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間的摩擦力,才實(shí)現(xiàn)了行走?梢赃@么說(shuō),在自然界,摩擦無(wú)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(huì)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(lái)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(duì)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?jī)?nèi)外錐面結(jié)合而定心,依靠鍵與鍵槽的結(jié)合而定位。無(wú)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(wú)法全方位貼合,由于缺乏足夠的摩擦力,所以無(wú)法承受軸向載荷,在工作中一受沖擊,容易產(chǎn)生相對(duì)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?jī)蓚(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(huì)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(guò)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(duì)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(guò)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(wèn)題:
、偈孪葯z查兩個(gè)零件的錐度是否相同,如果不一致,將無(wú)法可靠地連接在一起,所以需要更換零件;
、趧(wù)必按照規(guī)定的扭矩?cái)Q緊緊固螺母;
、廴绻S的臺(tái)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(guò)該墊圈可靠地壓緊在連接零件上,防止緊固螺母被軸的臺(tái)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)孔與曲軸的錐形端面配合,再通過(guò)曲軸帶輪壓緊,借助兩者之間的摩擦力來(lái)固定。對(duì)于這種結(jié)構(gòu),不能使用“風(fēng)炮”對(duì)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(wú)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(rùn)滑劑,并且設(shè)置了專門的潤(rùn)滑系統(tǒng)。在最常見的軸與孔的配合中,利用潤(rùn)滑油的楔形力作用,將軸包圍,并且使之浮起。潤(rùn)滑油的厚度僅僅0. 6 pm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(rùn)滑狀態(tài),必須同時(shí)具備以下幾個(gè)條件,一是潤(rùn)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(guò)大也不過(guò)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(rùn)滑油要保持清潔,如果潤(rùn)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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