第二章 船机零件的摩擦与磨损 船舶机器运转时，其上有相对运动的运动副零件产生配合表面的摩擦，引起表面磨损。即使在正常运转情况下也会由于不可避免的摩擦、磨损使机器性能逐渐变坏，效率降低，甚至完全失效。所以，磨损是船机故障模式，是影响船舶机器正常运转和船舶安全航行的因素。摩擦消耗能量，据估计世界能源的1/3～1/2 消耗在克服摩擦上。目前，船用柴油机的燃油消耗率己降至 163 g/(kW·h) 左右，热效率达 50% 以上，在损失的能量中消耗在运动副摩擦上的能量则占 10% 之多。因此，轮机人员要充分发挥船舶动力装置的效能就必须学习船机零件的摩擦学方面的知识。 摩擦学是研究具有相对运动的相互作用表面的有关理论与实践的一门科学，是近 30 多年来形成的一门边缘科学。摩擦学主要研究摩擦表面、摩擦机理、磨损机理、润滑理论和摩擦学的应用等内容。也可以说，摩擦学是研究摩擦、磨损和润滑之间关系的科学与技术的总称。 第一节 摩擦 一、摩擦表面 相对运动零件相互作用的表面，即摩擦表面的摩擦与磨损情况与其表面的形貌、表面层结构、性能有密切的关系。 1．摩擦表面的形貌和表示方法 机械零件的表面都是经过各种机械加工形成的，表面上加工痕迹是一些大小不同、高低不等、形状各异的峰和谷，使表面粗糙不平。例如，粗车外圆表面产生100～25μm 的粗糙度，抛光或超精研磨的表面产生0.1～0.012μm 的粗糙度。各种加工方法的表面轮廓曲线如图 2-1(a)所示。 零件表面的几何形态称为表面形貌，是由表面的最后加工方法、刀痕、切屑分裂时的变形、刀具与表面的摩擦和加工系统的振动等造成的。零件表面形貌由宏观几何形状、表面波度和粗糙度（微观几何形状）构成，如图 2-1(b)。 宏观几何形状是宏观表面轮廓线与名义几何形状的粗大偏差；表面波度是表面上周期性的波浪形状，介于宏观与微观几何形状之间；粗糙度是微观表面轮廓的几何形状偏差。 表面粗糙度直接影响零件摩擦表面的实际接触面积的大小和实际压强的大小。两个表面接触时，实际接触面积远远小于名义接触面积，仅是名义接触面积的 0.01%～0.1%。零件表面粗糙度直接影响表面的耐磨性、疲劳强度、耐蚀性和配合性质的稳定性。 评定表面粗糙度的方法很多，常用的方法是轮廓算术平均偏差 Ra。Ra 是表面轮廓在取样长度内各点的平均高度，反映了表面粗糙度的大小。图 2-2 示出在取样长度 l 内轮廓表面上各点至轮廓中线 OO 的距离（y1，y2… yn) 绝对...
