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摩擦现象及分类

【摘要】:摩擦是造成能量损失的主要原因,磨损是摩擦的必然结果。对于外摩擦,根据摩擦副的运动状态,可将其分为静摩擦和动摩擦;根据摩擦副的运动形式,可将其分为滑动摩擦和滚动摩擦; 根据摩擦副的表面摩擦状态 ,又可将其分为干摩擦、边界摩擦、流体摩擦 和混合摩擦 。

摩擦是造成能量损失的主要原因,磨损是摩擦的必然结果。在失效的机械零件中,大约有80%是由于各种形式的磨损造成的。

在外力作用下,相互接触的两个物体做相对运动或有相对运动的趋势时,其接触表面上就会产生抵抗滑动的阻力,这一现象叫做摩擦,这时所产生的阻力叫做摩擦力。摩擦可分为两大类:一类是发生在物质内部,阻碍分子间相对运动的内摩擦;另一类是在物体接触表面上产生的阻碍其相对运动的外摩擦。对于外摩擦,根据摩擦副的运动状态,可将其分为静摩擦和动摩擦;根据摩擦副的运动形式,可将其分为滑动摩擦和滚动摩擦; 根据摩擦副的表面摩擦状态( 或称润滑状态) ,又可将其分为干摩擦、边界摩擦( 边界润滑)、流体摩擦( 流体润滑) 和混合摩擦( 混合润滑) 。

1.干摩擦 干摩擦是指表面间没有任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。在机械工程中,通常将两接触表面没有人为引入润滑剂的摩擦当作干摩擦。干摩擦时,摩擦阻力最大,金属间的干摩擦系数f=0.3 ~1.5。

2.边界摩擦( 边界润滑) 边界摩擦是指两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开,其摩擦性质与流体的黏度无关,只与边界膜和表面的吸附性质有关。边界膜极薄,不能避免金属间的直接接触,这时仍有摩擦力产生,其摩擦系数f=0.1 ~0.5。

3.流体摩擦( 流体润滑) 当摩擦表面间的润滑膜厚度大到足以将两个表面完全隔开,即形成了完全的流体摩擦。这时,摩擦只发生在流体内部的分子之间,所以摩擦系数极小,f =0.001 ~0.008,而且不会有磨损产生,是理想的摩擦状态。

4.混合摩擦( 混合润滑) 当摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态时称为混合摩擦。在一定条件下,混合摩擦能有效地降低摩擦阻力,其摩擦系数要比边界摩擦时小得多,f=0.01 ~0.08,但因仍有金属的直接接触,所以不可避免地仍有磨损存在。