知識(shí)拓展：摩擦的作用及其和技術(shù)的關(guān)系

1、PAGE7摩擦的作用及其和技術(shù)的關(guān)系一、摩擦的作用（一）摩擦的有利作用1、傳動(dòng)作用，各種動(dòng)力機(jī)、驅(qū)動(dòng)軸，在很大程度上是依靠傳動(dòng)裝置（如皮帶、傳動(dòng)鏈、齒輪、蝸輪、蝸桿等）和各個(gè)聯(lián)動(dòng)部件之間的靜摩擦力，帶動(dòng)各種工作機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。傳送帶也是借助它與其上物體間的靜摩擦力，帶動(dòng)后者并傳送到預(yù)定地點(diǎn)。2、制動(dòng)作用，各種機(jī)械和交通工具乃至行人的減速和停止運(yùn)行，都是借助于摩擦作用。據(jù)此制成制動(dòng)器和離合器，后者主要用來(lái)接通或斷開(kāi)傳動(dòng)鏈兩軸之間的運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械的開(kāi)停、換向和變速等效能。3、阻尼作用，轉(zhuǎn)軸和軸承，常常由于發(fā)生油膜振蕩而造成損壞。對(duì)此，可以利用摩擦消耗能量、減小振幅的作用，制成各種阻尼器，以實(shí)現(xiàn)阻振。4、

2、升溫作用，微波爐利用微波透射被加熱的物品，使其分子發(fā)生低于微波頻率的幾十萬(wàn)赫茲的高頻振蕩。由于分子之間的摩擦產(chǎn)生大量的熱，而使該物品溫度劇烈升高。這種加熱方式?jīng)]有蒸汽、煙霧、油垢的污染，而且耗電少、效果好，例如它可使冰凍物品在幾分鐘內(nèi)解凍。（二）摩擦的有害作用1、損耗能量，由各種形式的能量所轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能，由于摩擦作用，將進(jìn)而轉(zhuǎn)化為熱能而耗散。據(jù)估計(jì)，世界上目前應(yīng)用的能源，約有1/3到1/2最終以各種方式表現(xiàn)為摩擦損失。2、引起磨損，磨損是一個(gè)固體在另一固體或介質(zhì)的摩擦力作用下所發(fā)生的表面材料損壞過(guò)程。它使機(jī)械效率降低，潤(rùn)滑油和功率的損耗增加，零件喪失精度乃至損壞，因而需要更換。主要由摩擦引起

3、的磨損有以下五種。（1）磨料磨損，無(wú)數(shù)硬材料小顆粒進(jìn)入軟材料摩擦副（即一對(duì)互相接觸而彼此摩擦的物體表面）中，使其沖擊的摩擦表面發(fā)生的磨損，稱為磨料磨損?；瑒?dòng)或滾動(dòng)的粒子幾乎不引起磨料磨損；只有對(duì)表面作用角度為80，120的粒子，才會(huì)引起磨料磨損。負(fù)荷及相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離也對(duì)磨料磨損有影響。為提高材料的耐磨料磨損性能，廣泛采用耐磨表面涂層和表面淬硬技術(shù)。（2）粘附磨損，摩擦副相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，其接觸點(diǎn)因相互剪切而產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫，使表面的氧化膜、氣體吸附膜等破裂而發(fā)生局部燒結(jié)，當(dāng)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，局部燒結(jié)點(diǎn)又破裂，這時(shí)發(fā)生的磨損稱為粘附磨損。粘附磨損產(chǎn)生的粒子是半球形碎片。清潔而沒(méi)有氧化的表面特別容易發(fā)生粘附磨損。

4、（3）微動(dòng)磨損，微動(dòng)磨損是某些摩擦元件在相對(duì)靜止條件下發(fā)生輕微的振滑現(xiàn)象所造成的表面磨損。它可以使許多天然的防護(hù)膜破裂。隨著每次振動(dòng)的發(fā)生，都會(huì)產(chǎn)生表面破裂，形成碎片，這些碎片又引起磨料磨損。微動(dòng)磨損產(chǎn)生的粒子是很薄的光潔度極高的金屬鱗片。防止微動(dòng)磨損的方法，其一是防止接觸面滑動(dòng)；其二是防止磨損產(chǎn)物碎片氧化；其三是減少聯(lián)結(jié)點(diǎn)的數(shù)目；其四是應(yīng)用各種不同的表面涂層消除微動(dòng)磨損。（4）疲勞磨損（點(diǎn)蝕），點(diǎn)蝕是由于摩擦副表面上剪切應(yīng)力最大的區(qū)域發(fā)生疲勞所導(dǎo)致的其上生成一些小凹點(diǎn)的效應(yīng)。它常常發(fā)生在表層以下的次表層。通過(guò)提高滾動(dòng)軸承油膜厚度，降低尖峰接觸應(yīng)力，改進(jìn)疲勞性能。以減弱點(diǎn)蝕。（5）剝層磨損，剝

5、層磨損是：由于表面產(chǎn)生錯(cuò)位，使次表層形成的裂縫在表面的剪切形變下相互聯(lián)結(jié)起來(lái)，從而表面發(fā)生很大的塑性形變。有潤(rùn)滑的金屬和其它塑性變形固體的滑動(dòng)磨損，主要產(chǎn)生片狀磨粒。形成磨粒取決于兩個(gè)因素：空隙的形成和裂縫的擴(kuò)大。結(jié)構(gòu)和韌性良好、抗拉強(qiáng)度中等的鋼一類的材料，空隙核心很容易生成，裂縫的擴(kuò)大起主要作用；抗拉強(qiáng)度很高的鋼和結(jié)構(gòu)韌性低的鋼，空隙核心很難生成，裂縫的擴(kuò)大卻十分容易，空隙核心的生成起主要作用。二、摩擦和技術(shù)的關(guān)系（一）摩擦和應(yīng)用技術(shù)1、潤(rùn)滑技術(shù)，摩擦和磨損分別是造成能量流失和材料損耗的主要原因。改善潤(rùn)滑技術(shù)，是減小摩擦和磨損從而節(jié)約能源和材料的主要途徑。礦物油脂的潤(rùn)滑效能終究有限，目前廣泛

6、發(fā)展其它潤(rùn)滑手段，主要有以下幾種。（1）合成潤(rùn)滑劑，如合成航空潤(rùn)滑油，在渦輪噴氣飛機(jī)上大量使用。（2）固體潤(rùn)滑劑，固體潤(rùn)滑劑的優(yōu)點(diǎn)是：可在極高的負(fù)載、極低的速度和無(wú)封閉、有塵土的環(huán)境中使用；使用溫度范圍較寬；長(zhǎng)時(shí)間放置不會(huì)形成不均勻的潤(rùn)滑膜；和環(huán)境介質(zhì)、溶劑、燃料、助燃劑不起反應(yīng)；具有比潤(rùn)滑脂優(yōu)越的真空性能和抗輻射能力等。（3）潤(rùn)滑劑添加劑，用以提高潤(rùn)滑劑質(zhì)量。磷化物是合成潤(rùn)滑劑的主要抗磨板壓添加劑，如三甲酚磷酸酯廣泛作為噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑劑的添加劑。2、表面技術(shù)，對(duì)金屬表面進(jìn)行物理和化學(xué)處理，以提高其耐磨性，如采用離子氮化、滲氮、滲硼、多元共滲以及陽(yáng)極加熱滲金屬（如鈮、釩），來(lái)增進(jìn)表面性能。八十

7、年代，又采用離子注入、離子噴鍍、離子沉積等現(xiàn)代技術(shù)，在廉價(jià)底層材料表面上作改性處理。（二）摩擦和測(cè)試技術(shù)通過(guò)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的診斷和監(jiān)測(cè)所得到的訊息，可以早期預(yù)報(bào)設(shè)備的完好程度和使用狀態(tài)，從而可以采取各種措施進(jìn)行維修、保養(yǎng)，避免設(shè)備突然發(fā)生故障或損壞，使之安全而經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)。和摩擦、磨損有關(guān)的測(cè)試技術(shù)，簡(jiǎn)介如下：1、物理性能測(cè)量，通過(guò)對(duì)設(shè)備上某些部件的物理性能和效應(yīng)指標(biāo)的測(cè)量，探知該部件的磨損狀況。如飛機(jī)主軸承磨損，可從振動(dòng)、溫升、沖擊、噪聲等測(cè)量中得到情報(bào)，密封件磨損，可從壓力降增大測(cè)知。2、光譜分析，通過(guò)從設(shè)備中抽出的少量潤(rùn)滑油里所含微量元素的光譜分析，精確地確定其含量，從而早期識(shí)別飛機(jī)、艦艇等設(shè)備的磨損狀況，預(yù)防事故的發(fā)生。3、鐵譜，鐵譜是七十年代出現(xiàn)的隔離與分析磨損顆粒和碎片的技術(shù)。將從設(shè)備里抽出的少量潤(rùn)滑油中隔離出來(lái)的磨損顆粒，按大小排列在透明基板上，制成鐵譜圖；然后在掃描電鏡下觀察磨粒的形態(tài)、尺寸，從而獲得表面磨損狀態(tài)的情報(bào)。例如，正常的摩擦磨損顆粒一般呈小片狀；切割或磨粒性磨損的磨粒呈螺旋狀、圈狀或曲線狀；滾動(dòng)接觸疲勞裂紋產(chǎn)生的磨粒呈球狀。又如，化合物組成的磨粒是由氧化或腐蝕環(huán)境造成的，它們?cè)谟猩庾饔孟嘛@示出不同