摩擦、磨損簡介

2024年2月23日發(作者：薏仁米的食用方法)

摩擦、磨損簡介

磨損

基本概念

磨損是零部件失效的一種基本類型。通常意義上來講，磨損是指零部件幾何尺寸（體積）變小。 零部件失去原有設計所規定的功能稱為失效。失效包括完全喪失原定功能；功能降低和有嚴重損傷或隱患，繼續使用會失去可靠性及安全性和安全性。

1、磨損的分類:

按照表面破壞機理特征，磨損可以分為磨料磨損、粘著磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損和微動磨損等。前三種是磨損的基本類型，后兩種只在某些特定條件下才會發生。 磨料磨損：物體表面與硬質顆粒或硬質凸出物（包括硬金屬）相互摩擦引起表面材料損失。 粘著磨損：摩擦副相對運動時，由于固相焊合作用的結果，造成接觸面金屬損耗。 表面疲勞磨損：兩接觸表面在交變接觸壓應力的作用下，材料表面因疲勞而產生物質損失。 腐蝕磨損：零件表面在摩擦的過程中，表面金屬與周圍介質發生化學或電化學反應，因而出現的物質損失。 微動磨

損：兩接觸表面間沒有宏觀相對運動，但在外界變動負荷影響下，有小振幅的相對振動（小于100μm），此時接觸表面間產生大量的微小氧化物磨損粉末，因此造成的磨損稱為微動磨損

2、表征材料磨損性能的參量

為了反映零件的磨損，常常需要用一些參量來表征材料的磨損性能。常用的參量有以下幾種：

(1)磨損量 由于磨損引起的材料損失量稱為磨損量，它可通過測量長度、體積或質量的變化而得到，并相應稱它們為線磨損量、體積磨損量和質量磨損量。

(2)磨損率 以單位時間內材料的磨損量表示，即磨損率I=dV /dt (V為磨損量,t為時間）。

(3)磨損度 以單位滑移距離內材料的磨損量來表示，即磨損度E=dV/dL (L為滑移距離）。

(4)耐磨性 指材料抵抗磨損的性能，它以規定摩擦條件下的磨損率或磨損度的倒數來表示，即耐磨性=dt/dV或dL/dV。

(5)相對耐磨性 指在同樣條件下，兩種材料（通常其中一種是Pb-Sn合金標準試樣）的耐磨

性之比值，即相對耐磨性εw=ε試樣/ε標樣。

摩擦

基本概念

當物體與另一物體沿接觸面的

切線方向運動或有相對運動的

摩擦

趨勢時，在兩物體的接觸面之間有阻礙它們相對運動的作用力，這種力叫摩擦力。接觸面之間的這種現象或特性叫“摩擦”。摩擦有利也有害，但在多數情況下是不利的，例如，機器運轉時的摩擦，造成能量的無益損耗和機器壽命的縮短，并降低了機械效率。因此常用各種方法減少摩擦，如在機器中加潤滑油等。但摩擦又是不可缺少的，例如，人的行走，汽車的行駛都必須依靠地面與腳和車輪的摩擦。在泥濘的道路上，因摩擦太小走路就很困難，且易滑倒，汽車的車輪也會出現空轉，即車輪轉動而車廂并不前進。所以，在某些情況下又必須設法增大摩擦，如在太滑的路上撒上一些爐灰或沙土，車輪上加掛防滑鏈等。 3．（個人或黨派團體間）因彼此厲害矛盾而引起的沖突。 || 也作磨擦。

摩擦種類

摩擦的類別很多，按摩擦副的運動形式摩擦分為滑動摩擦和滾動摩擦，前者是兩相互接觸物體有相對滑動或有相對滑動趨勢時的摩擦，后者

是兩相互接觸物體有相對滾動或有相對滾動趨勢時的摩擦； 按摩擦副的運動狀態摩擦分為靜摩擦和動摩擦，前者是相互接觸的兩物體有相對運動趨勢并處于靜止臨界狀態時的摩擦，后者是相互接觸的兩物體越過靜止臨界狀態而發生相對運動時的摩擦；

按摩擦表面的潤滑狀態，摩擦可分為干摩擦、邊界摩擦和流體摩擦。

摩擦又可分為外摩擦和內摩擦。

外摩擦是指兩物體表面作相對運動時的摩擦；內摩擦是指物體內部分子間的摩擦。干摩擦和邊界摩擦屬外摩擦，流體摩擦屬內摩擦。

干摩擦 摩擦副表面直接接觸，沒有潤滑劑存在時的摩擦。

常用庫侖摩擦定律表達摩擦表面間的滑動摩擦力F、法向力N和摩擦系數f間的關系：f=F/N。鋼對鋼的f值在大氣中約為 0.15～0.20，潔凈表面可達0.7～0.8。根據英國的F.P.鮑登等人的研究，極為潔凈的金屬（表面上的氣體用加熱、電子轟擊等方法排除）在高真空度的實驗條件下，表面接觸處被咬死，f值可高達100。這種極為潔凈的金屬表面一旦與大氣相接觸便立

即被污染或氧化，從而使f值顯著下降。

靜摩擦的測定方法有傾斜法和牽引法。①傾斜法：把重力為N的欲測物體放在對偶材料的斜面上，逐漸增加斜面的傾角，測得物體開始滑動時的傾角 θ(摩擦角)，由此求得摩擦系數f=tgθ。②牽引法：把重力為N 的欲測物體放在對偶材料的平面上，以力P牽引，物體開始滑動時的力F就是最大的靜摩擦力（此時F=P），由此求得摩擦系數f=F/N。接觸面粗糙程度決定摩擦力大小

動摩擦可在各類型試驗機上（如往復式摩擦磨損試驗機、旋轉圓盤-銷式摩擦磨損試驗機和四球式摩擦試驗機）測定，為此在試驗機上裝設測定摩擦力或摩擦力矩的機構，先測出摩擦力，

而后換算出摩擦系數。常見的測量方法有杠桿法、彈簧法和電測法等。測定時需要確保清潔，否則會影響所測的摩擦力。

邊界摩擦和流體摩擦 邊界潤滑狀態下的摩擦稱為邊界摩擦。邊界摩擦系數低于干摩擦系數。邊界摩擦狀態下的摩擦系數只取決于摩擦界面的性質和邊界膜的結構形式，而與潤滑劑的粘度無關。流體潤滑狀態下的摩擦稱為流體摩擦。這種摩擦是流體粘性引起的。其摩擦系數較干摩擦和邊界摩擦為低。