摩擦学基础:摩擦技术手册

TriboNet 2021-09-20 科技资讯

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什么是摩擦学:视频说明

       根据Sciencedirect的说法、摩擦学是一门研究机器部件和机制的摩擦磨损的科学。摩擦学家的科学活动的结果与两个相对运动的表面接触引起的现象有关。通常、摩擦学研究和开发的目标是通过使用适当的润滑剂和其他方法来减少磨损并防止对摩擦表面的损坏。摩擦学与金属科学、材料强度、物理、化学等相关学科相关。

需要解决哪些问题?

       在某些情况下、连接部位零件磨损的增加会破坏机器工作空间的松紧度(例如、在活塞机中)、其次、它违反了正常的润滑制度、第三种情况、它会导致机构的运动学精度的损失。由于磨损、发动机功率下降、燃料和润滑剂的消耗增加、压缩机的性能下降、有毒和爆炸性产品可能通过油封泄漏、运输车辆的牵引质量下降、飞机和汽车的控制恶化(交通安全下降)、生产率下降、金属切割机上产品加工的准确性和质量下降等。

       刀具和机器工作机构的磨损、除了生产率降低外、还增加了能耗。

       发动机气缸活塞组的磨损增加了废气堵塞空气:100辆旧汽车排放的废气污染空气等同于125辆新车排放的。

       值得注意的是、机械装置或机器在磨损时的质量略有下降。

       例如、完全磨损后的中等功率汽车发动机的重量损失不超过原来的1%、中型卡车的重量损失不超过3 kg。

       上述所有问题都可以由经验丰富的工程师解决。例如、Engre.co 的工程研究和解决方案可能有助于解决您的项目问题。如果您需要真正专家的帮助、请随时联系国际工程平台。

摩擦技术与 “绿色经济”

       从“绿色经济”的众多领域来看、我们希望重点关注的方向是摩擦技术。这是什么科学?

       摩擦技术是固体与其相对运动的接触相互作用的科学、涵盖了机器摩擦、磨损和润滑的整个问题范围。在一些国家、使用摩擦学而不是摩擦学术语。

       它涵盖了物理(机械、电气、磁、热)、化学、生物和其他与摩擦、磨损和润滑相关现象的理论和实验研究。

       摩擦造成的损失及其相关成本占各国国民生产总值的2-5%、对任何国家的经济发展都产生重大影响。摩擦在很大程度上决定了机器和机构运行过程中的能量损失、吸收了世界上产生的所有能量的30-40%。

高科技润滑剂的开发

       这些高性能润滑剂是在摩擦学家的指导下合成的。他们取代了十年前广泛使用的动物蹄制成的油。劳力士是唯一一家在专业实验室研发及制造润滑油系列的手表公司。每种类型的润滑脂都有特定的用途,需要大约十年的研发才能生产出来。低粘度润滑剂更具流动性,用于高速接触,如振荡器。高粘度润滑剂密度更高,用于车轮系统中的冲击点。

车轮机构

       使用的润滑剂量异常小。据粗略估计,整个瑞士钟表业每年仅消耗约100L特种润滑剂。每枚劳力士机芯均有50至100个润滑点,具体取决于型号。它们所需的润滑剂量以微升为单位计算。由于摩擦学家参与其中,每一滴润滑脂都由经验丰富的工匠使用精确计算剂量的润滑脂机进行科学计算和应用。过多的油会导致运动部件粘附或断裂。太少会增加摩擦和磨损。

       但这些并不是被考虑的所有标准。要润滑的部件可以涂上纳米涂层,称为epilams,可以改变表面张力并将润滑剂保持在适当的位置或给定区域。即使是一滴微小的油的形状和曲率,也会被考虑到最小的细节。例如,纯球形液滴可以从摩擦表面之间的间隙中滚出,而不是充当它们之间的缓冲。

精确计算

       有时一些摩擦是可取的。以旋转表圈为例:其机械设计经过深思熟虑,并协调到最小的细节。Sky-Dweller手表的凹槽表圈甚至凹槽的形状和几何形状都经过精心研究:它应该是这样的,表圈被手审牢牢地抓住。

       摩擦学家具有如此敏锐的精确感,以至于他们谈论的不是金属的光滑度,而是其粗糙度,因为他们知道,即使是抛光表面在电子显微镜下观察也不会像肉眼看到或感觉到的那样光滑。摩擦学家对抛光表面进行分析,以确保腕表在佩戴时不会摩擦。

About the author: Brian T. is a graduate of the Mechanical Engineering Faculty. He is technology and engineering writer and editor who writes on engineering news and blog topics for Engre.co. He brings into his reporting a wealth of experience in research and analytical writing.