葛曉森

磨損的產(chǎn)生

在機器零件克服摩擦阻力而進行相對運動的過程中，不斷有微粒脫落，必然會出現(xiàn)磨損。機件的磨損主要表現(xiàn)為改變原來的尺寸和幾何形狀，質(zhì)量減輕，原來配合間隙加大，從而破壞了配合性質(zhì)。磨損的過程可分為初期磨損、穩(wěn)定磨損階段和加速磨損階段。

影響磨損的因素很多，如材料性能（包括材料的強度、硬度、彈性以及與其相對摩擦材料的相互粘附等）、工作條件（包括時間、負(fù)荷、速度、溫度、有無潤滑劑、潤滑狀態(tài)以及周圍介質(zhì)的作用）。

總之，磨損是隨摩擦而產(chǎn)生的。按照磨損破壞的機理，可分為粘著磨損、磨料磨損、腐蝕磨損、微動磨損、表面腐蝕磨損、沖擊磨損等。

以上可以看出，磨損來自摩擦，因此認(rèn)識摩擦很有必要。

按摩擦狀態(tài)可以分為：液體摩擦、干摩擦、邊界摩擦和混合摩擦。

1.液體摩擦（液體潤滑）

當(dāng)兩個相對滑動表面的最靠近部分被一定厚度的油膜所隔開，最小油膜厚度大于兩個表面粗糙度之和時，載荷通過油膜傳遞，工作的摩擦與兩滑動表面性質(zhì)無關(guān)而只決定于潤滑油膜的分子內(nèi)摩擦性質(zhì)，這種摩擦狀態(tài)叫液體摩擦?；瑒颖砻嫣幱谝后w摩擦狀態(tài)時，摩擦系數(shù)很小，沒有磨損，使用壽命長，是最理想的摩擦狀態(tài)。但要保證液體摩擦必須具備一定的條件：或是靠外壓以保證供給靜壓，或是在一定條件下建立液體動壓。

當(dāng)潤滑劑是氣體時則為氣體摩擦狀態(tài)。液體摩擦和氣體摩擦統(tǒng)稱為流體摩擦。

2.干摩擦

在兩個滑動表面之間沒有任何潤滑劑而直接靠表面?zhèn)鬟f載荷，當(dāng)發(fā)生相對運動時就產(chǎn)生了干摩擦。事實上，在機器中絕對的干摩擦是不存在的，因為空氣和水總是存在的。

3.邊界摩擦

在兩個滑動表面之間存在一層極薄的由吸附或化學(xué)反應(yīng)生成的潤滑膜，從而使摩擦狀態(tài)介于流體摩擦和干摩擦之間，這種狀態(tài)叫邊界摩擦狀態(tài)，潤滑膜成為邊界膜。邊界膜的厚度很薄，約為幾個分子到數(shù)千埃，邊界摩擦的性質(zhì)只取決于摩擦表面的性質(zhì)和邊界膜的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，而與潤滑的黏度無關(guān)。

潤滑油在固體表面上形成邊界膜的能力稱為油性。

邊界膜的摩擦學(xué)機理是很復(fù)雜的，但在實用中極為重要。由于任何固體表面微觀上總是高低不平的，因此兩個摩擦表面間全部處于邊界潤滑的狀態(tài)幾乎是不存在的。但是只要在摩擦表面間架有潤滑劑，即使在很大的載荷作用下，在看來似乎是金屬接觸的表面處，實際上一般總是存在著極薄的一層邊界膜，這就大大改善了運動副之間的摩擦作用。即使是精心設(shè)計的液體動壓潤滑軸承，在起動、停車或載荷劇烈變動時，也會有局部處于邊界摩擦狀態(tài)。因此，對邊界摩擦的研究是近代摩擦學(xué)的一個重要領(lǐng)域。

4.混合摩擦

當(dāng)摩擦表面間有潤滑油，但不足以保持液體摩擦?xí)r，就可能有部分接觸處是邊界摩擦，其余部分是液體摩擦；也可能在部分粗糙峰接觸處是干摩擦，而其余部分則為邊界摩擦或是液體摩擦。這些狀態(tài)統(tǒng)稱混合摩擦?；旌夏Σ猎跈C器中是很常見的。

在實際機器中，工作時的載荷、速度等參數(shù)往往是改變的，因此相對運動表面間的摩擦狀態(tài)也會隨這些工作參數(shù)的改變而從一種摩擦狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種摩擦狀態(tài)。

潤滑的原理

潤滑就是在兩個相互接觸的表面之間，通過一定方式強制地加入潤滑劑，使之形成一層具有一定承載能力的潤滑膜。這種潤滑膜既可以把相對摩擦的兩個表面隔開，又可以改變其摩擦狀態(tài)，即將直接接觸的“干”摩擦狀態(tài)變?yōu)闈櫥け∧?nèi)部分子之間的內(nèi)摩擦狀態(tài)。如果潤滑好，也會出現(xiàn)全液體摩擦狀態(tài)。

在摩擦面內(nèi)加入潤滑劑不僅可以降低摩擦，減輕磨損，保護零件不遭銹蝕，而且在采用循環(huán)潤滑時還能起到散熱降溫的作用。由于液體的不可壓縮性，潤滑油膜還具有緩沖吸震的能力。使用膏狀的潤滑脂，既可防止內(nèi)部潤滑劑的外泄，又可以阻止外部雜質(zhì)的侵入，避免加劇機件的磨損。

潤滑劑的分類及選用

機器中的潤滑劑大致可分為液體、半固體、固體和氣體4種。針對工廠的設(shè)備我們主要使用3種：潤滑油、半固體潤滑劑和固體潤滑劑。

1.潤滑油

在流體動壓軸承中，當(dāng)外載荷作用下，在兩個相對運動表面間仍能維持一定厚度的油膜而不被擠掉，重要的一個原因是潤滑油具有內(nèi)摩擦力。潤滑油的這種內(nèi)摩擦力性質(zhì)叫黏性，黏性只與潤滑油本身有關(guān)。每種潤滑油的黏性并不是固定不變的，而是隨溫度和壓強而變化。

其特點為流動性好，內(nèi)摩擦系數(shù)小，可用于高速機械，冷卻作用較好，更換潤滑油時，可不拆開機器。但它容易從箱體內(nèi)流出，故常須采用結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的密封裝置，且需經(jīng)常加油，如設(shè)備的齒輪變速箱等。

2.半固體潤滑劑（潤滑脂）

也稱黃油，是由潤滑油加稠化劑制成的一種油膏狀潤滑劑。根據(jù)稠化劑不同可制成各種潤滑脂。

由于潤滑脂較潤滑油稠，受溫度的影響不大和對載荷性質(zhì)、運動速度的變化等有較大的應(yīng)用范圍，因此常用在：不允許潤滑油滴落或漏出引起污染的地方，加、換油不方便的地方，不清潔而又不易密封的地方，特別適合低速、重載、間歇搖擺運動的機械。其缺點為：內(nèi)摩擦力大，起動阻力大，流動性和散熱性差，更換時需停機拆開機器。如電機的齒輪變速箱、軸承等。

3.固體潤滑劑

主要有二硫化鉬和石墨。它們可以在極高負(fù)荷、極低速度下工作，并且耐高溫，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，和環(huán)境介質(zhì)、溶劑、燃料不起反應(yīng)。特別適合在一些工作條件下無法加油的摩擦面。它對機械零件表面的附著力低，缺乏流動性，潤滑膜不易保護，但是它可以與潤滑脂組成復(fù)合潤滑脂。

當(dāng)然，潤滑方法也可分為：集中、分散、連續(xù)、間歇、壓力、無壓、循環(huán)、非循環(huán)潤滑等，根據(jù)不同的機械結(jié)構(gòu)原理，應(yīng)該靈活選擇不同的潤滑方法。

所以，從摩擦學(xué)的觀點來設(shè)計運動副，要力求使摩擦副工作在流體動壓潤滑狀態(tài)。從管理角度講，就是要通過有效的管理，使運動副保持良好潤滑狀態(tài)。這樣，就可以大大降低摩擦因數(shù)，改善設(shè)備的運轉(zhuǎn)性能，減少功能消耗，延長設(shè)備使用壽命，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本，消降或減少噪音污染，為企業(yè)提高經(jīng)濟效益創(chuàng)造良好的物質(zhì)條件。