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摩擦与主要磨损形式 摩擦是一切相互接触物体表面在相对运动中必然产生的一种物理现象。发展到一定程度时，相对运动的表面就会出现摩损，影响使用寿命，发生故障。为了降低摩擦和减少磨损搞好机械润滑是必要的。 （一） 摩擦 众斯周知。一切物体的表面并非绝对光滑而总是粗糙不平的，于是，当它们相互接触并产生相对运动时，不平的沟纹就势必和互啮合、干涉、互碍着运动的继续，这种互碍运动的现象就叫摩擦，其相互接触的运动表面叫摩擦面，在摩擦面上产生的运动阻力就叫摩擦力。 1、摩擦的种类 一般按其相互接触表面的状态分为动摩擦和静摩擦。 动摩擦：接触表面在运动过程中的摩擦叫动摩擦， 静摩擦：接触表面由静止状态开始运动时的摩擦叫静摩擦。 实际中，按接触表面运动形式又把动摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦。例如、活塞在汽缸内的滑动时所产生的摩擦叫滑动摩擦，滚柱和滚珠在轴承内的滚动时所产生的摩擦叫滚动摩擦。 2、摩擦系数： 两摩擦面间产生摩擦力的大小直接与摩擦面的光洁度、硬度等性质和摩擦面所承受的外部负荷有密切关系。当其它条件相同时，光洁度越高，摩擦力越小，外部负荷越小，摩擦力也越小。摩擦力与负荷的比值，就叫摩擦系数，习惯用μ表示摩擦系数，F表示摩擦力，P表示外部负荷，其关系式为；μ=F/P 显然，摩擦力和负荷关系为： F=μ·P 由上述公式可以看到，当负荷一定时，摩擦系数μ值越大，所生的摩擦力F越大，摩擦就越严重，消耗在摩擦上的功率也越大。所以，我们总是以润滑手段将其摩擦系数值降低到最低度，以减小摩擦。比如：两相接触的钢摩擦面，当其表面光洁并涂有润滑剂时，其摩擦系数为0.3左右；当另加精制矿物油时，摩摩系数降至0.15或更低，当摩擦面间加有油性添加剂的矿物油时，其摩擦系数可降至。0.10～0.05 可见，搞好机械润滑，实质是降低摩擦系数值。 （二）磨损 两个相对运动的摩擦面上由于机械的或化学作用使材料从表面上所发生的损坏现象叫磨损。通常，在机械零件克服阻力作相对运动的过程中，必然会出现磨损。主要表现在机械零件原来的几何尺寸和形状的改变，配合间隙的加大等。 机械零件磨损的形式多种多样，与它所处的润滑状态、摩擦形式及材料本身的机械性能等有关，归结起来一般有五种磨损形式： 1、正常磨损：其摩擦付处于流体润滑状态，基本上没有金属直接相互接触，其磨粒直径甚小，值为100～10000A0“<A0＝1 x 10-3厘米），这是基本的磨损形式； 2、粘着磨损：其摩擦没面的油膜破裂，局部金属发生直接接触，产生瞬间高温，甚或个别点发生粘结，磨损急骤增加。比如：齿轮的胶合，檫伤均属于此类磨损。 3、磨粒磨损：其摩擦面间进入磨粒或尘埃，相当于在金属表面间加入了磨迹，于是磨损加快。这些磨粒可能从外介混入摩擦面上或润滑剂内，也可能是运动付受磨损后的产物，也可能是另件材料本身的硬点或铸件带去的砂粒等。 4、疲劳磨损：金属表面固存的微观裂纹，在循环应力和“油楔”的作用下，逐渐扩大，以至最后发生疲劳剥落而造成磨损，比如：点蚀就是这种形式磨损； 5、腐蚀磨损：金属表面氧化变成松软多孔易于脱落，失去耐磨强度。金属加工微信，内容不错，值得关注。 （三）润滑 所谓润滑，通俗地讲，就是加油。比如：在轴承与轴之间加入一些润滑油，以防止它们在工作中受磨损，这种把具有润滑性能的物质加到摩擦面上，降低摩擦系数，减小磨损的过程就是润滑。 1、润滑剂及其作用： 一切能牢固吸附在摩擦面上并形成润滑膜的物质都统称润滑剂。它形成的润滑膜与摩擦表面结合力很强，而其本身分子间的摩擦系数却很小。润滑剂的主要作用如下： （1）降低摩擦：两个机件的靡擦表面加入润剂，形成润滑膜，隔开了摩擦表面，使机件之间的表面摩擦变成润滑剂本身分子之间的摩擦。自然，摩擦系数显着降低，摩擦力减小，降低了摩擦， （2）减少磨损：当摩擦面间有油膜形成之后，避免金属直接接触，从而减少磨粒磨损、粘着磨损、表面锈蚀等造成的磨损。 （3）冷却摩擦面，润滑剂本身可以吸热，传热和散热，所以加人润滑剂之后，能降低摩擦热造成的温度。 （4）密封作用。润滑剂（尤其是脂类）、对某些开式润滑形成密封有特殊意义，能防止水份或杂质进入。 2、润滑膜及润滑分类： 一般按润滑剂的状态把润滑膜分成两种：一种是嵌入式的固状膜，由固体润滑（如石墨：一硫化钼）形成的，另一种是吸附式的液状膜由液体润滑剂（如各种油脂类）形成的，常说的油膜就是液态膜。油膜是由许多层的油分子构成。 实际中，因为油膜在摩擦面上的分布状态不同，把润滑分为个三状态： （1）流体润滑：油膜除了吸附在摩擦面上的薄膜外，还有相当厚度的油膜在机件工作时自由流动，填平了摩擦面上的沟纹，使固体摩擦完全变为液体分子之间的摩擦。这种润滑状态就叫流体润滑。 （2）边介润滑：摩擦面上仅存一薄层油膜。其摩擦是两层油膜之间的摩擦，这种状况叫边介润滑。自然，因为油膜很薄，仅有0.1～0.4μ厚度。一旦摩擦面上负荷过大，或机件运动速度改变时，其油膜会遭受破坏，引起金属表面直接摩擦。 （3）混合润滑：在流体润滑情况下，部分油膜遭到破坏之后，金属表面直接摩擦，这样，机件的金属表面既有流体润滑，又有边介润滑，还有局部区域的金属摩擦。这种润滑状态叫混合润滑。 3、对润滑剂的要求及选用： 目前的润滑剂基本可分为矿物润滑油、脂；合成润滑油、脂；动植物润滑油、脂和固体润滑剂及润滑添加剂等。其中以矿物油、脂成本低廉，产量大，比较稳定等，因此广泛被应用。 1）对润滑剂的要求有： （1）较低的摩擦系数。以减低摩擦阻力和动力消耗，降低磨损速度，提高设备的使用寿命。 （2）较好的润滑性（粘附性或油性）。。润滑性好的润滑油能在摩擦面上形成牢固的油膜，保证摩擦面间的润滑。 （3）适当的粘度。（也叫内聚力）。粘度合适，以便在摩擦面间结聚成“油楔”抵抗较大的外部负荷而不致被挤出。 （4）对金属无腐蚀作用。 （5）氧化安定性要好，使其在长期工作与储存中不易氧化变质。 （6）质量要纯活，所含水份和杂质不能超过规定要求。 （7）适应性要强。以便使用在各种复杂的条件下不变质。 当然，以上的要求就一般而论的。实际中由于各类机械设备结构和工作条件等差别很大，所以有不同的特殊要求，为了充分发挥机械设备的效能，延长使用寿命，保证设备正常运行关键在于按使用子条件合理选择润滑剂。通常应考虑以下因素： 2）工作规范 （1）运动速度：一般运动速度越高，易于形成 “油楔”所以选油的粘度要较小，以保证形成足够的油膜。反之，运动速度低并且负荷较大应该选用粘度较低的润滑油。 （2）运动负荷：外部负荷越大，润滑油的粘度应越大，反之，粘度应越小。 （3）运动状态：机械运动冲击太大，间断性强的状态，其油膜易于破坏，应选粘度较大的润滑油。金属加工微信，内容不错，值得关注。 3）工作温度： （1）高温下工作应选用拈度较大、闪点较高及氧化安定性好的润滑油。 （2）低温下工作应选用粘度较小、凝固点较低的润滑油。 （3）温度升降变化大的条件下选择粘温性好的润滑油。 4）周围环境： （1）工作环境潮湿或与水接触较多的条件下选用抗乳化能力较强、油性（润滑性）、防锈性较好的润滑油。 （2）工作环境尘屑较多，密封又困难的设备，要选用润滑脂以起到一定隔离防尘的作用。 5）摩擦付的间隙、光洁度与相对位置： （1）摩擦付间隙越小，应选较低粘度润滑油。 （2）摩擦面光洁度越高，应选较低粘度的润滑油，反之，要选较高粘度的润滑油。 （3）垂直滑动面，外露齿轮、丝杠、链条、钢丝等宜选用粘度较大的润滑油或小针人度的润滑脂，以减少流失，保证润滑。 总之，选用润滑剂时应综合考虑各方面的因素和实际情况，不能机械地搬用。否则，直接影响有效的润滑。 |
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