mereka perlukan, dan membantu dalam penubuhan, pelaksanaan dan penambahbaikan sistem pengurusan. Dalam rangka kerja ini, kami juga menyediakan perkhidmatan untuk menentukan pekali geseran (geseran lekatan/gelongsor) kepada perniagaan.