第四章 摩擦(第二版)
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1 沈阳工业大学备课用纸
第四章
摩擦、磨损及润滑
摩擦:在正压力作用下,相互接触的两物体相对滑动、或有滑动趋势时,接触面上产生抵抗滑动的阻力,这种现象叫摩擦。产生的阻力叫摩擦力。
磨损:摩擦表面物质的丧失或迁移。
摩擦磨损的后果:对于机器来讲,摩擦会使效率降低,温度升高,表面磨损。过渡的磨损会使机器丧失应有的精度,进而产生振动和噪音,缩短使用寿命。世界上使用的能源大约有 1/3~1/2 消耗于摩擦。机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的,如果能够尽力减少无用的摩擦消耗,便可大量节省能源。
润滑:减小摩擦、磨损、提高机械效率的最常用最有效的方法。
§4-1 摩擦
一、摩擦的种类
内 摩 擦:在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。
外 摩 擦:在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。
静 摩 擦:仅有相对运动趋势时的摩擦。
动 摩 擦:在相对运动进行中的摩擦。
滑动摩擦:物体表面间的运动形式是相对滑动。
滚动摩擦:物体表面间的运动形式是相对滚动。
二、滑动摩擦状态
1. 干摩擦:是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。
2. 边界摩擦:是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开,其摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。1
3.流体摩擦:是指摩擦表面被流体膜隔开,摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。流体摩擦时的摩擦系数最小,且不会有磨损产生,是理想的摩擦状态。(3)
4.混合摩擦:是指摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。混合摩擦能有效降低摩擦阻力,其摩擦系数比边界摩擦时要小得多。31
边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难区分,常统称为混合摩擦(或边界摩擦)。
关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学。
摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损和润滑,以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。
1 第四章 采区巷道布置
地下煤炭开采时,往往将开采水平沿走向划分为若干采区,作为矿井的基本生产单元。在采区范围内开掘一系列巷道,构成完整的采掘、运输、通风、供电和排水等生产系统,称为采区巷道布置。
采区巷道布置根据煤层数目的多少分为:单一煤层巷道布置、煤层群分组联合布置;根据煤层倾角大小分为:采区(盘区)巷道布置、倾斜长壁开采巷道布置。
采区巷道布置设计是矿井生产技术管理的重要工作之一,主要内容包括:上山位置、数目、相对位置确定;上部车场、中部车场和下部车场形式选择;岩石集中巷或底板瓦斯抽采巷道布置;联络巷道布置设计;采煤工作面运输顺槽、回风顺槽、切眼布置;采区煤仓、溜煤眼设计;进、回风斜巷设计;顶板瓦斯抽采巷道或瓦斯排放巷布置设计等。
采区巷道布置是否科学、合理,直接影响到矿井安全生产和经济效益。对采区巷道布置总的要求是;安全可靠,环节简单,运输、通风线路顺,巷道工程量省,设备占用少,车场线路布置和巷道断面有利于提高单产、单进水平,有利于机械化、自动化,巷道层位的选择有利于掘进和维护,在整个服务期限内维护费用低。但生产矿井采区巷道布置中普遍存在以下问题:
1.岩石巷道位置不合理
为采区服务的上下山、进风、回风大巷位于构造带附近或应力集中区,在巷道层位的选择时,没有充分考虑顶底板岩石性质,巷道位于整体岩性较差的层位中,施工和维护成本高。
底板岩石巷道距离煤层的距离要么太近、要么太远,没有综合考虑安全和效益的关系,导致与煤层相联的巷道工程增加,瓦斯抽采的穿层钻孔工程量增大。
2.设计内容不全
设计中图中没有水沟、管线吊挂位置,没有考虑施工时风筒吊挂尺寸、瓦斯抽采时钻机安装尺寸,没有考虑电缆和穿墙管的位置、数量,没有轨道和道岔铺设内容,没有巷道转弯曲线或曲线半径太小;没有考虑巷道中设备安装位置和安装尺寸需求,巷道施工完成后,无法安装设备。图纸中不标注巷道坡度和坡向,也不标注巷道方位角。
3.巷道断面设计不合理
第二章 摩擦、磨损
一、判断题
1. 润滑油的润滑性不同于油的粘度,它表征油膜与金属的吸附能力的强弱。
A.正确 B.错误
2. 流体摩擦及边界摩擦的摩擦性质均取决于摩擦副间润滑剂的粘度。
A.正确 B.错误
3. 边界摩擦润滑的物理吸附膜的吸附强度高于化学吸附膜。
A.正确 B.错误
4. 润滑油的粘度一般随油温度的升高而减小。
A.正确 B.错误
5. 两零件表面之间如果有摩擦,一定产生磨损。
A.正确 B.错误
二、单项选择题
1. 运动粘度ν是动力粘度η与同温下润滑油()的比值
A.密度ρ B.质量m C.相对密度d D.速度v
2. 两摩擦表面间的膜厚比λ>3-5时,其摩擦状态为
A.液体摩擦 B.干摩擦 C.混合摩擦 D.边界摩擦
3. 两摩擦表面被一层液体隔开,摩擦性质取决于液体内部分子间粘附阻力的摩擦状态称为
A.液体摩擦 B.干摩擦 C.混合摩擦 D.边界摩擦
4. 动力粘度η的c.g.s制(绝对单位制)单位为
A.泊(P) B.厘斯(cSt) C.恩氏度(E) D.帕.秒(Pa.s)
5. 现在把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术称为
A.摩擦理论 B.磨损理论 C.润滑理论 D.摩擦学
三、何谓摩擦、磨损?
四、根据摩擦面间存在润滑剂的情况,滑动摩擦能分为几种类型的摩擦?
五、一般零件磨损过程大致可分为哪三个阶段?
第二章第6节 摩擦的利与弊(2)
一、 教学目标
1. 知识目标:
能说出生活中哪些是有益摩擦,哪些是有害摩擦。
能说明摩擦力的利与弊,说出增大和减小摩擦力的具体方法。
2. 技能目标:
通过实验,让学生感知在相同条件下,滚动摩擦要小于滑动摩擦。
3. 情感目标:
能够积极参加实验方案的设计,并能做到主动与他人沟通交流,确立团结合作意识。
能将生活中的具体事例结合到课堂学习中,养成理论与实际相结合的好习惯
二、 教学重点
增大和减小摩擦力的方法
三、 教学难点
1、摩擦力生活中的实际应用
2、学会区分滚动摩擦与滑动摩擦
四、 课的类型
新授课
五、 教学模式
师生共同解决型
六、 课时安排
1个课时
七、 教学进程(具体)
第二课时:
1、复习旧知,导入新课
老师:同学们,在上课之前我们先来回顾一下上节课所学的知识。
老师,很好,经过上节课的学习我们知道了什么是摩擦力,以及影响摩擦力大小的两个因素。
现在我们就要在上节课的基础上来探讨增大和减小摩擦力的方法,以及摩擦力在实际生活中的应用。
老师:我们知道无论是固体、气体还是液体都存在着摩擦力,既然摩擦力的存在这么普遍,同学们你们觉得有摩擦好不好呢?
2、讲授新课
老师:好,大家先别争,请大家翻开书本第62页,看阅读材料“航天器的盔甲——烧蚀材料”。并思考仅从这个材料来看摩擦对航天事业是有利还是有害?
老师:有什么害处?
老师:对,航天器在返回大气时与高速飞行的陨星进入大气时一样,会与空气发生剧烈摩擦,猛烈燃烧,因此为了保护航天器,人类必须用昂贵的耐高温材料制作航天器
摩擦力的害处:使航天器过度发热,逼迫人类用昂贵的耐高温材料制作航天器。
老师:同学们,这是摩擦在航天事业中带来的坏处,在我们周边的生活中,摩擦有什么害处呢?
老师:的确,在平时的生活中,有时候会因为摩擦引起能量的消耗,引起物体的磨损,给我们带来这样那样的不便,但是如果没有了摩擦我们的生活又会变成怎么样?大家讨论两分钟来告诉老师