滑動摩擦磨損試驗機(jī)應(yīng)用分析

摩擦學(xué)(Tribology)一詞最早是1966年喬斯特(Jost)發(fā)表的一篇具有劃時代意義的報告《英國教育科研部關(guān)于摩擦學(xué)教育和研究的報告》中提出的，它來源于古希臘詞“tribos",意思是摩擦，詞義可譯為摩擦科學(xué)，與其意思相當(dāng)?shù)挠⒄Z詞義是摩擦磨損或潤滑科學(xué)，后者幾乎包含了摩擦的全部內(nèi)容。在詞典里，摩擦學(xué)的定義是研究相互運(yùn)動表面之間的相互作用以及相關(guān)問題與實(shí)踐的科學(xué)與技術(shù)。摩擦學(xué)是分析和解決裝備中磨損、可靠性、維修等問題的一門學(xué)問，這些問題具有重大經(jīng)濟(jì)意義，涉及的領(lǐng)域大到太空船，小到家用設(shè)備。摩擦表面的相互作用非常復(fù)雜，要認(rèn)識它們需要掌握多門學(xué)科知識，例如物理學(xué)、化學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、固體力學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)、熱傳導(dǎo)、材料科學(xué)、流變學(xué)、潤滑、機(jī)械設(shè)計、可靠性分析等。

對于由滑動和滾動表面構(gòu)成的現(xiàn)代機(jī)械而言，摩擦學(xué)是非常重要的。利用摩擦的機(jī)械有制動閘、離合器、車輛驅(qū)動輪、螺栓、螺母等。需要利用磨損的場合有鉛筆寫字、機(jī)加工、拋光等。不需要摩擦磨損的場合有內(nèi)燃機(jī)、航天發(fā)動機(jī)、齒輪、凸輪、軸承、密封等。據(jù)估計，美國由于缺乏摩擦學(xué)知識而每年造成的損失占其國民生產(chǎn)總值的4%左右，以1966年計算，約損失2000億美元。目前，世界1/3的總能源被一種或多種形式的摩擦所消耗。因此，從經(jīng)濟(jì)和可靠性角度看，減小摩擦和控制磨損的重要性不可低估。按照Jost的論述，通過摩擦學(xué)研究及其合理實(shí)踐，將節(jié)約一個工業(yè)化國家1%的國民生產(chǎn)總值。近期研究表明，通過節(jié)約獲取的收益相當(dāng)于研發(fā)投入經(jīng)費(fèi)的50倍，這些節(jié)約不僅現(xiàn)實(shí)而且重要，它不需要投入大量資金。研究摩擦學(xué)的目的是減少或消除表面摩擦磨損所造成的損失，提高生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品性能，減少零件失效，節(jié)約可觀資源。

摩擦學(xué)不僅對工業(yè)設(shè)備具有重要意義，同時也影響人們的日常生活。例如，寫字就是一個摩擦學(xué)過程，它需要有控制地把筆鉛或墨水轉(zhuǎn)移到紙上，當(dāng)用鉛筆寫字的時候，筆鉛與紙之間必須有很好的黏著作用，這樣才能將少量的筆鉛轉(zhuǎn)移到紙上，同時筆鉛必須具有很好的強(qiáng)度或者硬度，才能保證不發(fā)生斷裂。剃須要求盡可能高效地去除體毛，同時也要降低對皮膚造成的不舒適感，因此要用剃須膏來減小剃刀和皮膚之間的摩擦。摩擦對人們的步行和駕駛有很大幫助，沒有足夠的摩擦，行人會滑倒，汽車會打滑。摩擦學(xué)對體育運(yùn)動也相當(dāng)重要，例如雪橇與冰雪之間的低摩擦一直是滑雪者所渴求的。