張澤宇

摘要：眾多機(jī)械設(shè)備的組成都是有數(shù)量極多的小零件相互搭配而成，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，零件之間的也會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生摩擦力，可以說(shuō)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中摩擦是不可避免的，摩擦加劇會(huì)造成能耗增加、零件受損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞零件造成嚴(yán)重影響。所以對(duì)零部件進(jìn)行有效的保護(hù)措施非常有必要，只有降低摩擦系數(shù)，才能達(dá)到高效率、低能耗、長(zhǎng)周期的理想使用狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零部件;摩擦磨損;原因分析;防護(hù)措施

0 ?引言

絕大多數(shù)機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中或多或少都會(huì)出現(xiàn)一些故障，這些故障很大一部分原因是機(jī)械零部件出現(xiàn)摩擦磨損所致。所以找到機(jī)械零部件摩擦磨損原因，并采取有效措施進(jìn)行防護(hù)，對(duì)于提高機(jī)械運(yùn)行效率和延長(zhǎng)使用壽命來(lái)說(shuō)是非常必要的。很多行業(yè)生產(chǎn)都會(huì)應(yīng)用到各種各樣的機(jī)械設(shè)備，尤其是礦產(chǎn)行業(yè)，諸如掘機(jī)械設(shè)備、起重機(jī)等等，這些設(shè)備一般沒(méi)有進(jìn)行有效養(yǎng)護(hù)，就會(huì)產(chǎn)生摩擦磨損，嚴(yán)重者還會(huì)出現(xiàn)零部件掉落、生銹等不良現(xiàn)象，直接影響到生產(chǎn)安全性，所以必須進(jìn)一步了解機(jī)械零件的摩擦磨損與防護(hù)。對(duì)此，本文作者根據(jù)自己的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，先分析了機(jī)械零部件的摩擦類型以及磨損類型，然后探討了導(dǎo)致機(jī)械零部件摩擦磨損發(fā)生的原因，最后分析并提出了相應(yīng)的防護(hù)措施。

1 ?機(jī)械零部件的摩擦類型

1.1 干摩擦

我們通常將相互接觸表面沒(méi)有任何潤(rùn)滑措施的零件摩擦稱為干摩擦。但是在正常的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中是杜絕干摩擦現(xiàn)象的。機(jī)械設(shè)備的零件絕大多數(shù)均選用金屬，這就使得即使金屬直接暴露在空氣中會(huì)被氧化從而產(chǎn)生氧化膜，且當(dāng)前設(shè)備都會(huì)添加潤(rùn)滑油來(lái)降低零部件的摩擦，所以正常情況下，不會(huì)有嚴(yán)格意義上的干摩擦。

1.2 邊界摩擦

邊界摩擦，我們也稱之為邊界潤(rùn)滑，主要指潤(rùn)滑油中的脂肪酸（極性化合物），它能夠在一定程度上吸附在零部件表面。若是分子層間與金屬表面的間距過(guò)大，吸附效果也會(huì)受到影響，這種情況下摩擦系數(shù)就會(huì)因分子數(shù)的增多而減弱。一般情況下邊界膜的厚度在0.02μm，因此當(dāng)出現(xiàn)邊界摩擦?xí)r，不可避免的會(huì)發(fā)生金屬表面的直接摩擦，所以在實(shí)踐應(yīng)用中，需要借助科學(xué)的潤(rùn)滑及以及零件材料，從而有效控制零件表面的粗糙程度，同時(shí)我們也可以在潤(rùn)滑油中利用添加劑來(lái)增加邊界膜的強(qiáng)度，進(jìn)一步降低金屬的摩擦損傷現(xiàn)象[1]。

1.3 混合摩擦

指零件同時(shí)存在邊界摩擦和流體摩擦（以下會(huì)說(shuō)到流體摩擦）時(shí)。在混合摩擦中潤(rùn)滑膜的強(qiáng)度、厚度都有明顯的提高，相較于邊界摩擦而言降低零件間摩擦效果更好，然而從微觀角度考慮，零件表面無(wú)法徹底解決凹凸不平的情況，因?yàn)闄C(jī)械摩擦在所難免。

1.4 流體摩擦

指兩個(gè)或以上數(shù)量的零件表面距離之和超過(guò)表面的粗糙度時(shí)，這種情況下就會(huì)出現(xiàn)流體摩擦現(xiàn)象。而此時(shí)，潤(rùn)滑油中的分子處于不受控制的狀態(tài)，可以隨意游走，在零件發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦多為內(nèi)部摩擦，因此摩擦系數(shù)較小，可謂是一種較為理想的摩擦形式[2]。

2 ?機(jī)械零部件的磨損類型

2.1 點(diǎn)蝕磨損

常見的機(jī)械設(shè)備中都有齒輪的身影，以齒輪為例，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪會(huì)不斷受到接觸應(yīng)力和齒面摩擦力，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致零件表面與表層出現(xiàn)細(xì)小的裂紋，當(dāng)面積擴(kuò)大到一定程度時(shí)，這一部分零件會(huì)掉落，從而出現(xiàn)斑點(diǎn)形狀，這是一種較為常見的磨損現(xiàn)象。

2.2 膠合磨損

指粘結(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度相較于兩個(gè)相互摩擦的零件剪切強(qiáng)度要更大，而當(dāng)粘結(jié)點(diǎn)面積超過(guò)一定范圍時(shí)，剪切就會(huì)對(duì)零件材料產(chǎn)生破壞，這時(shí)，兩個(gè)零部件表面都會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致摩擦零件處于抱死狀態(tài)無(wú)法運(yùn)動(dòng)。

2.3 擦傷磨損

這類摩擦也被稱為磨粒磨損。指零件運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中外界硬顆?；蛴驳妮喞寮膺M(jìn)入摩擦表面而造成劃傷，被磨損的碎屑會(huì)向溝紋兩側(cè)流入，其中一小部分材料會(huì)成為碎粒狀掉落，這一過(guò)程我們統(tǒng)稱為擦傷磨損。

3 ?機(jī)械零部件摩擦磨損原因

第一，機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行沒(méi)有定期檢查和維修。第二，部分零部件之間的碰撞力度大，導(dǎo)致部分小的顆粒物產(chǎn)生，進(jìn)而形成摩擦磨損。第三，因?yàn)闆](méi)有做好潤(rùn)滑防腐工作，導(dǎo)致外部空氣、水分及灰塵進(jìn)入機(jī)械零部件內(nèi)部，增加腐蝕發(fā)生率。例如，很多機(jī)械零件都是鐵制作的，很容易就被氧化腐蝕。第四，高負(fù)荷運(yùn)行致使摩擦生熱，然后在高溫影響下部分零部件出現(xiàn)融化現(xiàn)象，從而相互粘在一起形成摩擦磨損[3]。

4 ?機(jī)械零部件摩擦磨損防護(hù)措施

4.1 涂抹潤(rùn)滑油

潤(rùn)滑油的作用：第一，調(diào)查顯示，將潤(rùn)滑油涂抹在機(jī)械零部件外表能夠形成連續(xù)性的油膜，從而減小零部件與零部件之間的摩擦，最終實(shí)現(xiàn)防止零部件被摩擦磨損發(fā)生;第二，所以形成的油膜能夠帶走一定熱量，從而減少零部件摩擦，降低磨損發(fā)生率;第三，潤(rùn)滑油還可以將摩擦表面的碎末沖洗走，防止增加表面的粗糙度;第四，涂抹潤(rùn)滑油還能夠?qū)C(jī)械零部件的表面密封起來(lái)，起到隔絕外界雜質(zhì)的作用，有效防止灰塵、有害物質(zhì)等入侵到零部件表面，減少摩擦磨損發(fā)生;第五，能夠防止水分進(jìn)入零部件，從而降低零部件生銹問(wèn)題的發(fā)生。

潤(rùn)滑方式：第一，根據(jù)機(jī)械零部件所處的環(huán)境選擇潤(rùn)滑油種類及潤(rùn)滑方式;第二，針對(duì)需要承受巨大壓力的機(jī)械零部件，選擇壓力潤(rùn)滑方式，以減少零部件主軸承、連桿軸承等之間的壓力及承載力，從而減少摩擦發(fā)生;第三，針對(duì)在負(fù)荷較小的機(jī)械零部件，選擇飛濺潤(rùn)滑方式，即均勻撒放在零件轉(zhuǎn)動(dòng)位置，以減少零件轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力，降低摩擦磨損發(fā)生;第四，對(duì)于普通的機(jī)械零部件，諸如自行車軸承等，使用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑涂抹，以保證機(jī)械零部件能夠長(zhǎng)久運(yùn)行[4]。

4.2 加強(qiáng)新材料研發(fā)力度

制造機(jī)械設(shè)備的材料質(zhì)量，直接決定機(jī)械設(shè)備的功能、特性及質(zhì)量，例如低強(qiáng)度、低硬度及低耐腐蝕度的材料制作出來(lái)的機(jī)械零部件，其質(zhì)量得不到保證，制作出來(lái)的機(jī)械設(shè)備質(zhì)量也難以保證，增加了機(jī)械運(yùn)行中機(jī)械零部件的摩擦磨損發(fā)生率。所以只有不斷研發(fā)高質(zhì)量的新材料才能保證機(jī)械零部件質(zhì)量，從而減少摩擦磨損發(fā)生，具體措施如下：第一，盡可能研發(fā)強(qiáng)度高、硬度大、耐腐蝕性強(qiáng)等的材料，以強(qiáng)化機(jī)械零部件本身的承載力、抗壓能力，從而減少摩擦磨損發(fā)生;第二，加大對(duì)新型復(fù)合材料的研發(fā)，利用利用不同性質(zhì)的金屬材料制作成更高硬度、高耐腐蝕性的機(jī)械零部件;第三，增加對(duì)新材料的資金投入，例如某煤礦企業(yè)為打造高強(qiáng)度、耐腐蝕度的設(shè)備，將160～520億元投入到高抗磨、抗腐蝕、高強(qiáng)度機(jī)械截齒制作材料研發(fā)中[5]。

4.3 合理使用機(jī)械，并定期維護(hù)機(jī)械零部件

第一，盡可能營(yíng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境，如礦山生產(chǎn)過(guò)程中要建立專門的設(shè)備維修小組，定期對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查和維修，并搭建專門的放置空間和配套專業(yè)看管人員，以保證機(jī)械停用使處于安全環(huán)境中。第二，定期更換機(jī)械零部件液壓油及潤(rùn)滑油，例如定期更滑煤礦皮帶機(jī)周圍托輥上的潤(rùn)滑油，以及液壓支架上的液壓油，以預(yù)防液壓設(shè)備中磨損的小顆粒堵塞液壓管道;第三，控制機(jī)械運(yùn)行中的溫度，解決設(shè)備散熱問(wèn)題，減少因?yàn)闇囟冗^(guò)高導(dǎo)致零部件磨損。

5 ?結(jié)語(yǔ)

總而言之，很多行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中都使用到了機(jī)械設(shè)備，由此可見機(jī)械設(shè)備對(duì)目前人類社會(huì)生產(chǎn)及發(fā)展的重要性。機(jī)械設(shè)備只要運(yùn)行就勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生磨損，只要盡量的維護(hù)好它們，才能更為長(zhǎng)久為人們的生產(chǎn)提供動(dòng)力，即使不使用長(zhǎng)時(shí)間放置不防護(hù)也會(huì)因?yàn)榭諝?、水分等原因?qū)е律P，從而出現(xiàn)磨損，甚至不能正常使用，進(jìn)一步證實(shí)為保證機(jī)械設(shè)備能夠正常運(yùn)行，必須加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備尤其是機(jī)械零部件的防護(hù)。所以上文先根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)及資料，分析了常見的幾種摩擦磨損、原因及防護(hù)措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]王盛.機(jī)械摩擦磨損質(zhì)量分析及控制措施[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（17）：79-80.

[2]郝寧.礦山機(jī)械摩擦磨損問(wèn)題分析及防范[J].機(jī)電工程技術(shù)，2018，47（09）：57-59.

[3]萬(wàn)海鑫，馬思遠(yuǎn)，劉立峰，羅思琪，王冠杰.工程機(jī)械齒輪的表面改性層及其摩擦磨損性能[J].金屬熱處理，2018，43（08）：77-83.

[4]姚春江，陳小虎，陽(yáng)能軍，幕連好，袁曉靜.機(jī)械設(shè)備摩擦磨損標(biāo)準(zhǔn)鐵譜圖譜分析技術(shù)研究[J].機(jī)械，2018，45（07）：63-67.

[5]張巖.車輛機(jī)械零件的磨損與預(yù)防[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2018（01）：164，167.