摩擦與主要磨損形式

　　摩擦是一切相互接觸物體表面在相對運動中必然產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象。發(fā)展到一定程度時，相對運動的表面就會出現(xiàn)摩損，影響使用壽命，發(fā)生故障。為了降低摩擦和減少磨損搞好機械潤滑是必要的。

（一） 摩擦

　　眾斯周知。一切物體的表面并非絕對光滑而總是粗糙不平的，于是，當它們相互接觸并產(chǎn)生相對運動時，不平的溝紋就勢必和互嚙合、干涉、互礙著運動的繼續(xù)，這種互礙運動的現(xiàn)象就叫摩擦，其相互接觸的運動表面叫摩擦面，在摩擦面上產(chǎn)生的運動阻力就叫摩擦力。

1、摩擦的種類

　　一般按其相互接觸表面的狀態(tài)分為動摩擦和靜摩擦。

　　動摩擦：接觸表面在運動過程中的摩擦叫動摩擦，

　　靜摩擦：接觸表面由靜止狀態(tài)開始運動時的摩擦叫靜摩擦。

　　實際中，按接觸表面運動形式又把動摩擦分為滑動摩擦和滾動摩擦。例如、活塞在汽缸內(nèi)的滑動時所產(chǎn)生的摩擦叫滑動摩擦，滾柱和滾珠在軸承內(nèi)的滾動時所產(chǎn)生的摩擦叫滾動摩擦。

2、摩擦系數(shù)：

　　兩摩擦面間產(chǎn)生摩擦力的大小直接與摩擦面的光潔度、硬度等性質(zhì)和摩擦面所承受的外部負荷有密切關(guān)系。當其它條件相同時，光潔度越高，摩擦力越小，外部負荷越小，摩擦力也越小。摩擦力與負荷的比值，就叫摩擦系數(shù)，習慣用μ表示摩擦系數(shù)，F(xiàn)表示摩擦力，P表示外部負荷，其關(guān)系式為；μ=F/P

　　顯然，摩擦力和負荷關(guān)系為： F=μ·P

　　由上述公式可以看到，當負荷一定時，摩擦系數(shù)μ值越大，所生的摩擦力F越大，摩擦就越嚴重，消耗在摩擦上的功率也越大。所以，我們總是以潤滑手段將其摩擦系數(shù)值降低到最低度，以減小摩擦。比如：兩相接觸的鋼摩擦面，當其表面光潔并涂有潤滑劑時，其摩擦系數(shù)為0.3左右；當另加精制礦物油時，摩摩系數(shù)降至0.15或更低，當摩擦面間加有油性添加劑的礦物油時，其摩擦系數(shù)可降至。0.10～0.05 可見，搞好機械潤滑，實質(zhì)是降低摩擦系數(shù)值。

（二）磨損

　　兩個相對運動的摩擦面上由于機械的或化學作用使材料從表面上所發(fā)生的損壞現(xiàn)象叫磨損。通常，在機械零件克服阻力作相對運動的過程中，必然會出現(xiàn)磨損。主要表現(xiàn)在機械零件原來的幾何尺寸和形狀的改變，配合間隙的加大等。

　　機械零件磨損的形式多種多樣，與它所處的潤滑狀態(tài)、摩擦形式及材料本身的機械性能等有關(guān)，歸結(jié)起來一般有五種磨損形式：

　　1、正常磨損：其摩擦付處于流體潤滑狀態(tài)，基本上沒有金屬直接相互接觸，其磨粒直徑甚小，值為100～10000A0“<A0＝1 x 10-3厘米），這是基本的磨損形式；

　　2、粘著磨損：其摩擦沒面的油膜破裂，局部金屬發(fā)生直接接觸，產(chǎn)生瞬間高溫，甚或個別點發(fā)生粘結(jié)，磨損急驟增加。比如：齒輪的膠合，檫傷均屬于此類磨損。

　　3、磨粒磨損：其摩擦面間進入磨粒或塵埃，相當于在金屬表面間加入了磨跡，于是磨損加快。這些磨?？赡軓耐饨榛烊肽Σ撩嫔匣驖櫥瑒﹥?nèi)，也可能是運動付受磨損后的產(chǎn)物，也可能是另件材料本身的硬點或鑄件帶去的砂粒等。

　　4、疲勞磨損：金屬表面固存的微觀裂紋，在循環(huán)應力和“油楔”的作用下，逐漸擴大，以至最后發(fā)生疲勞剝落而造成磨損，比如：點蝕就是這種形式磨損；

　　5、腐蝕磨損：金屬表面氧化變成松軟多孔易于脫落，失去耐磨強度。金屬加工微信，內(nèi)容不錯，值得關(guān)注。

（三）潤滑

　　所謂潤滑，通俗地講，就是加油。比如：在軸承與軸之間加入一些潤滑油，以防止它們在工作中受磨損，這種把具有潤滑性能的物質(zhì)加到摩擦面上，降低摩擦系數(shù)，減小磨損的過程就是潤滑。

1、潤滑劑及其作用：

　　一切能牢固吸附在摩擦面上并形成潤滑膜的物質(zhì)都統(tǒng)稱潤滑劑。它形成的潤滑膜與摩擦表面結(jié)合力很強，而其本身分子間的摩擦系數(shù)卻很小。潤滑劑的主要作用如下：

　　（1）降低摩擦：兩個機件的靡擦表面加入潤劑，形成潤滑膜，隔開了摩擦表面，使機件之間的表面摩擦變成潤滑劑本身分子之間的摩擦。自然，摩擦系數(shù)顯著降低，摩擦力減小，降低了摩擦，

　　（2）減少磨損：當摩擦面間有油膜形成之后，避免金屬直接接觸，從而減少磨粒磨損、粘著磨損、表面銹蝕等造成的磨損。

　?。?）冷卻摩擦面，潤滑劑本身可以吸熱，傳熱和散熱，所以加人潤滑劑之后，能降低摩擦熱造成的溫度。

　?。?）密封作用。潤滑劑（尤其是脂類）、對某些開式潤滑形成密封有特殊意義，能防止水份或雜質(zhì)進入。

2、潤滑膜及潤滑分類：

　　一般按潤滑劑的狀態(tài)把潤滑膜分成兩種：一種是嵌入式的固狀膜，由固體潤滑（如石墨：一硫化鉬）形成的，另一種是吸附式的液狀膜由液體潤滑劑（如各種油脂類）形成的，常說的油膜就是液態(tài)膜。油膜是由許多層的油分子構(gòu)成。

　　實際中，因為油膜在摩擦面上的分布狀態(tài)不同，把潤滑分為個三狀態(tài)：

　　（1）流體潤滑：油膜除了吸附在摩擦面上的薄膜外，還有相當厚度的油膜在機件工作時自由流動，填平了摩擦面上的溝紋，使固體摩擦完全變?yōu)橐后w分子之間的摩擦。這種潤滑狀態(tài)就叫流體潤滑。

　?。?）邊介潤滑：摩擦面上僅存一薄層油膜。其摩擦是兩層油膜之間的摩擦，這種狀況叫邊介潤滑。自然，因為油膜很薄，僅有0.1～0.4μ厚度。一旦摩擦面上負荷過大，或機件運動速度改變時，其油膜會遭受破壞，引起金屬表面直接摩擦。

　　（3）混合潤滑：在流體潤滑情況下，部分油膜遭到破壞之后，金屬表面直接摩擦，這樣，機件的金屬表面既有流體潤滑，又有邊介潤滑，還有局部區(qū)域的金屬摩擦。這種潤滑狀態(tài)叫混合潤滑。

3、對潤滑劑的要求及選用：

　　目前的潤滑劑基本可分為礦物潤滑油、脂；合成潤滑油、脂；動植物潤滑油、脂和固體潤滑劑及潤滑添加劑等。其中以礦物油、脂成本低廉，產(chǎn)量大，比較穩(wěn)定等，因此廣泛被應用。

　　1）對潤滑劑的要求有：

　?。?）較低的摩擦系數(shù)。以減低摩擦阻力和動力消耗，降低磨損速度，提高設(shè)備的使用壽命。

　?。?）較好的潤滑性（粘附性或油性）。。潤滑性好的潤滑油能在摩擦面上形成牢固的油膜，保證摩擦面間的潤滑。

　?。?）適當?shù)恼扯?。（也叫?nèi)聚力）。粘度合適，以便在摩擦面間結(jié)聚成“油楔”抵抗較大的外部負荷而不致被擠出。

　?。?）對金屬無腐蝕作用。

　?。?）氧化安定性要好，使其在長期工作與儲存中不易氧化變質(zhì)。

　　（6）質(zhì)量要純活，所含水份和雜質(zhì)不能超過規(guī)定要求。

　?。?）適應性要強。以便使用在各種復雜的條件下不變質(zhì)。

　　當然，以上的要求就一般而論的。實際中由于各類機械設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作條件等差別很大，所以有不同的特殊要求，為了充分發(fā)揮機械設(shè)備的效能，延長使用壽命，保證設(shè)備正常運行關(guān)鍵在于按使用子條件合理選擇潤滑劑。通常應考慮以下因素：

　　2）工作規(guī)范

　?。?）運動速度：一般運動速度越高，易于形成 “油楔”所以選油的粘度要較小，以保證形成足夠的油膜。反之，運動速度低并且負荷較大應該選用粘度較低的潤滑油。

　?。?）運動負荷：外部負荷越大，潤滑油的粘度應越大，反之，粘度應越小。

　?。?）運動狀態(tài)：機械運動沖擊太大，間斷性強的狀態(tài)，其油膜易于破壞，應選粘度較大的潤滑油。金屬加工微信，內(nèi)容不錯，值得關(guān)注。

　　3）工作溫度：

　?。?）高溫下工作應選用拈度較大、閃點較高及氧化安定性好的潤滑油。

　　（2）低溫下工作應選用粘度較小、凝固點較低的潤滑油。

　?。?）溫度升降變化大的條件下選擇粘溫性好的潤滑油。

　　4）周圍環(huán)境：

　?。?）工作環(huán)境潮濕或與水接觸較多的條件下選用抗乳化能力較強、油性（潤滑性）、防銹性較好的潤滑油。

　　（2）工作環(huán)境塵屑較多，密封又困難的設(shè)備，要選用潤滑脂以起到一定隔離防塵的作用。

　　5）摩擦付的間隙、光潔度與相對位置：

　　（1）摩擦付間隙越小，應選較低粘度潤滑油。

　?。?）摩擦面光潔度越高，應選較低粘度的潤滑油，反之，要選較高粘度的潤滑油。

　?。?）垂直滑動面，外露齒輪、絲杠、鏈條、鋼絲等宜選用粘度較大的潤滑油或小針人度的潤滑脂，以減少流失，保證潤滑。

　　總之，選用潤滑劑時應綜合考慮各方面的因素和實際情況，不能機械地搬用。否則，直接影響有效的潤滑。