摩擦與磨損

1、表面摩擦與磨損表面摩擦與磨損一、摩擦與磨損的定義一、摩擦與磨損的定義摩擦的定義是:兩個相互接觸的物體在外力的作用下發(fā)生相對運動或者相對運動趨勢時在切相面見間產(chǎn)生切向的運動阻力這一阻力又稱為摩擦力。磨損的定義是:任一工作表面的物質(zhì)由于表面相對運動而不斷損失的現(xiàn)象。據(jù)估計消耗在摩擦過程中的能量約占世界工業(yè)能耗的30%。在機器工作過程中，磨損會造成零件的表面形狀和尺寸緩慢而連續(xù)損壞，使得機器的工作性能與可靠性逐漸降低，甚至可能導(dǎo)致零件的突然破

2、壞。人類很早就開始對摩擦現(xiàn)象進行研究，取得了大量的成果，特別是近幾十年來已在一些機器或零件的設(shè)計中考慮了磨損壽命問題。在零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選用、加工制造、表面強化處理、潤滑劑的選用、操作與維修等方面采取措施，可以有效地解決零件的摩擦磨損問題，提高機器的工作效率，減少能量損失，降低材料消耗，保證機器工作的可靠性。二、摩擦的分類及評價方法二、摩擦的分類及評價方法在機器工作時，零件之間不但相互接觸，而且接觸的表面之間還存在著相對運動。從摩擦

3、學(xué)的角度看，這種存在相互運動的接觸面可以看作為摩擦副。有四種摩擦分類方式：按照摩擦副的運動狀態(tài)分類、按照摩擦副的運動形式分類、按照摩擦副表面的潤滑狀態(tài)分類、按照摩擦副所處的工況條件分類。這里主要以根據(jù)摩擦副之間的狀態(tài)不同分類，摩擦可以分為：干摩擦、邊界摩擦、流體摩擦和混合摩擦，如圖2－1所示。圖21摩擦狀態(tài)摩擦副表面間的摩擦造成表面材料逐漸地損失的現(xiàn)象稱為磨損。零件表面磨損后不但會影響其正常工作，如齒輪和滾動軸承的工作噪聲增大，而承載能

4、力降低，同時還會影響機器的工作性能，如工作精度、效率和可靠性降低，噪聲與能耗增大，甚至造成機器報廢。通常，零件的磨損是很難避免的。但是，只要在設(shè)計時注意考慮避免或減輕磨損，在制造時注意保證加工質(zhì)量，而在使用時注意操作與維護，就可以在規(guī)定的年限內(nèi)，使零件的磨損量控制在允許的范圍內(nèi)，就屬于正常磨損。另一方面，工程上也有不少利用磨損的場合，如研磨、跑合過程就是有用的磨損。圖31零件的磨損曲線3.1工程實踐表明，機械零件的正常磨損過程大致分為三

5、個階段：初期磨損階段、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段，如圖31所示。1)初期磨損階段由圖3－1可見，機械零件在初期磨損階段的特點是在較短的工作時間內(nèi)，表面發(fā)生了較大的磨損量。這是由于零件剛開始工作時，表面微凸出部分的曲率半徑小，實際接觸面積小，造成較大的接觸壓強，同時曲率半徑小也不利于潤滑油膜的形成與穩(wěn)定。所以，在開始工作的較短時間內(nèi)磨損量較大。2)穩(wěn)定磨損階段經(jīng)過初期磨損階段后，零件表面磨損的很緩慢。這是由于經(jīng)過初期磨損階段后，表面微凸出