滑動摩擦磨損試驗機應用分析

摩擦學(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《英國教育科研部關于摩擦學教育和研究的報告》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，與其意思相當?shù)挠⒄Z詞義是摩擦磨損或潤滑科學，后者幾乎包含了摩擦的全部內容。在詞典里，摩擦學的定義是研究相互運動表面之間的相互作用以及相關問題與實踐的科學與技術。摩擦學是分析和解決裝備中磨損、可靠性、維修等問題的一門學問，這些問題具有重大經(jīng)濟意義，涉及的領域大到太空船，小到家用設備。摩擦表面的相互作用非常復雜，要認識它們需要掌握多門學科知識，例如物理學、化學、應用數(shù)學、固體力學、流體力學、熱力學、熱傳導、材料科學、流變學、潤滑、機械設計、可靠性分析等。

對于由滑動和滾動表面構成的現(xiàn)代機械而言，摩擦學是非常重要的。利用摩擦的機械有制動閘、離合器、車輛驅動輪、螺栓、螺母等。需要利用磨損的場合有鉛筆寫字、機加工、拋光等。不需要摩擦磨損的場合有內燃機、航天發(fā)動機、齒輪、凸輪、軸承、密封等。據(jù)估計，美國由于缺乏摩擦學知識而每年造成的損失占其國民生產總值的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，通過摩擦學研究及其合理實踐，將節(jié)約一個工業(yè)化國家1%的國民生產總值。近期研究表明，通過節(jié)約獲取的收益相當于研發(fā)投入經(jīng)費的50倍，這些節(jié)約不僅現(xiàn)實而且重要，它不需要投入大量資金。研究摩擦學的目的是減少或消除表面摩擦磨損所造成的損失，提高生產效率，改善產品性能，減少零件失效，節(jié)約可觀資源。

摩擦學不僅對工業(yè)設備具有重要意義，同時也影響人們的日常生活。例如，寫字就是一個摩擦學過程，它需要有控制地把筆鉛或墨水轉移到紙上，當用鉛筆寫字的時候，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移到紙上，同時筆鉛必須具有很好的強度或者硬度，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。摩擦學對體育運動也相當重要，例如雪橇與冰雪之間的低摩擦一直是滑雪者所渴求的。