搬一只装书的纸箱,贴地硬拖费劲;底下换成带轮子的小推车,一只手就能推走。同样的重量、同样的地面,差的是接触处那点阻力。不是轮子分担了重量,而是摩擦的形式被换掉了。
贴地滑过去,接触面相对错动,阻力叫滑动摩擦;轮子滚过去,接触处几乎不滑动,阻力叫滚动摩擦。科普中国《滚动摩擦系数》词条写明:滚动摩擦系数一般比滑动摩擦系数小得多,用滚动代替滑动更省能量。搬重物垫圆杠、柜子装脚轮同理。各源口径不一,只取共同点:同一副接触面,滚起来比滑起来阻力小。
滚动阻力小,不等于没有。轮子压在地上,接触处和地面都会微微变形,支撑力的作用点往前偏,形成一个拖后腿的阻力矩;地面越软、轮面越易压扁,阻力越明显。科普中国词条把这类接触形变列为主要来源。
让轮子轻快的是轮毂里的轴承。科普中国《滚轴》《滚动轴承》词条写明:滚动轴承把轴与轴座间的滑动摩擦变为滚动摩擦,由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈随轴转,外圈支撑,滚动体沿滚道滚动,保持架把它们均匀隔开、避免碰磨,润滑剂负责润滑与清洗。原来是轴颈在轴套里直接磨,现在让滚珠替它滚。
抬起箱子,逐个空转轮子。转得顺、不晃、没异响,多半是地面或装载问题;某一只转不动或左右摆,就是这只轮组出状况。再看轮缝,头发、线头、砂粒缠进轴心会把滚动卡成半滑动,清掉再试。软地面、门槛会让阻力回来,换硬轮面或垫硬板比使劲推管用;东西别偏堆一侧,也别超过轮组标称承重。
清洁加油按说明来,密封轴承别自己拆开灌油;轮子开裂、失圆、滚珠散落该换轮组,别硬拖。GB/T 276《滚动轴承 深沟球轴承 外形尺寸》管外形尺寸、结构型式与代号,让不同厂家的轴承能互换,不规定家用轮子该多省力。没有哪条国家标准规定家用轮子必须装哪一类轴承,也没规定推起来该多轻。
误区一,以为轮子越多越省力。多装宽轮子是把重量摊到更大面积上,那是压强的道理,不是摩擦形式变了。
误区二,把几种省力混成一回事。撬棍、剪刀靠力臂长短,螺纹靠绕成圈的斜面,齿轮换的是转速与劲道,鞋底刻花纹、雪天撒防滑料反要增大摩擦防打滑,方向正好相反。抽屉发涩、柜门下垂讲的是铰链与滑轨调节,跟滚动阻力无关。
误区三,以为装了轮子就永远轻快,一发沉就猛灌油。轮子小、轮面软、地面松、缠毛发、缺润滑,都会把省下的阻力还回来;电风扇收纳篇提过轴承缺油会干涩、食用油氧化发黏反卡住轴承,家用轮子同理。屏幕上车轮倒转是视觉暂留,不是这里的摩擦。拿不准修还是换,先查是不是只有一只轮组失效,思路和小家电查配件一致。
同一副接触面,把滑动换成滚动,阻力就小下来;轮子发沉,先查它还能不能自由滚,再谈修还是换。
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