参考文献

文献综述 题    目   台式往复滑动磨损  试验机设计      学生姓名      摩擦学及其研究 1．前言 磨损是由摩擦引起的，在日常生活和国民经济的各个领域中普遍存在的现象，像冶金矿山、建材工业、电力工业、机械工业、农业机械、国防工业以及航空、航天等等，处处存在摩擦，处处都有磨损。材料磨损是两个以上的物体摩擦表面在法向力的作用下，相对运动及有关介质、温度环境的作用使其发生形状、尺寸、组织和性能变化的过程。磨损是造成机零件失效的主要原因之一，对机械零件的寿命、可靠性有极大的影响。磨损是摩擦的结果，长期以来，人们对摩擦的研究较多，对摩擦的理解和理论研究也较透彻，而对磨损的理解和研究还远远不够。磨损虽然是普遍存在的现象，但其种类繁多，相互之间的关系十分复杂。 从磨损的特征与结果分析，任何一种磨损都发生在物体的工作表面上，但不仅物体表面宏观发生变化，而且物体微观组织结构及其性能也会发生变化，同时会产生一定数量的磨损产物，像机床的导轨、各种齿轮、拖拉机履带板、球磨机的磨球与衬板等等。在运动中都产生磨损，造成材料损耗，浪费能源，导致机械零件失效，甚至造成重大事故和经济损失[1]。 2．摩擦学发展简史 人类在史前时代就曾对摩擦的两个方面——摩擦和润滑产生兴趣、并得到成功应用。其一是摩擦生热现象，即钻木取火的应用；其二是物体运输过程中通过润滑可以减小摩擦阻力[2]。古埃及4000前建造的金字塔大都是由巨石堆砌而成的，在当时还没有理想的工程机械的情况下，完美地完成那样大型的工程，使生活在今天的人们都为之震惊。在一幅保存完好的浮雕图上，描绘着用滚筒和滑板搬运巨石和塑像的情景：172名奴隶正沿着木头轨道拖运一座质量约为6万kg的巨型塑像，一个人站在滑板前端，正向滑板与滑道之间倾倒润滑剂以减少搬运的阻力。这无疑是对润滑技术的最早应用范例。我国古代著名诗集《诗经》里也有“载脂载辖，还车畜迈”的诗句。意即“把油脂涂在车轴亡，就可使车轮快速行进”，证明我至少在2500年以前已经有了润滑的初步应用。此外，车轮的发明使物体运动从滑动摩擦变为滚动摩擦，从而大大降低运动阻力，这大概也有5000来年的历史[3]。 然而，对物体运动和摩擦现象的科学研究，则远比上述早期的应用晚得多。对于摩擦现象的研究开始于15世纪意大利文艺复兴时期，L．da．vinci (1452——1519)曾用大理石做实验，得出以下的结论：两光滑平面间的摩擦，当物体刚要开始滑动时，摩擦力为其重量的1/4。这是最早确立的摩擦力与法向压力成正比(或摩擦系数)这个概念。 对于光滑的固体表面，摩擦系数为0．25，即使在今天也是一个大体正确的数值。17世纪末18世纪初，正处于英国工业革命和法国资产阶级大革命时期，由于他们的工业和制造业得到了发展，因而摩擦的研究得到了重视。这时，法国的阿蒙顿和库伦在大量实验基础上建立了古典摩擦定律。 第二次世界大战后，机械工程向高速、重载以及高温发展。在这一时期中，高副接触(如齿轮、滚动轴承等)的润滑问题，具有很大的实际意义，其摩擦表面间的接触应力高达几万个大气压，金属几何形状及润滑油的粘度都发生较大变化，因此，不能简单地应用雷诺方程求解。1949年苏联格鲁宾把弹性理论和润滑理论结合起来，分析了弹性接触区油膜压力分布问题，提出了弹性液体动力润滑理论。到20世纪50年代未，英国D．Dowson和黑金森通过电子计算机求得了大量数值解，得到精确计算油膜厚度的公式，并为实验所证实，将弹性理论的研究引向高潮。同时，在此期间，边界润滑、静压润滑、润滑剂等方面的研究也得到了很大进展。 1966年英国H．P．Jost在《润滑的教育与研究现状及工业需求的调查报告》中首先正式提出摩擦学这个概念，将其定义为“研究相互接触、相对运功表面的科学及相关技术，包括研究摩擦、磨损与润滑”，并建议用英语Tribology来表示，英国和一些先进的工业国家随后相继采用这个新词，进而形成了一门独立的学科——摩擦学(Tribology)[4]。 从此，摩擦学研究受到各国的高度重视，并在国际范围内得到有力的推动，使原来分散在各个领域从事这方面工作的人员都集合在摩擦学的旗帜下，形成一支包括许多专业研究人员的庞大队伍。1973年在伦敦举行了第一届欧洲摩擦学会议，并成立了国际摩擦学会。此后，国际性的摩擦学会议相继召开，以摩擦学命名的杂志刊物大量涌现，摩擦学方面的研究成果及 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 每年数以万计，使摩擦学得到了蓬勃发展。 我国的摩擦学研究起步较晚。1962年中国科学院组织在兰州召开了第一次全国摩擦磨损润滑工作报告会，1979年成立了全国摩擦学会，之后又开展了不少的国际性和全国性的学术活动，同时创办了《摩擦学学报》、《密封与润滑》等专业刊物，并发表了许多的论文和取得了许多研究成果。现在全国许多高等院校、科研单位和企业已建立了摩擦学研究所或专业研究室，进行教学培训和科研工作，并取得了一系列科研成果，解决了许多生产实践中的难题，摩擦学在我国得到了迅速发展。 3．摩擦学研究现状与发展趋势 3.1 摩擦与磨损研究方面 在摩擦与磨损研究方面，采用原子力显微镜(AM)和摩擦力显微镜(FFM)等先进仪器设备，观测相对运动的固体表面原子间的作用力以研究摩擦的起因；研究了在高真空条件下，粘着和摩擦的化学效应；研究了磁流体、磁粉和磁力空气摩擦理论、技术及产品；已开发出利用电压控制摩擦力以减少机械摩擦的新技术，即电控摩擦技术。用磨损图对材料分类取得了进展，在钢铁材料磨损图的基础上，已建立了切削刀具材科、铅合金、陶瓷、铝---石墨复合材科、聚四氟乙烯等多种材料以及耐磨镀层零件的磨损图[5]。 在摩擦学热效应研究方面探索得到了闪温的测量与预测的方法，建立了接触表面温度与平均温度之间的关系。 在摩擦学材料方面，已开发出应用于高温的单片陶瓷。填充(干润滑剂)的高分子材料和高分子金属复合材料，以及可在高速重载条件下工作的自润滑轴承材料和在汽车及飞机中应用的性能好、寿命长的刹车材料，并研究了这些材料的摩擦学特性及摩擦学应用。 3.2 润滑方面 在润滑方面，研究了牛顿流体和非牛顿流体中光滑表面具有不同尺寸比的线接触和电接触的弹性流体动压润滑，并且对微弹流有了更深入的了解，从而可判断在圈流体膜和边界膜润滑之间的混合区实现润滑的可行性。此外，还研究了磁存储器中非常薄的空气膜的流体动压润滑的机理[6]。 随着计算机数值分析技术的发展，采用数据处理多重网格技术，使各种制造方法形成的各种固体表面模式可作为计算的输入数据，从而改善了对粗糙表面润滑技术的突起特性的预测方法，并深化了表面形貌对润滑有效性影响的认识。 采用扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜和超薄膜干涉仪等先进仪器设备对边界润滑和边界膜进行了原位研究，揭示了几种不向的机理，他们都涉及到在边界润滑小起作用的油性膜。研制了润滑剂、涂层和自润滑材料产牛选择性转移的“零磨损”效应的各类添加剂，并研究了它们的摩擦学特性。 3.3 表面工程方面 在表面工程方面，应用表面涂层技术，尤其是应用物理气相沉积、化学气相沉积和离子注入技术都已获得明显的减摩和耐磨效果[7]。目前已经开发了金刚石膜和类金刚石碳膜涂层(DLC涂层)、应用减摩的Pb—SN—Cu三元涂层，激光处理、摩擦化学处理、热化学处理和等离子喷涂技术。近年来，复合长面技术也得到了发展，如复合陶瓷涂层—渗氮钢体系和复合DLC涂层等新技术[8]。在涂层的摩擦、磨损利润滑机理方面的研究也取得了一些进展。 此外，在摩擦学的一些新领域。如微观摩擦学、生物摩擦学，磁记录技术中的摩擦学等的研究也都取得了一些初步研究成果。 3.4 微观摩擦学 计算机、微机电系统等技术的发展对微观领域内的摩擦、磨损及润滑问题提出了新的更高要求，而各种高精度的先进试验、检测、分析仪器设备的出现为微观摩擦学提供了研究的技术和试验平台。此外，纳米材料、纳米技术的不断发展也必将促进微观摩擦学研究的快速发展。 3.5 特殊工况下的摩擦学 随着航天、航空、信息等高技术和海洋开发、先进制造技术等工业的迅速发展，迫切需要解决极端条件如高速、高载、超高温、超低温、高真空、强辐射及各种外场作用下的摩擦学问题，因此开展特殊条件下摩擦、磨损与润滑的研究势在必行。这也是认识材料在极端条件下的结构与性能变化的重要内容[9]。 3.6 环境友好摩擦学 环境友好摩擦学主要包括兼容润滑剂及环境友好润滑技术等。目前人们使用的润滑剂有较大比例未经任何处理而直接进入环境，造成环境污染。环境友好润滑剂及添加剂要求其术仅应具有油品的性能，而且还必须具有生物可降解性、较小的生态毒性和毒性累积性。随着工业生产的发展和环保要求的不断提高，环境友好型润滑剂及添加剂的需求越来越大，同时也必将带动环境友好摩擦学研究的发展。 3.7 摩擦学失效 摩擦学失效主要包括磨损损伤和润滑失效两个力而，而润滑失效的最终结果也将产生磨损，并由此可能导致运行系统的破坏。据不完全统计，我国每年因为磨损失效而造成的损失高达数百亿元人民币，可见磨损失效的研究不但具有重要的理论意义，而且也将产生巨大的社会和经济效益。 避免摩擦学失效的有效方法是发展高性能润滑材料和摩擦学表面工程技术。该领域的研究将在一个相当长的时期内保持活跃的态势，也必将解决大量工程中的实际摩擦学问题。 3.8 摩擦学设计 摩擦学部件随使用时间的延长，工况环境的变化，其材料表面特性和摩擦副特性将发生变化，即摩擦学问题具有时变特性，摩擦学系统为时变系统。摩擦学问题的解决应该考虑多方面的因素，是系统工程。除了对摩擦学材料、技术的研究外，近年来受到人们关注的磨损图的研究也许应看作是摩擦学设计前期工作的一个组成部分。此外计算机模拟摩擦、磨损与润滑状态被认为是一种高效而经济的研究方法，该领域的研究也将为摩擦学设计提供重要的借鉴作用。 摩擦学设计时的摩擦学问题必须在概念设计和 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计时予以考虑，是摩擦学研究的高级阶段，是摩擦学知识在运行部件中得到合理应用的关键环节。由于摩擦学设计的前提在于大量的摩擦学知识与技术获取，因此该领域的研究工作任重而道远[10-11]。 4．摩擦学的应用及研究内容 4.1 摩擦学的应用 摩擦学的应用领域非常广泛。除各种机械传动中的摩擦、磨损、润滑、密封问题外，如机械制造中的切削、冲压、挤压、拉丝、铰孔、轧制等成型过程，交通运输中对路面、轮胎制动等的要求，以及建筑工业中的层压结构、海洋工程中的潜水设备等，都有大量的摩擦学问题。许多特殊工况下的摩擦学问题，常常是尖端技术的关键。例如，高温、低温、真空辐射以及特殊介质条件下的润滑技术，长寿命问题和高度可靠性的要求，在航天等技术中均至关重要。近年来对人类关节的摩擦与润滑的研究，已为因关节丧失活动能力的病人提供了医治的途径[12]。 4.2 摩擦学的研究内容 摩擦学的研究范围，包括诸如固体的表面性质、接触力学、摩擦磨损的机理和规律，流体和非流体润滑理论，特殊条件下的润滑问题，轴承和支承表面工程。润滑刑及减摩、耐磨、摩阻材料，以及摩擦、磨损、润滑的试验、检测和监控技术等方面。 从摩擦学的定义和研究范围来看，解决摩擦学问题要涉及物理学、物理化学、固体力学、流体力学、热力学、材料学、工艺学等学科的许多分支，包括表面物理、表面化学、表面力学、流变学等学科[13]。它超出了过去机械工程技术人员所熟识的那个范围。因此，学习和研究摩擦学，必须了解这些学科的有关知识，把所研究的对象从各个侧面联系起来，运用相关学科的研究成果，综合地加以考虑，同时还须与有关专业技术人员紧密合作，才能收到较好效果。 5．摩擦学试验方法及试验机类型 摩擦磨损性能并不是材料本身固有的特性，而是整个摩擦学系统的特性，亦即是摩擦磨损条件和配对材料的综合特性。人们对摩擦学的研究至今已有100多年，但进展却十分缓慢，对摩擦磨损的认识与理解还很不够，有许多方面的问题至今仍末得到解决(如至今尚未得出一条可靠而简明的，定量性的磨损定律)。所以目前对摩擦磨损的研究主要还是通过大量的试验来开展的。 通过试验可以研究磨损的破坏形式，影响因素和机理，研究材料的成分，各种热处理所得的组织状态以及机械加工工艺对耐磨性的影响。通过试验能为合理选择摩擦副的材料及其处理工艺提供数据参考。通过试验可以确定零件的设计参数，选择适合于规定条件下摩擦副的最佳结构、加工精度、使用条件和润滑方式，从而找到减少摩擦副磨损的方式，保证摩擦副有良好的工作性能，可靠性和寿命的途径。因此，对摩擦磨损的研究，应当学会使用先进的试验设备，并通过合理的试验来获得可靠的信息。 5.1 试验方法的分类 由于摩擦磨损现象十分复杂，影响因素众多，试验方法和装置种类繁多，所得的试验数据又是有条件性的，往往难以进行比较，所以人们提出摩擦磨损试验方法的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化问题，以便统一试验 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 和测量方法，近年来，摩擦磨损试验方法的标准化已得到越来越多国家和组织的重视[14]。 但至今对摩擦磨损试验方法的分类还未取得一致 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 ，目前大多数所采用的试验方法分类可归纳为实验室试件试验、模拟性台架试验和实际使用试验这三类。 5.1.1 实验室试件试验 实验室试件试验是把需要试验的材料按照规定和要求，制成结构和形状较简单、尺寸较小的试件，并在摩擦磨损试验机上进行试验研究。这种试验在摩擦磨损研究中比较常用。它的主要优点是：①有利于研究摩擦磨损本身的过程和机理，能有效地控制各种影响摩擦磨损的因素。减少一些偶然因素对实验结果的影响，很适宜于逐个研究各因素对摩擦磨损的影响。②试验所得数据重复性好，对比性强，而且试验费用少，周期短，可以在短时间内进行多参数和重复的试验。但由于试件试验的条件与实际工况不完全符合，因而试验结果往往不十分可靠。试件试验主要用于各种类型磨损机理和影响因素的研究性试验，以及摩擦副材料、工艺和润滑剂性能的评定性试验[15]。 试件试验又可分为研究性试件试验和模拟性试件试验。研究性试件试验主要目的是研究摩擦磨损的机理，一般规律、影响磨损的各种参数之间的关系等。它不强调针对某一零件的实际工作情况，试样也较简单，一般没有固定的试验方法和实验机，试验条件往往比较理想化。由于影响摩擦磨损的因素比较多，有时只要某一因素稍有变动，就有可能导致磨损量发生显著的变化。因此，这种实验的结果与实际情况或许有较大的差别。 模拟性试件试验是根据摩擦磨损性能是系统的特性，针对某种零件实际的工作条件在试验机上模拟试样的实际使用条件：即试验中的试样摩擦副的工作条件，如温度、压力、速度及周围环境等都与实际零件的工况相似。这样，用试验机测得数据必然能反映实际工况，因而试验所得的数据可以直接用于实际零件。 5.1.2 模拟性台架试验 在试件试验的基础上，根据所选定的参数设计实际的零件，甚至整台机器装在专用的试验机上，模拟其实际使用条件进行试验。这种试验条件比较接近实际工况，对影响摩擦磨损的各种因素，可以进行人为控制，从而减少偶然因素的影响，增强了试验结果的可靠性。此外，通过试验条件的强化和严格控制，可以在较短的时间内获得系统的试验数据，减少试验费用。但是，台架试验也不适合于研究摩擦磨损的机理。它主要是对摩擦副的材料、结构形式和加工等进行应用性考验，以期产品具有较高的摩擦磨损性能。因此台架试验可以校验试件试验数据的可靠性和零件磨损性能设计的合理性，也可检验产品质量是否合格，是否达到规定要求。 5.1.3 实际使用试验 在上述两种试验的基础上，对实际零部件在实际使用条件下进行摩擦磨损试验。作为对零件材料和结构的直接鉴定，试验所得的数据资料有用，其真实性和可靠性最好[16-17]。但是这种试验也存在一些困难和缺点，主要有： (1)实际使用试验中的测量很困难，甚至需要研制专门的测量装置。有时为了减少偶然因素的影响，提高数据的精确度，需要在不同地点进行摩擦磨损试验，测量许多机器的磨损，且需要做大量的数据统计工作。因此，试验周期都相当长，一般需要几个月甚至几年时间才能获得试验结果，耗费的人力和物力较多。 (2)由于机械运转条件变化不定，测量数据的精确性和重复性易受偶然因素影响，因而可比性差，难以对试验结果进行分析，不利于研究摩擦磨损的规律性，而且无法对影响摩擦磨损的因家逐个进行研究。随着摩擦学技术的发展，这种试验方法已经很少使用，该类试验目前一般只作为实验室摩擦磨损试验方法的补充和检验试验数据与实际情况吻合程度的一种手段。 5.2 常用摩擦磨损试验机的类型 摩擦磨损试验机主要是模拟各种运动副的运动形式来进行摩擦学的试验研究，种类繁多，通常可按下列方法分类[18]： (1)按摩擦副的接触形式(如图5—1所示)分为点接触、线接触、面接触。 (2)按摩擦副的运动形式分为滑动、滚动、滑动滚动复合运动、往复运动。 图5-1 摩擦副类型 (3)按摩擦副的功用分为齿轮磨损试验机、滑动或滚动轴承摩擦磨损试验机、制动摩擦磨损试验机、导轨摩擦磨损试验机等。 (4)按磨损类型分粘着磨损试验机、磨粒磨损试验机、接触疲劳磨损试验机、微动磨损试验机、冲蚀磨损试验机、气蚀侵蚀磨损试验机、腐蚀磨损试验机。 6．常用的摩擦磨损试验机 6.1 滚子式磨损试验机 6.1.1 主要用途 滚子式磨损试验机可对各种金属、非金属固体材料在滑动摩擦、滚动摩擦、滚动滑动复合摩擦及间歇摩擦状态下进行耐磨性能试验，可模拟各种材料在于摩擦、润滑摩擦及磨料磨损等多种条件下的摩擦磨损试验，并测定各种材料的摩擦系数及摩擦功[19]。 6.1.2 结构原理 现以上海工业大学附属工厂生产的M—2型磨损试验机为例说明滚子式磨损试验机的结构原理。如图6—1所示，两个圆环试样分别固定在试验机的上下两根轴上随两轴一起转动，经过弹簧加载装置可使两试样在—定的载荷作用下进行摩擦磨损试验。上下两轴转速相差10％，其中下轴的转向是固定的，上铀转向可通过调节滑移齿轮使其与下铀相同、 相反或静止。通过改变两试样的外径尺寸及上轴的转向，可实现滚动摩擦磨损试验、滑动摩擦磨损试验和不同滑动率的滚动滑动复合摩擦磨损试验。通过调节与上抽相连的两个偏心凸轮，可使上试样与下试 图6-1 M-2结构原理 样产生一定量的径向往发摆动(可实现间歇式摩摄磨损试验)及铀向往复移动，此外，还可通过油杯向两试样之间加润滑                      油以实现润滑状态下的摩擦磨损试验。 6.1.3 主要技术参数 M—2型磨损试验机的主要技术参数如下： 负荷加载范围                                            0 2000N 下试样轴转速                                    200r/min、400r/min 下试样轴转速                                    180 r/min、360 r/min 摩擦力矩测量范围                                        0 15N m 上试样轴向最大移动距离                                    4mm 电机功率                                              0.75 1KW 试样尺寸                (30 50)mm x 10mm，内孔为 16mm的圆环 6.2 环块磨损试验机 6.2.1 主要用途 环块磨损试验机主要用来做各种金属和非金属固体材料在摩擦、油润滑及脂润滑情况下滑动摩擦的摩擦磨损性能的试验。该试验机可测定各种配对固体材料的摩擦力，进而算出其摩擦系数，从而评价其耐磨性，还可测定各种润滑油或润滑脂的承载能力。 6.2.2 结构原理 现以济南试验机厂生产的MRH—5A环块磨损试验机为例，说明环块磨损试验机的结构原理。如图6—2所示，上试件为一内孔带锥度的圆环，由直流调速电机直接驱动，下试样为长方块。 通过杠杆祛码使试块对圆环加载，试验中的摩擦力会对加载杆下的摩擦力杆产生一个逆时针方向的力矩，该力矩可通过摩擦力杆右端的游铊及砝码来平衡，并可由此推出试验中摩擦力和摩擦系数的大小。 图6—2 环块磨损试验机结构原理 试验机上配有可进行                  温度没定和恒温控制的润滑油罐和润滑脂罐，可向摩擦表面连续供润滑油和润滑脂。从面可进行各种固体配对材料在干摩擦、油润滑及脂润滑状态下的摩擦磨损试验，以及润滑油或润滑脂的承载能力的测定。 6.2.3 主要技术参数 MRH—5A环块磨损试验机的主要参数如下： 最大试验力                                                  5000N 主轴转速                                  0 1500r/min（无级调速） 施力速率                                            8.92 13.33N/a 标准试环尺寸                                  49.22mm x 13.06mm 标准试块尺寸                          12.32mm x 12.32mm x 19.05mm 上试样轴向最大移动距离                                      4mm 主电机功率                                                  1.5KW 试样尺寸                （30 50）mm x 10mm，内孔为 16mm的圆环 6.3 销盘磨损试验机 6.3.1 试验机用途 销盘磨损试验机可进行各种金属、非金属固体材料在滑动摩擦状态和一定温度下的摩擦磨损性能的试验，也可模拟各种材料在摩擦、润滑摩擦、磨料磨损以及高温高速等条件下的摩擦磨损试验，并可进行摩擦系数的测定。 6.3.2 结构原理 图6—3 销盘磨损试验机结构原理 现以宣化试验机厂生产的MG--2000型高速高温摩擦磨损试验机为例，说明销盘磨损试验机的结构原理。如图6—3所示，这种试验机是立轴销盘式端面接触滑动摩擦磨损试验机，可在高速高温状态下作摩擦性能试验及测定摩擦系数，也可在常温或有液体介质情况下做试验。 6.3.3 主要技术参数 销盘磨损试验机的主要技术参数如下： 最大负荷                                                      2000N 杠杆加载精度                                                      1% 主轴转速                                                320 3200r/min 控制温度                                                            0 800 C 摩擦力矩测量范围                                            0 10N m 6.4 四球摩擦试验机 6.4.1 主要用途及适用标准 四球摩擦试验机主要适用于润滑剂的极压承载能力的测定和润滑抗磨性能的评定。 四球摩擦试验机进行润滑剂承载能力测定的标准有：GB/T12583和GB3142；进行润滑剂抗涝性能测定的标准有SH／T0189。 6.4.2 结构原理 四球摩擦试验机(以厦门试验机厂生产的Ms—800A型四球摩擦试验机为例)的工作部分结构如图6—4所示，它用四个标准钢球(材料为GCrl5，直径12．7mm，表面硬度为HRC64—66)作试验件，其中上球(1个)固定在试验机主轴端的带锥度的夹头内，其余3个球固定在主轴下的油杯中。 图6-4 四球摩擦试验机 结构原理图 试验时泊杯中装满试样(润滑剂)，上球对着下面浸没在润滑剂中的三个静止钢球，在规定的负荷下(轴向力)，以选定的转速作高速旋转，控制试样的温度和运行的时间(或转数)，进行一系列试验，然后测取油杯内钢球的磨疽直径(或测取摩擦系数)，并据此对试样的极压性能或抗磨性能等做出评价。 6.4.3 主要技术参数 Ms—800A型四球摩擦试验机的主要技术参数如下： 轴向加载范围                                              78 8000N 主轴转速                                  0 3000r/min（变频无级调速） 油杯加热范围室温至                                            250 C 摩擦力矩测量范围                                        0.15 20 N m 主电机功率                                                    1.1KW 标准试样钢球尺寸                                    12.7mm专用钢球 6.4.4 与四球机试验方法有关的术语及定义 (1)磨损：在一般情况下，磨损只表现在三个固定球上有光滑的小圆形磨痕，而在转动球上有一环。这些磨痕的直径稍大于相同载荷下的赫兹直径(由于弹性变形所产生的圆形接触面的理论直径)。 (2)卡咬：钢球摩擦面之间出现局部的金属转移。这种现象以摩擦和磨损增大为标志，并导致三个固定球上呈现粗糙的磨痕，转动球上呈现粗糙的环，此时磨痕直径明显大于同载荷下的赫兹直径。 (3)烧结：试件摩擦面之间出现金属熔化，并使之相互结合的现象。此时四个球就烧结在一起形成宝塔形。 (4)磨损—负荷曲线：在双对数坐标上，由负荷和固定钢球的磨痕直径所作的曲线。 不同试样的磨损—负荷曲线是相似的，如图6—5所示。 图6—5 磨损—负荷曲线 （5）最大无卡咬负荷PD：在试验条件下，试验钢球不发生卡吱的最高负荷。它代表油膜强度，在该载荷下，测得磨痕直径不得大于相应补偿线上数值的5％。                                  (6)烧结负荷PD：在试验条件下，使转动球与下面三个静止球发生烧结的最小负荷。它表示该负荷己超过了润滑剂的极限工作能力。换句话说：在此负荷下润滑剂已失去润滑作用。某些试样在试验时，四个钢球并不发生真正的烧结，而是出现严重的擦伤，在这种情况下，以产生4M磨痕直径所加的负荷定为烧结负荷。 7．研究摩擦学的意义 摩擦学对人类生活和生产的各个方面都有着极为密切的关系，尤其是科学技术及工业生产高度发展的今天，要求摩擦学不断深入研究和迅速发展，则更有它重要的现实意义。 7.1 摩擦学是一门能源保护的科学 据估计，世界上能源的1/3——1/2最终以各种方式表现为摩擦的损失，近一半由于摩擦而白白浪费掉，这是一个十分可观的数字。据1977年美国能源消耗最大的四个部门(交通运输、电力、加工以及商业和民用部门)的统计分析，这四个部门的能耗占全国能源消耗的80％，但是，其中近乎一半是在使用过程中未经做功而损失掉的，如果从摩擦学方面采取合理必要的措施，就会大大地节省能源消耗[20]。 7.2 摩擦学的发展是工业和科学技术发展的迫切需要 摩擦学问题大量、普遍地存在于所有机械设备中。统计分析表明，导致机械失效的主要原因，并不是零部件的断裂，而是运动副的摩擦损坏。我国现在的机械产品质量不高，在国际市场上缺乏竞争力，主要问题之一是许多基础件不过关，而其中很大一部分是由于摩擦学方面的设计不够完善而造成的[19]。如汽轮发电机组因轴承发生油膜振荡而不能运行，汽车因制动材料热性能差而不能提高行驶速度，许多机械因磨损过快而达不到寿命要求或精度要求，流体系统因密封不可靠而影响使用等。现在机械产品在国际市场上的竞争力，都是以效率高、精度保持性好、使用可靠、寿命长为号召的，这些要求大部分与摩擦学设计有关。所以，现在国际上公认，机械产品如不进行摩擦学设计，必然要丧失市场竞争能力。 7.3 摩擦学的研究和应用具有重大的经济意义 摩擦学的经济效益往往要经过一段时间之后才能体现出来。据国外文献报导，日本一年依靠摩擦学技术可节约27亿美元(1974年)，美国仅在运输、发电、工业生产等几个领域，依靠摩擦学技术一年即可节约九亿美元(1976年)。其他国家也有类似的报导，其每年可节约的数字大致相当于国民经济年总产值的1％左右。我国由于企业管理水平不高，在改善摩擦润滑方面可能获得的经济效益的潜力比西方国家更大。我国有关组织曾对冶金、石油、煤炭、机械、铁道等五个行业作过几年典型调查，统计测算表明，应用现有摩擦学知识和技术，每年即可节约37．8亿元人民币。由此推算出我国工业方面应用摩擦学知识每年有可能节约的潜力为176亿元人氏币(1984年)，约占国民经济年总产值的1．37％。我国现在按单位工农业产值计算的能源消耗比一些工业发达的国家都要高，约为日本、联邦德国的3倍，英国的2倍[20]。我国到2000年实现了工农业总产值翻两番，而能源和材料只翻一番，这说明节约能源和材料的重要性。从现有的经验看，通过摩擦学的工业应用来节能、节材，确是大有可为的。 结束语 随着科学技术的发展, 摩擦学的理论和应用必将由宏观进入微观, 由静态进入动态, 由定性进入定量, 成为系统综合研究的领域。今天, 摩擦学研究已经深入到更为广阔的领域, 除了在摩擦与磨损机理、润滑理论、摩擦学测试技术和设备工况检测技术, 以及减摩耐磨材料研究等传统领域内摩擦学研究得到进一步发展外, 而且在以往未曾达到的技术领域, 例如太空领域、微观领域、生命科学等, 亦形成了新的研究方向和学科分支, 并对推动这些领域的科学进步做出了贡献。遵循科学发展的客观规律, 适应我国社会与经济发展的需要, 跟上世界科技发展的步伐, 结合国情, 形成特色, 走自己的路, 这就是我国摩擦学发展的道路。 参考文献 [1] 温诗铸、黄平，摩擦学原理(第2版)，北京：清华大学出版杜，2002,13—26 [2] 郑林庆，摩擦学原理，北京：高等教育出版社，1994，10—16 [3] 王学洁，摩擦学概论，南京：河海大学出版社，1990，3—11 [4] 张嗣伟，基础摩擦学,石油大学出版社，2001，3—13 [5] 全永昕、施高义，摩擦磨损原理  杭州：浙江大学出版社，1986，16—23 [6] 董浚修，润滑原理及润滑油，北京：中国石化出版社，1998，56—64 [7] 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