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DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.250
摘 要：摩擦现象在自然界客观存在，人类文明的进步离不开摩擦。与其他事物一样，摩擦现象也具有两面性，为了用好摩擦为人类造福，我们必须在认识和掌握摩擦规律基础上，采取“扬利抑弊”的指导思想，以体会应用理论知识解决生产生活问题的重要意义。
关键词：因势利导 摩擦 利弊 应用
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0250-02摩擦应用的历史，上起远古中的钻木取火，下至当今的纳米摩擦技术，可以说人类文明在很大程度上离不开摩擦。与其他事物一样，摩擦也是一把双刃剑，时常使人们喜忧参半。试想如果我们处在一个无摩擦的世界，大家衣、食、住、行都非常困难，例如打好的领带一松手马上就会松散，抓取物品比捉泥鳅还滑，走路如履薄冰，一不小心就会前倒后倾，当地球表面上发生山体滑坡、火山地震、海啸雪崩等自然灾时，由于没有摩擦保护神，这些灾难很难在短时间内得到控制和平息，它们将会给人类带来致命性的后果。同时，摩擦的弊端也处处可见，譬如行驶的汽车，为了克服摩擦必须消耗汽油，时间久了，部分零件和轮胎因磨损必需定期修理和更换。据有关资料报道，人类为了克服各类摩擦需要消耗很多能量，世界上约30%的能量消耗于摩擦，机械工业中50%的原材料用于生产维修用的配件，这些更换的零件中有80%是由于磨损报废的。既然摩擦具有两面性，在分析和应用摩擦时，如何遵循“扬利抑弊”行为准则，对用好摩擦服务人类具有重要的意义。
1 影响不同摩擦的决定因素
摩擦通常包括干摩擦和湿摩擦两种形式，干摩擦指固体之间的摩擦，分为静滑动摩擦力、动滑动摩擦力和滚动摩擦力，静滑动摩擦力是一种随外力而改变的摩擦力，大小为0≤≤，它的最大值满足静摩擦定律，当外力大于此值时，摩擦力转化为动滑动摩擦力又符合动摩擦定律，显然和都与相互接触物体的材料种类、表面状况和接触面正压力有关。在相同条件下，滚动摩擦远远小于滑动摩擦，常用滚动摩擦力偶矩（0≤≤）表示，其最大值满足滚动摩擦定律，三个摩擦计算公式都表明不同干摩擦力均与两物体接触面正压力和摩擦系数等因素有关。湿摩擦指固体与液体或气体之间的摩擦，根据牛顿流体内摩擦定律可知，与干摩擦相比，两者之间存在很大差异，静止流体无摩擦力，流体摩擦与法向正压力无关，但与流体粘性系数、接触面积、运动速度和流体厚度存在密切关系，其中运动速度对流体摩擦的影响比其对干摩擦的影响大得多，粘性系数主要取决于受流体种类、环境温度和工作压力等因素。
2 “扬利抑弊”思想在摩擦利用中的体现
摩擦是一种极为普遍的现象，这种普遍致使我们对它的存在可能视而不见，习以为常，试想世界末日来临之前，由于某种神秘原因摩擦力突然不复存在。起床无法爬起穿衣，鞋带刚一打结就散，洗脸洗手洗不干净，吃饭拿不起筷子，走路寸步难行，骑车无法前进，写字困难重重……诸多现象，也许你现在意识到无摩擦的世界是苦不堪言，还是赶快回到我们的摩擦世界，让一切依靠摩擦的可行之事都变得水到渠成吧。
在机械传动中，带传动是利用摩擦进行传动的典型机构，为了增大摩擦力，采用摩擦系数较大且耐磨的橡胶制作带（橡胶与钢的摩擦系数约為0.8），借助皮带张紧轮装置增大带与带轮正压力，且张紧轮安装尽量靠近大轮，以免影响小带轮包角的减小，还可以通过设计三角带改变摩擦面为槽面增大摩擦力。另外，人们利用摩擦自锁原理也解决了许多问题，例如打结的领带、劈柴的斧头、爬电杆的套钩、安装机床的楔铁、输送物料的传送带……都是摩擦自锁在实践中的应用。在机械工业中，连接螺纹牙型采用三角形轮廓，主要考虑满足自锁条件和增大摩擦，防止拧紧螺纹受外界干扰而松退，螺旋千斤顶之所以能支起汽车，虎钳能加紧工件，都是螺纹自锁的具体应用。再者，许多工具和刀具的柄都利用了楔铁的自锁条件，譬如按莫氏锥度制造的麻花钻柄，极易装入主轴锥孔，钻削时钻头也不会自动退出，并能依靠摩擦力使钻头固定在主轴上进行钻孔，体现了小锥角锥柄的结构设计的多重用途。
在机械制造过程中，钳工划线、刀具刃磨、磨削加工、喷砂处理更离不开摩擦。随着现代工业水平的发展，人们利用摩擦发热原理制成摩擦焊，焊接时，当不转的工件被压力推向旋转工件使两者端面产生挤压摩擦作用，这时端面局部金属因加热至塑性状态而被挤出形成飞边，待机器停止运转后，材料迅速冷却成一整体，这种焊接方法能够将两种不同的金属快速焊接在一起。利用摩擦发热原理，还可以制成无齿锯，虽然切割时因为噪音大现已被淘汰，但作为利用摩擦发热的一个方面，还是值得一提的。
3 “扬利抑弊”思想在摩擦限制中的体现
在有些场合，摩擦也给我们带来许多坏处，在各种机械工作中，许多零件的磨损、机构的卡死、机器设备的振动和噪音、机械效率和润滑条件的下降无不与摩擦导致的后果有关。尽管如此，我们仍然要发挥人类改造自然的主观能动性，遵循因势利导，扬利抑弊的思想准则，想方设法将这类摩擦的危害性限制到最小，例如为了减少旅客的劳累，人们设计出带有滚轮的手拉行李箱，为了避免零件因干摩擦而过早失效，许多机械设备引入润滑系统。在机械工程中，有关摩擦、磨损和润滑方面的研究一直是人们关注的课题，一旦研究成果能够转化为减小摩擦的思路和举措，它将给机械行业带来巨大的经济效益。
在这里，不妨看看人们对轴承进行优化设计的各种方案，起初人们在轴瓦上浇铸耐磨合金形成轴承衬套，利用合金组织结构形成储油窝以存留润滑油，后来人们又采用粉末冶金成形工艺，用铜和铁作为基体材料，将烧结侵油后的轴承直接安装使用，不需添加润滑油，因此称为自润滑轴承。以上两种轴承的润滑属于混合润滑条件，当轴高速旋转时，人们借助油液粘性产生楔形油膜设计出动压轴承，这种流体润滑条件虽优于混合润滑条件，但工作过程受低速的制约，当轴在起停时由于转速过低往往会破坏楔形油膜，为此人们又研制了静压轴承来弥补这种缺陷和不足。考虑空气粘性比油小几十倍，人们又将静压轴承工作原理迁移到机床导轨上，研制了静压导轨和气垫导轨，进一步改善了这些设备的润滑条件和工作精度。
在许多机械和仪器设备中，人们还广泛采用滚动轴承来减小摩擦，通常在保持架球窝中嵌入二硫化钼和聚四氟乙烯固体润滑剂制成的垫片，可制成自润滑滚动轴承。随着工业技术的发展，人们又利用滚动摩擦制成了滚动导轨和滚珠丝杠，极大地降低了摩擦作用，提高了工作效率。在进行机械加工时，由于切削力的作用致使刀具与工件接触摩擦而发热，可使刀刃局部温度升至900～1 000℃，这样的温度足以使碳素工具钢刀具因退火变软而失去高温红硬性，最终不能正常工作，因此我们更多的使用高速钢和硬质合金刀具，在磨削加工时，常会因摩擦升温而导致零件表面品质降低的现象，一般可通过不断喷射冷却剂使工件处于冷却状态。
4 结语
在日常生活和工业生产中，摩擦是一把可爱的双刃剑，没有它我们无法生存和从事生产活动，虽然它的存在有时会给我们带来困扰和危害，但我们决不能就此而因噎废食。正确的做法是：持辩证的态度审视摩擦的利与弊，不断探究摩擦所蕴含的运行之道，采取“因地制宜、扬利抑弊”的思维方法，将道法自然的哲学思想贯穿于摩擦问题解决的始终，只有这样，才能在认识摩擦中不断提升人类驾驭摩擦的能力，才能使人类真正从必然王国走向自由王国，最终实现摩擦为人类服务的真正梦想。
参考文献
[1] 禹加宽.工程力学[M].北京：北京理工大学出版社，2009.
[2] 崔海霞.奇妙的摩擦世界[M].北京：科学出版社，2010.
[3] 杨立宝.机械摩擦的利用与限制[J].农机使用与维修，2013（2）：86-87.
摘 要：摩擦现象在自然界客观存在，人类文明的进步离不开摩擦。与其他事物一样，摩擦现象也具有两面性，为了用好摩擦为人类造福，我们必须在认识和掌握摩擦规律基础上，采取“扬利抑弊”的指导思想，以体会应用理论知识解决生产生活问题的重要意义。
关键词：因势利导 摩擦 利弊 应用
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0250-02摩擦应用的历史，上起远古中的钻木取火，下至当今的纳米摩擦技术，可以说人类文明在很大程度上离不开摩擦。与其他事物一样，摩擦也是一把双刃剑，时常使人们喜忧参半。试想如果我们处在一个无摩擦的世界，大家衣、食、住、行都非常困难，例如打好的领带一松手马上就会松散，抓取物品比捉泥鳅还滑，走路如履薄冰，一不小心就会前倒后倾，当地球表面上发生山体滑坡、火山地震、海啸雪崩等自然灾时，由于没有摩擦保护神，这些灾难很难在短时间内得到控制和平息，它们将会给人类带来致命性的后果。同时，摩擦的弊端也处处可见，譬如行驶的汽车，为了克服摩擦必须消耗汽油，时间久了，部分零件和轮胎因磨损必需定期修理和更换。据有关资料报道，人类为了克服各类摩擦需要消耗很多能量，世界上约30%的能量消耗于摩擦，机械工业中50%的原材料用于生产维修用的配件，这些更换的零件中有80%是由于磨损报废的。既然摩擦具有两面性，在分析和应用摩擦时，如何遵循“扬利抑弊”行为准则，对用好摩擦服务人类具有重要的意义。
1 影响不同摩擦的决定因素
摩擦通常包括干摩擦和湿摩擦两种形式，干摩擦指固体之间的摩擦，分为静滑动摩擦力、动滑动摩擦力和滚动摩擦力，静滑动摩擦力是一种随外力而改变的摩擦力，大小为0≤≤，它的最大值满足静摩擦定律，当外力大于此值时，摩擦力转化为动滑动摩擦力又符合动摩擦定律，显然和都与相互接触物体的材料种类、表面状况和接触面正压力有关。在相同条件下，滚动摩擦远远小于滑动摩擦，常用滚动摩擦力偶矩（0≤≤）表示，其最大值满足滚动摩擦定律，三个摩擦计算公式都表明不同干摩擦力均与两物体接触面正压力和摩擦系数等因素有关。湿摩擦指固体与液体或气体之间的摩擦，根据牛顿流体内摩擦定律可知，与干摩擦相比，两者之间存在很大差异，静止流体无摩擦力，流体摩擦与法向正压力无关，但与流体粘性系数、接触面积、运动速度和流体厚度存在密切关系，其中运动速度对流体摩擦的影响比其对干摩擦的影响大得多，粘性系数主要取决于受流体种类、环境温度和工作压力等因素。
2 “扬利抑弊”思想在摩擦利用中的体现
摩擦是一种极为普遍的现象，这种普遍致使我们对它的存在可能视而不见，习以为常，试想世界末日来临之前，由于某种神秘原因摩擦力突然不复存在。起床无法爬起穿衣，鞋带刚一打结就散，洗脸洗手洗不干净，吃饭拿不起筷子，走路寸步难行，骑车无法前进，写字困难重重……诸多现象，也许你现在意识到无摩擦的世界是苦不堪言，还是赶快回到我们的摩擦世界，让一切依靠摩擦的可行之事都变得水到渠成吧。
在机械传动中，带传动是利用摩擦进行传动的典型机构，为了增大摩擦力，采用摩擦系数较大且耐磨的橡胶制作带（橡胶与钢的摩擦系数约為0.8），借助皮带张紧轮装置增大带与带轮正压力，且张紧轮安装尽量靠近大轮，以免影响小带轮包角的减小，还可以通过设计三角带改变摩擦面为槽面增大摩擦力。另外，人们利用摩擦自锁原理也解决了许多问题，例如打结的领带、劈柴的斧头、爬电杆的套钩、安装机床的楔铁、输送物料的传送带……都是摩擦自锁在实践中的应用。在机械工业中，连接螺纹牙型采用三角形轮廓，主要考虑满足自锁条件和增大摩擦，防止拧紧螺纹受外界干扰而松退，螺旋千斤顶之所以能支起汽车，虎钳能加紧工件，都是螺纹自锁的具体应用。再者，许多工具和刀具的柄都利用了楔铁的自锁条件，譬如按莫氏锥度制造的麻花钻柄，极易装入主轴锥孔，钻削时钻头也不会自动退出，并能依靠摩擦力使钻头固定在主轴上进行钻孔，体现了小锥角锥柄的结构设计的多重用途。
在机械制造过程中，钳工划线、刀具刃磨、磨削加工、喷砂处理更离不开摩擦。随着现代工业水平的发展，人们利用摩擦发热原理制成摩擦焊，焊接时，当不转的工件被压力推向旋转工件使两者端面产生挤压摩擦作用，这时端面局部金属因加热至塑性状态而被挤出形成飞边，待机器停止运转后，材料迅速冷却成一整体，这种焊接方法能够将两种不同的金属快速焊接在一起。利用摩擦发热原理，还可以制成无齿锯，虽然切割时因为噪音大现已被淘汰，但作为利用摩擦发热的一个方面，还是值得一提的。
3 “扬利抑弊”思想在摩擦限制中的体现
在有些场合，摩擦也给我们带来许多坏处，在各种机械工作中，许多零件的磨损、机构的卡死、机器设备的振动和噪音、机械效率和润滑条件的下降无不与摩擦导致的后果有关。尽管如此，我们仍然要发挥人类改造自然的主观能动性，遵循因势利导，扬利抑弊的思想准则，想方设法将这类摩擦的危害性限制到最小，例如为了减少旅客的劳累，人们设计出带有滚轮的手拉行李箱，为了避免零件因干摩擦而过早失效，许多机械设备引入润滑系统。在机械工程中，有关摩擦、磨损和润滑方面的研究一直是人们关注的课题，一旦研究成果能够转化为减小摩擦的思路和举措，它将给机械行业带来巨大的经济效益。
在这里，不妨看看人们对轴承进行优化设计的各种方案，起初人们在轴瓦上浇铸耐磨合金形成轴承衬套，利用合金组织结构形成储油窝以存留润滑油，后来人们又采用粉末冶金成形工艺，用铜和铁作为基体材料，将烧结侵油后的轴承直接安装使用，不需添加润滑油，因此称为自润滑轴承。以上两种轴承的润滑属于混合润滑条件，当轴高速旋转时，人们借助油液粘性产生楔形油膜设计出动压轴承，这种流体润滑条件虽优于混合润滑条件，但工作过程受低速的制约，当轴在起停时由于转速过低往往会破坏楔形油膜，为此人们又研制了静压轴承来弥补这种缺陷和不足。考虑空气粘性比油小几十倍，人们又将静压轴承工作原理迁移到机床导轨上，研制了静压导轨和气垫导轨，进一步改善了这些设备的润滑条件和工作精度。
在许多机械和仪器设备中，人们还广泛采用滚动轴承来减小摩擦，通常在保持架球窝中嵌入二硫化钼和聚四氟乙烯固体润滑剂制成的垫片，可制成自润滑滚动轴承。随着工业技术的发展，人们又利用滚动摩擦制成了滚动导轨和滚珠丝杠，极大地降低了摩擦作用，提高了工作效率。在进行机械加工时，由于切削力的作用致使刀具与工件接触摩擦而发热，可使刀刃局部温度升至900～1 000℃，这样的温度足以使碳素工具钢刀具因退火变软而失去高温红硬性，最终不能正常工作，因此我们更多的使用高速钢和硬质合金刀具，在磨削加工时，常会因摩擦升温而导致零件表面品质降低的现象，一般可通过不断喷射冷却剂使工件处于冷却状态。
4 结语
在日常生活和工业生产中，摩擦是一把可爱的双刃剑，没有它我们无法生存和从事生产活动，虽然它的存在有时会给我们带来困扰和危害，但我们决不能就此而因噎废食。正确的做法是：持辩证的态度审视摩擦的利与弊，不断探究摩擦所蕴含的运行之道，采取“因地制宜、扬利抑弊”的思维方法，将道法自然的哲学思想贯穿于摩擦问题解决的始终，只有这样，才能在认识摩擦中不断提升人类驾驭摩擦的能力，才能使人类真正从必然王国走向自由王国，最终实现摩擦为人类服务的真正梦想。
参考文献
[1] 禹加宽.工程力学[M].北京：北京理工大学出版社，2009.
[2] 崔海霞.奇妙的摩擦世界[M].北京：科学出版社，2010.
[3] 杨立宝.机械摩擦的利用与限制[J].农机使用与维修，2013（2）：86-87.