摩擦磨損
關注創建者：deep 創建時間：2018-07-27
摩擦磨損的視頻教程
workbench 摩擦制動盤磨損案例
第一講：幾何模型建立 第二講：網格劃分 第三講：ARCD等磨損模型和APDL 第四講：設置和注意事項 第五講：后處理出圖 Workbench做旋轉磨損，幾何模型為兩個圓筒，內圓筒旋轉，外圓筒固定，圓筒內部施加周期性內壓。注意版本為17.0哦
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Umeshmotion子程序精講
ABAQUS磨損子程序Umeshmotion可以實現工程結構部件接觸界面的摩擦磨損模擬、燒蝕腐蝕模擬等（接觸界面材料移除的仿真） 本系列課程對Umeshmotion開展細致的講解，課程難度由簡到繁、由易到難，適合工程技術人員和科研人群學習，屬于“階梯式”漸進學習的較為全面系統的系列教學課程。
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摩擦磨損的實例教程
粘附磨損如圖3所示：
圖3 粘附磨損示意圖
粘附磨損表示一個摩擦面的表面一部分由于原子間的相互吸引粘附到另一個摩擦擦面上，這常見于較軟摩擦面中弱約束區域。但是粘附摩擦力和粘附磨損沒有直接的關系，即：較大的粘附摩擦力也可能具有較小的粘附磨損，反之亦然。粘附磨損的公式為V=KNd/H. V 為磨損的體積，K為磨損系數，d為累積滑移位移，H為較軟摩擦表面的硬度。K值對于不同材料組成的摩擦系統取值較小，而對于相似的材料取值較大。這就解釋了盡管表面硬度近似相同的半硬盒黃銅與低碳鋼摩擦的磨損要比低碳鋼與低碳鋼的摩擦帶來的磨損小的多。
除了粘附磨損外，還有就是磨粒磨損。如下圖所示：
圖4 磨粒磨損
磨粒磨損是由于犁溝效應引起，即犁溝效應產生的小硬顆粒在兩摩擦面之間滑動,進而加速磨損。
文章所進行試驗的摩擦試件均由鋼材組成，摩擦系統構成如圖5所示：
圖5測試的摩擦系統
且不同等級的鋼材摩擦片可假定具有相似的兼容性。因此，當摩擦面開始滑移時，由于摩擦面表面存在氧化物，所以有效接觸面積較小，因此粘附摩擦力較小。隨著摩擦的進行，摩擦表面的氧化物剝落，摩擦表面的有效接觸面積大大提高，進而粘附摩擦力也大為提高，并進入了穩定的摩擦階段，且此階段的摩擦特征取決于摩擦片材料的力學特征和隨后的磨損機制。盡管不同等級鋼材存在不同的晶體構造和合金元素可能影響摩擦材料的兼容性，但這些影響被證實是微小的。
對于不同等級鋼材制作的摩擦片,一個顯著不同是材料的硬度，這可能會對改善摩擦性能有積極作用。在摩擦學應用中，兩摩擦面材料應選擇不同表面硬度的材料制作。這樣的組合可以較好地改善摩擦的性能。學者指出，較硬的摩擦更加耐磨，可以降低摩擦表面的粘附磨損。
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優點
非接觸軸承，低摩擦
寬范圍的轉速操作能力：從0rpm至350000rpm以上
這些主軸具特有的高剛性和高負載能力，可液體冷卻，僅產生低動態偏心。
高旋轉精度，低主軸移動誤差
由于非接觸表面而具有較長的使用壽命
低產熱
缺點
制造過程中要求高幾何精度
需要潔凈且干燥的加壓空氣供應
空氣軸承的最大缺點，大概就是對精度要求高、生產技術難度大了吧，這也是為什么這種在設計負載內，能做到無摩擦、無磨損的軸承沒有普及了。
優點
非接觸軸承，低摩擦
寬范圍的轉速操作能力：從0rpm至350000rpm以上
這些主軸具特有的高剛性和高負載能力，可液體冷卻，僅產生低動態偏心。
高旋轉精度，低主軸移動誤差
由于非接觸表面而具有較長的使用壽命
低產熱
缺點
制造過程中要求高幾何精度
需要潔凈且干燥的加壓空氣供應
空氣軸承的最大缺點，大概就是對精度要求高、生產技術難度大了吧，這也是為什么這種在設計負載內，能做到無摩擦、無磨損的軸承沒有普及了。
有沒有一種軸承，只要不超過它的設計負載，軸承就不會產生摩擦和磨損？答案是有的，就是空氣軸承。
今天我們就來聊聊空氣軸承是什么，以及為什么要使用空氣軸承。
什么是空氣軸承？
大多數人在說到軸承時，通常會想到滾珠軸承。在此類軸承中，固定表面和移動表面被一系列潤滑滾珠隔離。這些滾珠沿著特殊軌道或滾道運動。也許最常見的應用，是一個軸在固定的輪轂內旋轉，例如汽車或自行車前輪上的驅動軸。
在空氣軸承中，滾珠由氣墊代替。空氣軸承最為人熟知的應用之一或許是氣墊船。
巨大的風扇在氣墊船下方吹動空氣，通過彈性橡膠 “裙邊” 阻止空氣的逸出。氣墊船下方所產生的高氣壓能夠支撐船體重量，因而使其漂浮在氣墊上。巨大的氣墊不僅起到支撐船體重量的作用，而且還作為一個軟彈簧使船體平穩地漂浮在粗糙的陸地表面或水面上。
可將同樣的原理運用在轉軸軸承。將高壓空氣注入轉軸和固定軸承之間的空隙中。該空隙非常小（約為 0.01 毫米），從而使得空隙中的空氣壓力保持不變。而且，這一狹小的空隙也顯著降低了氣墊的“彈性”，從而使軸非常精確地固定，即僅可產生低動態偏心。由于摩擦力很低，軸便可以自由地旋轉，而且空氣壓力可確保轉軸不與固定軸承表面相接觸。
空氣軸承最常用的氣體介質是空氣，根據不同需要也可以是氮氣、氫氣、氦氣、二氧化碳等等。如今在一些先進的機械設備中，需要更高精度、更長使用壽命和更大承載能力的軸承，空氣軸承就能滿足這樣的要求。
為什么使用空氣軸承？
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運動部件磨損：工作臺的核心運動部件，如滾動直線導軌和滾珠絲杠，在長期往復運動中會發生摩擦磨損-1-5。這種磨損會導致定和位精度逐步下降，比較終影響加工質量-5。
表面冷作硬化：長期承受工件沖擊和壓力，工作臺表面的金屬會因“冷作硬化”而變脆，產生內應力，比較終導致工作臺中部凸起變形-4-7。重型機床工作臺（如龍門刨床）此現象尤為明顯，變形量可達0.3-0.8mm-4。
高和端配置：部分精和密機型采用靜壓導軌技術，形成油膜消除摩擦，具備無磨損、移動平穩、減震性好的顯著優勢。
剛性與承載：強和力切削的保障
面對重切削和大型工件，優異的剛性和承載能力是關鍵：
高強度結構：通過筋板式或箱體式結構設計，并采用經過有限元分析優化的高剛性基座，大幅提升了抗變形能力和多向力矩承載力。
礦井深度動輒數百米，罐籠每天往復運行上百次，拖纜在長期彎曲、拉伸、摩擦中極易磨損破皮，輕則信號中斷，重則漏電觸電，甚至引發電氣火花。
潞安化工余吾煤業的實踐揭示了拖纜方案的深層痛點：該礦副立井提升機運行高度達到558.9米，供電線路需要經過長距離輸送，涉及防爆措施、接地保護、過載保護等多種安全配置。
磨削液的科學選用方法解析2個月前
加工碳鋼、鑄鐵等黑色金屬時，需優先選擇兼具良好防銹性與抗磨性的磨削液，既能在金屬表面形成防護膜，避免工序間銹蝕，又能減少砂輪與工件的摩擦，降低砂輪磨損；加工鋁合金、銅合金等有色金屬，要選用無腐蝕性、防氧化的磨削液，防止工件表面出現斑點、變色、晶間腐蝕等問題；針對光學玻璃、電子陶瓷、藍寶石等精密非金屬材質，需選用清潔性出眾、無殘留、低泡的磨削液，避免磨屑殘留影響工件表面光潔度，同時防止磨削液對精密材質造成腐蝕或脫膜
形成油膜：這些微小的凹痕可以儲存潤滑油，減少工件與平臺之間的摩擦和磨損，提高使用壽命。
4. 核心結構：筋板式箱體
你可能會好奇，這么重的平臺為什么不會壓彎自己？秘密在于其底部的設計。平臺通常采用“箱型筋板式”結構，內部有縱橫交錯的加強筋（類似蜂窩或網格）。這種結構能以比較少的材料獲得比較大的抗彎曲強度和剛性，確保在承受巨大載荷時，工作面依然平整如初。
其能在刀具與工件表面形成牢固油膜，有效減少金屬摩擦與刀具磨損，尤其適合重載、低速加工場景，可避免工件出現劃痕、燒傷等缺陷。但切削油冷卻性較差，且不易清洗，長期使用可能因積碳影響加工精度，同時環保處理成本相對較高。 切削液則分為乳化液（微乳半合成、全合成）等水基類型，以水為載體搭配化學添加劑制成，兼具冷卻與清潔雙重優勢。
磨削常用切削液類型及應用解析3個月前
油性切削液以礦物油為基礎，添加油性劑、極壓劑等成分，潤滑性能出眾，能在磨具與工件表面形成牢固油膜，有效減少磨削過程中的摩擦磨損，特別適合高精度磨削加工。其優勢在于抗磨性強、穩定性好，能避免工件表面出現劃痕、燒傷等缺陷，但冷卻和清洗能力較弱，且不適合高速磨削場景，多用于重載低速的磨削工藝，如大型齒輪、軸承的精磨加工。
</p><p><span style="color: rgb(51, 112, 255);">? </span>磨損速率與摩擦能密度耗散率成正比。
參考文獻：
[1]郝菊文.渦旋壓縮機動渦旋盤齒頂摩擦磨損特性的研究[D].蘭州理工大學,2024.
