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摩擦学| 1。摩擦学概论与需要“,
介绍了摩擦学
•摩擦学知识有助于提高相互作用的机器部件的使用寿命、安全性和可靠性;并产生可观的经济效益。一些例子:
1)例1:Cam
例1是凸轮表面的相关点蚀磨损(如图1所示)。凸轮用于在往复运动中传递旋转运动。这些部件在滑动距离上受到猛拉作用,导致凸轮表面出现凹坑。凸轮表面凹坑的产生增加了噪音污染,降低了机械性能。了解深坑的形成机理有助于评估构件的寿命,并找到减少深坑失效的方法。
例2:轴颈轴承
下图(图图2和图3)是两个滑动轴承的例子。左手边是中央槽发动机轴颈轴承的照片。看来轴承由于外来颗粒而磨损。右手边是一张照片的铝轴承承受沉重的负荷,这导致轴表面运行超过轴承内表面。在这些轴颈轴承的例子中,磨损增加了轴和轴承之间的间隙,并导致轴承的负载支持能力的降低。由于转速相对较低,在没有足够的润滑油流体动力膜厚度的情况下,这种故障经常发生。学习摩擦学培养理解速度低,油润滑的主要目的将倾向于低粘度和高粘度油石油,而石油在高速的主要目的是作为冷却剂和低粘度润滑剂是喜欢带走摩擦热的操作。这里润滑是次要的考虑因素。
3)例3:齿轮
齿轮齿面的凹坑如图4所示。凹坑通常是由于接触应力过大而产生的。了解接触应力的影响有助于发展一个估算角度齿轮寿命的方程。
流体膜轴承、滚动轴承、密封件、齿轮、凸轮和制动器的研究是需要摩擦学的一些应用。
通过摩擦学课程所学到的基础知识对电力、钢铁、水泥、石油等相关行业非常有用。把这些知识运用到从家用电器到大型船舶的各种问题中,可以获得巨大的经济效益。因此,摩擦学课程常被称为:“工业摩擦学”、“应用摩擦学”。
摩擦学作为课题的需求:
•摩擦、磨损和润滑已经在许多科学和工程课程的初级水平上被教授。这意味着经验推导的趋势(摩擦力与加载力成正比,静摩擦大于动摩擦,流体中的粘性摩擦与法向接触力成正比,等等)经常被用作唯一可用的预测工具。这些方法的缺点是只能对有限范围的参数进行预测。由于底层的物理机制还没有被很好地理解,人们往往甚至不知道哪些是重要的参数,或者观察到的趋势在什么范围内是有效的。这种较差的预测能力已经使摩擦学领域被许多科学领域所认识。
•大多数摩擦学现象本质上是复杂和相互联系的,因此有必要详细理解摩擦学的概念。
•整合多学科知识(固体力学、流体力学、材料科学、化学等)是必要的,因此需要一个单独的学科。
•固体力学:重点是由于滚动/滑动接触应力/变形和表面温度的表达式。
•流体力学:研究不同几何形状的滚动/滑动表面之间形成的润滑膜。
•材料科学:重点是原子和微观尺度的机制,固体表面退化或改变发生在相对运动。
•化学:处理润滑剂和固体表面之间的反应性。
•热力学:流体和粘结固体中的传热和传质。







