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機(jī)械摩擦的利用及限制
1、機(jī)械摩擦的基本原理
眾所周知，任何兩個(gè)相互接觸的物體之間存在著或大或小的摩擦。例如人們走路，就是依靠鞋底與路面之問的摩擦力，才實(shí)現(xiàn)了行走�？梢赃@么說，在自然界，摩擦無處不在。
但是，摩擦是一把雙刃劍，它既能為人類傳遞動(dòng)力，也會造成磨損，消耗功率，并且產(chǎn)生摩擦熱和靜電。我們的任務(wù)是，如何在需要的時(shí)候充分利用和放大摩擦的功能，在不需要的時(shí)候克服摩擦帶來的不利影響。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，摩擦力的大小與摩擦面上的正壓力(總壓力在垂直方向的分壓力)成正比，同時(shí)與材料的摩擦系數(shù)成正比。根據(jù)這一物理學(xué)原理，人們逐漸找到了利用或者限制摩擦力的種種方法和途徑。
認(rèn)清機(jī)械摩擦的原理和本質(zhì)，或許對農(nóng)機(jī)駕駛和維修人員自覺地搞好維護(hù)保養(yǎng)有所幫助。
2、機(jī)械摩擦的利用實(shí)例
在農(nóng)業(yè)機(jī)械上，有許多利用機(jī)械摩擦原理的機(jī)構(gòu)，例如：離合器、制動(dòng)器、傳動(dòng)帶、橡膠輪胎以及螺紋連接等等。
另外，有一種不為人熟知的、利用摩擦力實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的裝置——錐度連接。例如有的農(nóng)用車輛的曲軸前端與曲軸帶輪的連接、單缸柴油機(jī)曲軸后端與飛輪的連接、多缸柱塞式噴油泵的凸輪軸與驅(qū)動(dòng)齒輪的連接等。錐度連接的特點(diǎn)是：依靠內(nèi)外錐面結(jié)合而定心，依靠鍵與鍵槽的結(jié)合而定位。無論定心還是定位，都是根據(jù)靜壓力和摩擦原理。
要想使錐度連接牢固和可靠，必須同時(shí)滿足以下三個(gè)條件(即錐度連接三要素)：
(1)軸與孔的錐度一致。如果由于制造誤差或者磨損等原因，造成軸與孔的錐度不一致，它們之間將無法全方位貼合，由于缺乏足夠的摩擦力，所以無法承受軸向載荷，在工作中一受沖擊，容易產(chǎn)生相對移動(dòng)，從而喪失軸向固定作用。
(2)鏈連接可靠。在錐度連接上設(shè)置平鍵或者半月鍵的目的，一是周向固定，二是零件定位。平鍵和半月鍵都是以鍵的兩個(gè)側(cè)面做工作面，靠兩個(gè)側(cè)面?zhèn)鬟f扭矩，所以鍵與鍵槽必須緊密貼合(但是鍵的頂面與軸上的零件之間應(yīng)當(dāng)留有一定的間隙)，否則將喪失周向固定的功能。在實(shí)際使用中，如果鍵松動(dòng)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換，以免產(chǎn)生“滾鍵”事故，那樣會破壞軸與孔的原有的錐度裝配關(guān)系。有的小型柴油機(jī)出現(xiàn)“啟動(dòng)容易而運(yùn)轉(zhuǎn)困難(自動(dòng)熄火)”的怪現(xiàn)象，就是由于曲軸正時(shí)齒輪的平鍵過窄(比標(biāo)準(zhǔn)寬小1.5 mm)，一受負(fù)荷，曲軸與安裝它上面的正時(shí)齒輪發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)，其結(jié)果是活塞提前到達(dá)上止點(diǎn)，造成供油角度過分滯后，因此柴油機(jī)不能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
(3)緊固螺母擰緊牢固。在錐度連接中，軸端螺母與彈簧墊圈(或者平墊圈)配合，起到軸向緊固的作用。為此，在維修中應(yīng)當(dāng)注意以下幾個(gè)問題：
①事先檢查兩個(gè)零件的錐度是否相同，如果不一致，將無法可靠地連接在一起，所以需要更換零件;②務(wù)必按照規(guī)定的扭矩?cái)Q緊緊固螺母;③如果軸的臺階外露，應(yīng)當(dāng)增加一個(gè)適當(dāng)厚度的金屬墊圈，使螺母能夠通過該墊圈可靠地壓緊在連接零件上，防止緊固螺母被軸的臺階擋住而出現(xiàn)假擰緊。
有的機(jī)型的曲軸正時(shí)帶輪與曲軸之間不是采用半月鍵定位，而是依靠曲軸正時(shí)帶輪的錐形內(nèi)孑L與曲軸的錐形端面配合，再通過曲軸帶輪壓緊，借助兩者之間的摩擦力來固定。對于這種結(jié)構(gòu)，不能使用“風(fēng)炮”對曲軸帶輪的螺栓進(jìn)行緊固。因?yàn)樵跊]有固定曲軸的情況下緊固曲軸帶輪的螺栓，有可能出現(xiàn)曲軸隨“風(fēng)炮”旋轉(zhuǎn)而曲軸帶輪不旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致配氣時(shí)刻錯(cuò)亂，進(jìn)而引起活塞頂撞氣門的事故。
3、機(jī)械摩擦的限制措施
實(shí)踐證明，農(nóng)機(jī)零件的損壞，在相當(dāng)多的情況下是由磨損引起的。旋轉(zhuǎn)零件之間(無論金屬零件還是非金屬零件)的干摩擦是機(jī)械傳動(dòng)的大忌。因此，需要盡最大努力減少摩擦損耗。那么，怎樣才能取得最佳的減磨效果呢?
在農(nóng)業(yè)機(jī)械上，普遍采用礦物油作為潤滑劑，并且設(shè)置了專門的潤滑系統(tǒng)。在最常見的軸與孔的配合中，利用潤滑油的楔形力作用，將軸包圍，并且使之浮起。潤滑油的厚度僅僅0.6 m左右，油膜的主要作用是，利用摩擦副間的“油楔”作用，將轉(zhuǎn)軸托起，使軸與孔兩個(gè)零件隔開，變固體之間的摩擦為液體摩擦，或者固體與液體之間的摩擦。
為了達(dá)到理想的液體潤滑狀態(tài)，必須同時(shí)具備以下幾個(gè)條件，一是潤滑油具有一定的壓力，保證油液能夠壓送到配合表面;二是配合間隙不過大也不過小，零件表面不失圓不拉傷，否則不容易形成有效的油膜，或者油膜的強(qiáng)度降低;三是潤滑油要保持清潔，如果潤滑油中夾帶了機(jī)械雜質(zhì)，將妨礙邊界油膜的形成。
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