摩擦、磨損和潤(rùn)滑是生活和生產(chǎn)中最常見的普遍現(xiàn)象。兩個(gè)相互接觸的金屬表面做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，便會(huì)發(fā)生摩擦和磨損，潤(rùn)滑則是降低摩擦、減小磨損的工藝技術(shù)措施。世界上每年由于摩擦、磨損造成的損失是十分巨大的。就摩擦而言，據(jù)測(cè)算，世界所有能源的1／3～1／2消耗在摩擦上，而通過減少摩擦，僅汽車運(yùn)輸、發(fā)電、機(jī)械、透平等四個(gè)行業(yè)就可節(jié)能11％。（當(dāng)然，摩擦并非一無是處，我們很難想象一個(gè)沒有摩擦的世界。但從運(yùn)動(dòng)機(jī)件應(yīng)用潤(rùn)滑油這種“以人為本”的社會(huì)經(jīng)濟(jì)角度來講，我們希望摩擦越小越好。）磨損給人類社會(huì)造成的損失和危害也是不容低估的。潤(rùn)滑就是在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦接觸面間加入潤(rùn)滑劑，以降低摩擦阻力或節(jié)約能源并減少表面磨損，同時(shí)延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。20世紀(jì)60年代英國(guó)人Jost 正式倡議，將研究摩擦、磨損和潤(rùn)滑這三者的科技知識(shí)形成一門新興科技學(xué)科，定名為摩擦學(xué)（Tribology），已得到世人認(rèn)同，并廣泛開展了相關(guān)科技活動(dòng)。為了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和各種機(jī)器進(jìn)行正確的潤(rùn)滑，必須對(duì)摩擦、磨損和潤(rùn)滑的基本原理有所了解。下面進(jìn)行闡述。

 摩擦的基本概念和類型

兩個(gè)相互接觸的物體，在外力作用下發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上發(fā)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為摩擦。兩個(gè)互相接觸而又發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件，稱為摩擦副。把摩擦副間的接觸面稱為摩擦面。

任何實(shí)際上存在的表面都不是絕對(duì)平滑的，一般都留有加工的痕跡。每個(gè)摩擦件的表面即使經(jīng)過精密加工，放大來看還是凹凸不平的，也就是說有一定的表面粗糙度。如果不加潤(rùn)滑劑，那么互相壓緊的摩擦副在發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)要克服兩種阻力：

①當(dāng)微凸體互相咬住時(shí)，運(yùn)動(dòng)中較硬的物體會(huì)在較軟的物體上犁溝；

②當(dāng)微凸體之間由于受壓變形而發(fā)生粘著和焊連產(chǎn)生的結(jié)點(diǎn)時(shí)，在運(yùn)動(dòng)過程中，結(jié)點(diǎn)會(huì)不斷扯斷和生成。

由此可見，產(chǎn)生摩擦的主要原因是物體表面粗糙度，表面粗糙度越小，則表面越光滑。

至于摩擦的機(jī)理，摩擦的分子-機(jī)械理論認(rèn)為：外摩擦具有雙重特性，即不僅要克服對(duì)偶表面間分子相互作用的連接力，而且還要克服使表面層形狀畸變而引起的機(jī)械阻力（變形阻力）。具體地說，做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的對(duì)偶表面在法向載荷下接觸時(shí)，由于表面粗糙，首先是表面上的微凸體凸峰接觸，相互嚙合，較硬表面微凸體嵌入較軟表面，接觸點(diǎn)的壓力增高，實(shí)際接觸面積增加，當(dāng)壓力達(dá)到壓縮屈服點(diǎn)以后，將產(chǎn)生塑性變形。在表面做切向運(yùn)動(dòng)時(shí)，這些微凸體將“犁削”表面，使表面層畸變。與此同時(shí)在表面間存在分子相互作用的連接力，使表面黏附，生成結(jié)點(diǎn)，嚴(yán)重者生成微小的固相焊合點(diǎn)，在表面做切向運(yùn)動(dòng)時(shí)將這些黏附連接剪斷。

機(jī)械部件之間的摩擦一方面會(huì)無謂消耗有效的能量使之轉(zhuǎn)化為熱能，降低機(jī)械效率；另一方面會(huì)使摩擦件的表面發(fā)生磨損，縮短機(jī)械的使用壽命，所以，一般的機(jī)械部件都要求減小摩擦和降低磨損，以保證機(jī)械設(shè)備能夠正常而高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。

摩擦力F的大小可用摩擦系數(shù)f表示，P為摩擦面上的垂直負(fù)荷。

f=F/P

摩擦系數(shù)f因材料、摩擦的類型及表面粗糙度的不同而不同。

摩擦的類型有不同的分類方法。

（1）按摩擦副的運(yùn)動(dòng)形式分類

①滑動(dòng)摩擦兩接觸物體作相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的摩擦。

②滾動(dòng)摩擦-兩接觸物體沿接觸表面滾動(dòng)時(shí)的摩擦。

③自旋摩擦 物體沿垂直于接觸表面的軸線做自旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦。在分類時(shí)此類摩擦有時(shí)不作為單獨(dú)的摩擦形式出現(xiàn)。

（2）按摩擦副的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類

①靜摩擦一 當(dāng)物體在外力作用下對(duì)另一物體產(chǎn)生微觀預(yù)位移（如彈性和塑性變形等），但尚未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦。在即將開始相對(duì)運(yùn)動(dòng)的瞬間的靜摩擦，稱為最大靜摩擦，或稱極限靜摩擦。此時(shí)的摩擦系數(shù)，稱為靜摩擦系數(shù)，一般在0.41～3.31。

②動(dòng)摩擦-具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩表面之間的摩擦。此時(shí)的摩擦系數(shù)，稱為動(dòng)摩擦系數(shù)，般在0.001～0.9。

（3）按摩擦副表面的潤(rùn)滑狀況分類

①干摩擦-通常是指兩物體表面間名義上無任何形式的潤(rùn)滑劑存在時(shí)的摩擦。嚴(yán)格地說，干摩擦?xí)r在接觸表面上無任何其他介質(zhì)，如自然污染膜、潤(rùn)滑劑膜及濕氣等。

②邊界摩擦做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦副表面之間的摩擦磨損特性與潤(rùn)滑劑膜體積黏度特性關(guān)系不大，而主要是由表面性質(zhì)與極薄層（約為0.1μm以下）的邊界潤(rùn)滑劑性質(zhì)所決定的

摩擦狀況。③流體摩擦摩擦副表面被一層連續(xù)的潤(rùn)滑劑薄膜完全隔開時(shí)的摩擦。這時(shí)流體摩擦發(fā)生在界面的潤(rùn)滑劑膜內(nèi)，摩擦阻力由流體黏性阻力或流變阻力所決定。

④混合摩擦在摩擦副表面之間同時(shí)存在著干摩擦、邊界摩擦和流體摩擦的混合狀

況下的摩擦。

（4）外摩擦與內(nèi)摩擦

①外摩擦 兩個(gè)相互接觸的物體界面之間發(fā)生的摩擦，即一般所指的摩擦。

②內(nèi)摩擦-同一物體內(nèi)諸部分或分子之間發(fā)生的摩擦。內(nèi)摩擦一般發(fā)生在流體潤(rùn)滑劑之內(nèi)，但也可能發(fā)生在固體內(nèi)，如石墨、二硫化鉬等固體潤(rùn)滑劑內(nèi)。

無論哪種形式的摩擦都會(huì)產(chǎn)生能耗、磨損、噪聲、高溫等后果，而潤(rùn)滑可減少這些影響，良好的潤(rùn)滑能提高機(jī)械效率，保證機(jī)械長(zhǎng)期工作，節(jié)約能源和資源。