如何有效减少机器摩擦和磨损？

摩擦和磨损是机器运动过程中不可避免的物理现象，机械产品的易损零件大部分是由于摩擦导致磨损超过限度而报废和更换的。

（一）摩 擦

摩擦是指相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象。摩擦是能源消耗的主要原因之一，减少摩擦能够节省能源。

摩擦种类很多，按不同的分类标准可分为内摩擦、外摩擦；动摩擦、静摩擦；滚动摩擦和滑动摩擦等。各种类型的摩擦见表1-3-1。

表1-3-1　摩擦的类型

其中，滑动摩擦根据其状态不同又可分为干摩擦、流体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。滑动摩擦的分类见表1-3-2。

表1-3-2　滑动摩擦的类型

续表

（二）磨 损

磨损是指由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移。磨损会降低机器的效率和可靠性，甚至促使机器提前报废，因此要想办法减少机器运动中的磨损现象。

1. 磨损过程

实践表明，机械零件的正常磨损过程大致分为三个阶段：初期磨损阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。

（1）初期磨损阶段。机械零件在初期磨损阶段的特点是在较短的工作时间内，表面产生了较大的磨损量。这是由于零件刚开始工作时，表面微凸出部分的曲率半径小，实际接触面积小，造成较大的接触压强，同时曲率半径小也不利于润滑油膜的形成与稳定。所以，在开始工作的较短时间内磨损量较大。(www.xing528.com)

（2）稳定磨损阶段。经过初期磨损阶段后，零件表面磨损得很缓慢。这是由于经过初期磨损阶段后，表面微凸出部分的曲率半径增大，高度降低，接触面积增大，使得接触压强减小，同时有利于润滑油膜的形成与稳定。稳定磨损阶段决定了零件的工作寿命。因此，延长稳定磨损阶段对零件工作是十分有利的。

（3）剧烈磨损阶段。零件在经过长时间的工作之后，即稳定磨损阶段之后，由于各种因素的影响，磨损速度急剧加快，磨损量明显增大。此时，零件的表面温度迅速升高，工作噪声与振动增大，导致零件不能正常工作而失效。

在实际中，这三个磨损阶段并没有明显的界限。

2. 磨损的类型

按磨损机理可将磨损分为磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等。磨损的类型和样图见表1-3-3。

（三）防磨措施

1. 改善润滑条件

改善润滑条件主要包括选用合适的润滑剂、合理设计润滑方式、研制开发新型有效的润滑材料等。

表1-3-3　磨损的类型

2. 选用耐磨材料

根据不同的磨损类型选择耐磨材料来和摩擦副配对。

3. 进行表面改性

使用整体耐磨材料通常比较昂贵，另外，有些耐磨材料性能虽能满足耐磨要求，但不能满足摩擦元件对强度、刚度、韧性等的要求。采用表面改性的方法可以不用改变心部的性能却能得到耐磨的硬表面，充分发挥材料表面和心部的不同作用。

常用的表面改性方法有机械强化处理（如喷砂、喷丸）、常规的金属热处理（如表面淬火）、表面化学热处理（如磷化、硫化、氧化）等。