主动摩擦学设计方法

主动摩擦学设计方法＋

曲庆文

（山东理工大学精密模具重点实验室淄博２５５０１２））

备摘要：摩擦学是研究具有相对运动表面之间的相互关系的学问，摩擦学设计是以摩擦学的麟本观点进行设备

暑运行系统ｒ作状态研究的设计，本文综合当前国内外摩擦学设计的理论和方法，提出主动摩擦学设计的基本概念

＆和设计方法。

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关键词：摩擦学主动摩擦学设计摩擦润滑设计一ｒｎＩｌ、Ａ

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摩擦学是研究相对运动表面的相互作用和应用的

一门科学。其研究范围是相互作用对于机械及传动系

统的影响．具体地说，就是接触表面、润滑介质之间

的能量传递规律的研究。因为任何相对运动都可以被

看做是能量之间的传递和转化，无论以何种方式都是

从一个表面传递到另一个表面，甚至与周围环境之间

传递。摩擦、磨损和润滑就是其具体的表现形式，这

三方面的研究反映能量的不同变化过程。摩擦学是涉

及流体力学、流变学、热力学、表面物理学与表面化

学等，综合材料科学、工程热物理等学科的成果，以

数值计算和表面技术为主要手段的边缘学科，具有多

学科交叉性。摩擦学所研究的问题是摩擦、磨损和润

滑的全程问题，研究的目的是对传动系统的设计予以

指导，以达到设备的工作效率和使用寿命。目前摩擦

学研究已经渗透到各个研究领域，如生态摩擦学、生

物摩擦学、绿色摩擦学等的研究，摩擦学的思想遍及

各个学科…。微型设备的开发利用日益广泛，无论在

医学和其它方面都正朝着这一方向努力，微型设备在

微间隙下运行，其摩擦学问题将是重点要研究的对

象。

摩擦学设计是在摩擦学研究的基础上提出的新的

设计方法，是运用摩擦学的理论、方法、技术和数

据，将摩擦、磨损减小到最低限度，已成为系统设备

发展中具有决定意义的设计领域。提高系统设备的可

靠性和寿命成为现代制造业的首要任务。目前导致系

１２?基盒项目：山东省自然科学基金资助（Ｙ２００２ＦＤ２）

联系人：曲庆文，Ｅ－ｍａｉｌ：ｑＩＩｑｉ“印ｅｎ＠８ｉ㈣砌

统失效的主要原因并不是强度问题，也可以说强度设

计基本上是成熟的，原因在于随着现代化技术的发

展，材料的性能控制达到了新的水平，也出现了许多

新的强度分析方法，使得计算的准确性和可靠性有了

飞跃的发展。失效的主要原因是由于摩擦学问题造成

的，也是大家公认的。摩擦学设计就是为解决这一因

素而兴起的。但是摩擦学设汁所涉及的问题比强度设

计复杂得多，大多数情况下是很难定量分析的。

１摩擦学设计的现状

摩擦学设计是对存在摩擦学特征的系统进行摩

擦、磨损和润滑的计算，到目前为止在我国进行了广

泛的研究，其研究主要应用在大型汽轮发电机、内燃

机、大型工程机械等大功率设备等，其耗损的能量必

须考虑，提高效率是设计的主要出发点。根据系统分

析的观点其研究方法主要集中在如下几个方面。

（１）润滑设计

目前大型系统的轴承设计计算广泛采用润滑设计

方法”１，进行轴承的承载能力、摩擦功耗、油膜稳定

性等问题的核算。高副接触传动和大型工程机械也考

虑润滑设计问题。润滑设计的特点是理论与实验修正

相结合，广泛采用数值解。如以数值解为基础的弹性

流体动力润滑理论，是随着计算机技术和数值分析技

术的迅猛发展而建立的。目前已经建立了分别考虑摩

擦表面的弹性变形、热效应、表面形貌、润滑膜的流

变学特性、非稳态工况等实际因素影响的润滑理论，

《润滑与密封》

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