摩擦磨損 摩擦學(xué)論文

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1、1.概論摩擦學(xué)的研究,不但對國民經(jīng)濟(jì)具有很重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義,而且有深遠(yuǎn)的科學(xué)理論價(jià)值,引起了世界各先進(jìn)國家的普遍重視,也受到了我國有關(guān)部門的重視。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)是研究摩擦學(xué)的重要工具之一。磨損是材料失效的主要形式之一,對材料進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)是研究材料性能的常用方法。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)主要用于測試在不同速度、較小載荷條件下各種材料和潤滑劑的摩擦性能,然后進(jìn)行摩擦磨損機(jī)理的研究。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)中常用的摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī),主要有往復(fù)式和球盤式（或銷盤式）兩種,考慮到實(shí)驗(yàn)條件以及試驗(yàn)特點(diǎn),研制了一種球盤式摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī),這種結(jié)構(gòu)的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)體積小、機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)簡單、試件裝

2、夾方便,便于不同材料的摩擦學(xué)性能測試。1.1摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)的研究范圍和目的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)是進(jìn)行摩擦學(xué)試驗(yàn)研究必不可少的設(shè)備，充分地了解和分析摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)，并對其進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆诸?，則是進(jìn)行試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)備中的零部件的摩擦磨損性能是由材料、工作參數(shù)、接觸幾何及環(huán)境條件等因素決定的；因此，研究零部件的摩擦磨損性能，需要根據(jù)使用場合的情況設(shè)計(jì)試驗(yàn)并選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)機(jī)和評價(jià)參數(shù)。1.1.1摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)的適用范圍：在一定的接觸壓力下，能夠模擬滾動、滑動或滑滾復(fù)合運(yùn)動，具有多種摩擦副，能夠完成點(diǎn)、線、面摩擦模擬試驗(yàn)?？捎脕碓u定潤滑劑、金屬、塑料、涂層

3、、橡膠、陶瓷等材料的摩擦磨損性能。既能滿足傳統(tǒng)石化行業(yè)用戶研制、開發(fā)、檢測各種中高檔系列液壓油、內(nèi)燃機(jī)油、齒輪機(jī)油的需求，又能滿足新興材料開發(fā)、新工藝研究用戶進(jìn)行模擬評定測試的需求。1.1.2摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)的研究目的：摩擦、磨損和潤滑作為一種自然現(xiàn)象，不僅在機(jī)械設(shè)備中而且在人們的生活中也廣泛存在著(機(jī)器的壽命、人們、關(guān)節(jié))，過去僅從力學(xué)角度研究摩擦、磨損現(xiàn)象，而對摩擦的結(jié)果帶來的危害估計(jì)不足，據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上約有l(wèi)/3～l/2的能源，以各種形式消耗于摩擦中；摩擦又帶來兩物體摩擦接觸表面的磨損，磨損使機(jī)器零件失去工作能力而失效，約占總失效的30％。為此而制

4、作配件，一些發(fā)達(dá)國家每年因此造成的損失達(dá)數(shù)十億美元，所以從節(jié)約能源，降低原材料消耗來研究摩擦、磨損是很有必要的。26實(shí)踐證明潤滑是減少摩擦、磨損的重要手段，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們把研究有關(guān)摩擦、磨損及潤滑的科學(xué)技術(shù)統(tǒng)稱為摩擦學(xué)。摩擦學(xué)的定義是：研究相對運(yùn)動中相互作用著表面的科學(xué)、技術(shù)及有關(guān)實(shí)踐的知識，它與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、材料、工藝、工程實(shí)踐有關(guān)，它是一門發(fā)展很快(60年代中期)的新興邊緣應(yīng)用學(xué)科。由于運(yùn)用現(xiàn)有的摩擦學(xué)知識，去解決機(jī)器設(shè)備中的問題可以取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，據(jù)英、美、日等國摩擦學(xué)應(yīng)用調(diào)查，應(yīng)用現(xiàn)有的摩擦學(xué)知識和技術(shù)每年可獲得的經(jīng)濟(jì)效益，占

5、國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2％以上(日本7％，西德5％，英2．5％，美2％)。我國到1999年總產(chǎn)值83190億元，按1．2％計(jì)算可獲998億元的效益，同時(shí)摩擦學(xué)問題大量存在于機(jī)器設(shè)備中，而機(jī)器設(shè)備向高精度、高壽命、高速、大功率方向發(fā)展，要求生產(chǎn)的連續(xù)性，自動化程度、可靠性程度不斷提高，為解決好機(jī)器設(shè)備的摩擦學(xué)問題創(chuàng)造了摩擦學(xué)設(shè)計(jì)，即應(yīng)用摩擦理論及實(shí)踐去解決好機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行維護(hù)等問題。進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的目的是要模擬實(shí)際的摩擦系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)摩擦磨損現(xiàn)象及其規(guī)律性，以便通過選定參數(shù)的測量分析考察的工作運(yùn)轉(zhuǎn)變量、潤滑變量和氣氛變量等對特定摩擦磨損系統(tǒng)摩擦元

6、素的影響。因此，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)就是要依據(jù)這種目的和既定的具體任務(wù)要求，構(gòu)思形成的基本系統(tǒng)。其工作運(yùn)轉(zhuǎn)變量一般要求在一定范圍內(nèi)可調(diào)，對于測試參數(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要選定。1.2摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)的要求和分類1.2.1摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)的技術(shù)要求摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)是進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)主要用于測試在不同速度、較小載荷條件下各種材料和潤滑劑的摩擦性能，然后進(jìn)行摩擦磨損機(jī)理的研究。設(shè)計(jì)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)機(jī)械部分首先應(yīng)滿足摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求，其次易于不同配副材料的更換和不同參數(shù)的調(diào)節(jié)。在此基礎(chǔ)之上還要求實(shí)驗(yàn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、機(jī)械震動小，以減小由于機(jī)械原因

7、產(chǎn)生的誤差。結(jié)合實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)采用球盤式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)體積小、機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)簡單、試件裝夾方便。實(shí)驗(yàn)所用上試件可利用滾動軸承的標(biāo)準(zhǔn)球體，這種球體價(jià)格低，可以直接在市場購買；實(shí)驗(yàn)所用下試件為圓盤，它對任何材料都可采用車削加工，加工成本低，便于不同材料的摩擦學(xué)性能測試，這是球盤式摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)的最大特點(diǎn)。1.2.2摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)的分類摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)的種類26很多，人們對其分類的方式也不相同，最有代表性的兩種是蘇聯(lián)N.B.Kparenbcknn的分類法和美國潤滑工程師協(xié)會的分類法。前者為了模擬摩擦面的破壞形式，便于查明各種影響因

8、素，將摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)分為8種類型，后者則是根據(jù)摩擦副的幾何形狀而將試驗(yàn)機(jī)分為12大類，以便于選