如何解决摩擦与磨损的难题?
机械相互运动部件的金属面之间存在着摩擦 ,即便是精细加工到“镜面”程度的工件表面 ,在显微镜下还是可以看到纵横的“沟壑” 。
金属面之间相互运动时 ,尤其是在重载之下 ,这些“沟壑”相互卡咬 ,发生擦伤、熔化 ,甚至烧结 ,宏观上就表现为机械的摩擦和磨损 。
虽然金属抗磨可以通过精加工摩擦表面以降低其摩擦系数 ,但通常还是通过润滑油脂等油性物质作为润滑介质 ,在两个滑动表面间建立油膜 。
足够厚度的油膜能将相对滑动的零件表面隔开 ,从而达到减少磨损的目的 。
例如发动机工作时 ,活塞、活塞环和汽缸壁之间 ,连杆大头和曲轴颈、连杆小头和活塞销之间 ,以及控制气阀的传动系统等运动部件都处于高温、高速和高压下运转 。
金属之间若是干摩擦不但会增加能量消耗 ,而且摩擦产生的大量热会在短期内使摩擦面的金属发生磨损、熔化 ,甚至烧结 。
发动机油进入摩擦部件后 ,能在摩擦面之间形成一层油膜 ,防止金属的磨损 ,同时还可起到清洗、降温等综合作用 。
润滑油脂的抗磨技术途径基本上有以下二种:
1、流体抗磨:通过提高润滑油基础油黏度形成物理吸附膜 ,降低摩擦系数及提高抗载荷能力 。
油膜的厚度与润滑油的黏度和它对金属表面的吸附力有关 ,黏度大比黏度小的更容易形成油膜 。
2、化学抗磨:通过加有添加剂的润滑油 ,进一步提高抗载荷能力 。
如在基础润滑油中添加极性物质添加剂 ,在润滑过程中 ,极性物质与金属表面发生反应 ,可生成化学吸附膜 。
化学吸附膜是添加剂与金属表面以化学键形式连接生成的金属皂 ,在较高的温度才会遭到破坏 ,化学吸附膜比靠黏度产生的物理吸附膜更牢固 ,其强度比物理吸附膜提高5~10倍 。
因此 ,从节能的角度出发 ,一些在高速条件下使用的润滑油配方采用的技术路线是“降低黏度减摩 ,增强化学抗磨” 。
然而 ,在机械设备的运行中 ,摩擦和磨损又是不可避免的 ,有时必要的摩擦还是设备正常运转的先决条件 ,如摩托车上的离合器、汽车上的自动变速箱、工业设备上的液力偶合器、导轨等 ,都需要相互运动的部件表面具有一定的摩擦力 。
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