摩擦磨损 试题

一、名词解释（10小题每题2分共20分）
1、表面的几何形状误差类型
答：机械零件的几何形状误差主要有以下三种类型，：
（1）微观几何形状误差（2）表面波纹度（3）表面粗糙度也叫微观粗糙度
2、赫兹接触
答：就是指圆弧形物体的接触，如圆柱体、球体等曲面物体的接触。

3、机械理论
17~18世纪初，把固体看成是绝对刚体，摩擦现象的解释完全建立在固体表面的几何概念上，认为摩擦式粗糙不平的表面相互机械作用的结果，故称为机械理论。

4、磨粒磨损
答：磨粒磨损是指在摩擦过程中，由于摩擦表面上硬的微突体或摩擦界面上的硬颗粒而引起材料损耗的一种磨损现象（2分）。

5、微动腐蚀磨损
答：两接触表面间没有宏观的相对运动，由于振幅很小的相对滑动产生的磨损称为微动磨损。

如果微动磨损过程中，两表面的化学反应起主要作用时，则可称为微动腐蚀磨损。

（2分）6、弹性流体动压润滑
答：考虑了弹性变形及压粘变化对流体动压润滑的影响称为弹性流体动压润滑（2分）
7、润滑油闪点和燃点
答：将润滑油在规定的条件下加热，其蒸气与周围空气混合形成可燃气体，当与火焰接触时，瞬间闪火的最低温度为该油的闪点。

（1分）若闪火时间长达5秒，则该温度即为这种润滑油的燃点。

（1分）
8、固体润滑剂
答：为防止与保护相互运动的表面不受损害，以及减少摩擦副的摩擦与磨损而在运动表面使用的粉末状或薄膜状的固体物质，即叫固体润滑剂
9、强制润滑
答：用油泵将润滑油等输送到需润滑的机件部位的方法叫强制润滑。

10、摩擦学及摩擦学的研究对象
答：研究发生在作相对运动的表面（界面）上的各种现象产生、变化和发展的规律及其应用的一门科学（1分）。

研究对象摩擦、磨损(包括材料转移)和润滑(包括固体润滑)的原理及其应用。

（1分）。

二、填空题（10小题每题2分共20分）
1、通常所说的表面形状误差是由加工过程的（固有误差）引起的与要求形状的偏差。

2、两个粗糙表面的接触通常是一个（弹性变形）和（塑性变形）并存的混合系统。

3、大气中很少遇到纯净表面，金属表面总有一层膜，它可能是（氧化膜）或（污染膜）。

4、粘着磨损按磨损程度分为（轻微磨损）（涂抹）、（刮伤）、（胶合）和（咬死）五种。

5、在接触疲劳强度的基本准则中，（最大剪应力T max45）准则应用更广泛。

6、机器零件典型磨损过程分为（磨合）阶段、（正常磨损）阶段和（事故磨损）阶段
7、恒量磨损特性的主要参数是（磨损率），经常采用的有(三)种。

8、粘度是液体流动时在液体分子之间的（内摩擦），即流体膜的（剪切阻力）。

9、润滑油的基本构成成分时（基础油）和（添加剂）。

10、润滑脂的基本组分是（基础油）、（稠化剂）、（添加剂）和（稳定剂）。

三、问答题（5小题每题4分共20分）
1、古典摩擦理论有哪几种？
答：1）机械咬合理论。

2）分子吸引理论。

3）库仑摩擦定律。

2、如何依据ψ判断表面接触状态？
答：表面粗糙度Rq增加时，ψ也增大，表示微凸体接触部分容易过渡到塑性变形。

ψ<0.6―――完全弹性接触（1分）
ψ>10―――完全塑性接触（1分）
0.6≤ψ≤10―――弹性和塑性变形同时存在（2分）
3、磨损的定义和特征是什么？
答：磨损是由于机械作用和(或)化学反应(包括热化学、电化学和力化学等反应)，在固体的摩擦表面上产生的一种材料逐渐损耗的现象，这种损耗主要表现为固体表面尺寸和(或)形状的改变。

（2分）
磨损的三个主要特征：1) 磨损是发生在物体上的一种表面现象；2) 磨损是发生在物体摩擦表面上的一种现象，其接触表面必须有相对运动；3) 磨损必然产生物质损耗(包括材料转移)，而且它是具有时变特征的渐进的动态过程。

（2分）
4、选择润滑方法时需考虑的因素有哪些？
答：选择润滑方法时应考虑载荷、速度、摩擦副的运动形式与分布、所选润滑剂的种类、供给量、机器的结构、精密程度和工作环境等。

（1分）
一般对结构简单、小型及低速轻载的机械可采用手工润滑、滴油润滑和油垫润滑等；（1分）对于大型、结构复杂及高速重载的机械，可采用飞溅润滑、油环润滑或强制润滑；（1分）速度更高的滚动轴承或齿轮传动多用油雾润滑。

（1分）
5、摩擦学设计的主要内容是什么？答：（1）材料选择。

（1分）
（2）表面层设计。

（1分）（3）耐磨性结构设计。

（1分）
（4）磨损计算与预测。

（1分）
四、简述题（4小题每题10分共40分）
1、简要介绍摩擦学的几种研究方法及其功能
答：1) 黑箱法：只知其输入值和输出值，但不知其内部结构的系统称为‘黑箱’。

在不了解材料内部的组织结构，或是不考虑其组织结构时，即把材料的内部组织结构看成是一个尚未认识或不能打开的黑箱，而可从其输入与输出的信息以及其二者之间的传递函数来认识与分析材料的摩擦学性能。

输入与输出信息反映了黑箱与周围环境的联系。

而在外部环境恒定条件下的输入信息转换为输出信息的方法或机制(以传递函数表示)反映了黑箱的功能。

（4分）2) 系统辨识方法：通过对系统输入－输出数据的测量和处理，以建立系统数学模型的方法，即系统辨识方法. （2分）
3) 相关法: 在大量试验数据的基础上，建立材料的摩擦学性能Pt与材料表面组织结构参数Si相关性的函数关系的一种方法，即：F(Pt，S1，S2)＝0.应用上述函数关系，通过各种表面技术改变材料表面的组织结构，从而达到控制材料的摩擦学性能的目的。

2、简述不同类型磨损对材料基本性能的要求（4分）。

答：粘着磨损（1分），相互配对材料的溶解度低；在工作表面温度条件下，抗热软化能力好；表面能低; （1分）
磨粒磨损（1分）表面硬度高于磨料硬度；加工硬化性能好;
（1分）接触疲劳（1分）高硬度，高韧性；精加工的加工性能好；流线性好；无硬的非金属夹杂物；表面无微裂纹;
（1分）腐蚀磨损（1分）无钝化作用时，具有较高的抗腐蚀能力；防腐与耐磨性能好; （1分）微动磨损（1分）较高的抗环
境腐蚀与抗磨粒磨损的能力；磨损时形成软的腐蚀产物；相互配对材料具有不相容性;
（1分）
3、简述流体动、静压润滑的工作机理和特点
答：工作原理：当摩擦副起动、制动、正反转、载荷变化等动压润滑条件不能满足时，投
入静压润滑，以保证流体润滑条件；而当摩擦副已进入稳定运行并形成动压润滑膜时，就停止供给压力润滑剂（即停止静压润滑）。

（5分）
特点：流体动、静压润滑是近代出现的较先进的润滑方式，其原理是综合利用动压和静压润滑的优点，避免两者的缺点。

既避免了静压系统能量的消耗，同时也保证了起动、制动等情况下的流体润滑条件，从而达到降低成本，延长机械寿命的目的。

（5分） 4、简述润滑油的生产流程
答： 1）原油加工前的预处理原油中含有石油气、水、盐类和泥沙等杂质，先通过油气分离器，将石油气分离出去。

再进入沉降池中除去泥沙及部分水和盐类。

最后，在15 kV～25 kV 的高压电场下脱盐、脱水。

（3分）
2）将预处理后的原油在初馏塔中加热到220 ℃～250 ℃，从塔顶蒸出轻汽油和残留的水分。

（1分）
3）常压分馏用泵将从初馏塔底得到的拔顶油送入加热炉中加热到360 ℃～370 ℃后，再送入常压分馏塔中。

经分馏，在塔顶可得到低沸点汽油馏分，经冷凝和冷却到30 ℃～40 ℃时，一部分作为塔顶回流液，另一部分作为汽油产品。

此外，还设有1～2个中段回流。

在常压塔中一般有3～4个侧线，分别馏出煤油、轻柴油。

侧线产品是按人们的不同需要而取的不同沸点范围的产品，在不同的流程中并不相同。

有的侧线产品仅为煤油和轻柴油，而重油为塔底产品；有的侧线为煤油、轻柴油和重柴油，而塔底产品为常压渣油。

（3分）
4）减压分馏原油在常压分馏塔中只能分馏出沸点较低的馏分。

大分子烃类在450 ℃以上就会发生裂解反应，使油品变质，并生成焦炭。

将常压塔底出来的重油经加热到410 ℃左右后，送入减压分馏塔中。

在减压蒸馏塔的塔顶得到的是重柴油；在侧线分别得到轻润滑油、中润滑油、重润滑油；经汽提塔汽提后，在塔底得渣油。

（3分）。