机械工程取决于系统中的多个小部件。这些小零件如何相互作用是整个系统的功能的一体化。千年来,已知碰撞互相碰撞和滑动的表面会对组件造成损坏。这种损坏起初可能是不可察觉的,但最终可能导致机械故障。摩擦学是为什么发生这种伤害以及机械欧洲杯线上买球工程师如何减轻它的科学。
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摩擦学是指在彼此相互作用时对表面行为的科学分析。这个词本身来自希腊语“摩托车”,意思是“摩擦”。该研究一般分为三个主要区域:摩擦,磨损和润滑。
摩擦
摩擦是当表面彼此移动时发生的电阻力。摩擦将始终反对导致它的初始力的方向。不同的表面具有不同的摩擦系数(在0和1之间),写为μ。光滑,润滑的表面具有小的μ,而粗糙表面将具有较近1的μm。
虽然摩擦是具有运动部件彼此相互作用的运动部件的摩擦力的必然性,但是保持尽可能低的摩擦是有益的。即使在最佳情况下,摩擦也会以热量的形式导致系统中的能量丧失。大量的摩擦会对部件造成显着的剪切应力,甚至导致部件失效,导致下一个摩擦学领域:磨损。
穿
磨损是指彼此滑移的一个或多个部件的材料损失。两种主要类型的磨损类型是磨料磨损和粘合剂磨损。当两个表面的较硬较硬的磨料从其滑动时从其滑动时,发生磨料。然而,当表面在滑动过程中粘在一起时,粘合剂磨损发生,导致一个表面失去材料。
即使在低应力的情况下,也发生了第三种磨损方法。如果系统经历相同负载的多个循环足够的次数,它最终可能会失败,即使它耐受的应力低于其最终拉伸强度。
这是由组分中的微小缺陷引起的,这导致难以察觉,微观裂缝。虽然这些裂缝不是最初的问题,但这种压力的多个周期会导致裂缝繁殖和生长。疲劳失败是指这些裂缝变大的点,使整个系统失败。
由于磨损可能导致机械故障,因此希望避免所有成本的磨损。在某些情况下,系统的失败可能是危及生命的。例如,1954年,A'davilland'班车舱突然在中间排里减压,杀死了所有人。调查发现,这种事故是由磨损引起的:在多个压力循环后持续到驾驶室窗口上的密封,导致减压。
为了尽可能地避免磨损,确保系统的组件可以彼此滑动并相互作用,并且少于(或理想地,不)电阻是有益的。为了确保磨损风险最小化,最好确保每个部件的表面在滑动期间不会直接接触。这导致了摩擦学的第三个主题:润滑。
润滑
适当的润滑是不仅仅是磨损和摩擦的问题。除了这两个问题之外,润滑还用于调节热量,因为高温也可能导致机器部件的塑性变形。润滑类型也将保护表面免受锈蚀和其他形式的腐蚀。
尽管润滑滑动表面的概念起初可能看起来微不足道,但在这样做时有更多的因素需要考虑。必须根据条件施加不同种类的润滑膜。三种主要种类的润滑,称为“制度”,是边界,混合和流体动力润滑。
边界润滑是厚度最小的润滑膜。当使用时,两个滑动部件之间存在极少的分离。为防止摩擦和磨损,边界润滑用添加剂“这种极限压力(EP)或抗磨(AW)”(机械润滑,N.D.)而不是分离。当不可能的分离时,通常以缓慢的速度为缓慢,具有预期的“冲击性条件”,使用该制度(机械润滑,N.D.)和许多短的压力周期。
流体动力润滑发生在光谱的另一端。该制度发生在滑动以非常高速发生的条件下,并且该机器预计将连续运行,几乎没有停止和启动。这里,厚度最大;事实上,在这个制度中,两个滑动表面根本不会接触。这留下了极低的摩擦却具有对冲击载荷的反应不佳的结果。
混合润滑是两者的混合物,其中两个滑动表面偶尔会触摸。发生这种情况“在边界和流体动力条件重合时从低到高速操作的转换期间“(NYE润滑剂,N.D.)。它最适合维持高速所需的机器,但也是连续停止和开始的应力循环。
了解哪些润滑制度最适合有问题的机器可以复杂。不仅需要态势知识,而且在具有高精度的机器,流体动力学等领域的密集和困难的数学将变得更加亟待解决的问题。在实用性方面,能够协商这些问题是最重要的摩擦学领域。
摩擦学领域是机械和材料科学的组合,需要研究人员在微观水平上全部和微观水平看系统。欧洲杯线上买球没有摩擦学,在发展之前,机械工程师将无法减轻看似微不足道的问题。偶尔擦伤和显微裂缝最终可能导致完全的系统失效随时间。
了解如何妥善解决这些问题,因为彼此滑动的齿轮,由摩擦学的齿轮造成的。在这样做时,少量的能量丢失,较少的组件将佩戴并需要更换,并且系统将能够更有效地运作,并且更长时间。
参考和进一步阅读
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