摩擦分两大类:一类是发生在物质内部,阻碍分子间相对运动的内摩擦;另一类是当相互接触的两个物体发生相对滑动或有相对滑动的趋势时,在接触表面上产生的阻碍相对滑动的外摩擦。仅有相对滑动趋势时的摩擦叫做静摩擦;相对滑动进行中的摩擦叫动摩擦。根据位移形式的不同,动摩擦又分为滑动摩擦与滚动摩擦。本节将只着重讨论金属表面间的滑动摩擦。根据摩擦面间存在润滑剂的情况,滑动摩擦又分为干摩擦、边界摩擦(边界润滑)、流体摩擦(流体润滑)及混合摩擦(混合润滑)。
干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。在工程实际中,并不存在真正的干摩擦,因为任何零件的表面不仅会因氧化而形成氧化膜,而且多少也会被含有润滑剂分子的的气体所湿润或受到“油污”。在机械设计中,通常把这种未经人为润滑的摩擦状态当做“干”摩擦处理。当运动副的摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开、摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦称为边界摩擦。当运动副的摩擦表面被流体膜隔开、摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦称为流体摩擦。当摩擦状态处于边界摩擦及流体摩擦的混合状态时称为混合摩擦。边界摩擦、混合摩擦及流体摩擦都必须具备一定的润滑条件,所以,相应的润滑状态也常分别称为边界润滑、混合润滑及流体润滑。可以用膜厚比λ来大致估计两滑动表面所处的摩擦(润滑)状态,即
λ = hmin/(Rq1^2+Rq2^2)^0.5
式中:hmin-两滑动粗糙表面间的最小公称油膜厚度,单位为μm;
Rq1,Rq2-分别为两表面形貌轮廓的均方根偏差(约为算术平均偏差 Ra1,Ra2的1.20~1.25倍),单位为μm;
通常认为:λ ≤1时呈边界摩擦(润滑)状态;1≤λ≤3时呈混合摩擦(润滑)状态;λ >3时呈流体摩擦(润滑)状态。
Gina Wang (王丽娟)