69精品久久久久9999 摩擦磨损试验机的起源

早期人类靠捕鱼为生，过着茹毛饮血的生活。传说遂人氏发现，鸟在啄燧 木时，有火星迸出，于是从中受到启发，折燧木枝以钻木取火；这在古籍 《韩非子 · 五蠹》、《拾遗记》、《古史考》以及《汉书》中都有记载。钻木取火是非常伟大的发 明，从此，人类脱离了茹毛饮血的生活，从而进入文明时 代。钻木取火的根据是摩 擦生热原理。木头这种材料本身较为粗糙，在 摩擦 时， 摩擦 力较大 ，会产生大量的 热量，加之木材本身就是易燃物，所以就会生出火来。在旧石器时 代晚期，爪哇的 猿人、北京猿人及后来的海德堡人、尼安德特人 等都掌握了钻木取火和用火石 摩擦 取火的技能。这种对 摩擦 取火的灵感很可能来自于现实生活中所见到的自然现 象：干燥的树枝或者是草在风的作用下互相 摩擦 起火。电影《鲁滨 逊漂流记》中的 主人公漂流到荒岛上钻木取火的镜头令人印象深刻。几经尝试，鲁滨逊的手都被 木刺扎破了，火才被点着，可见最为原始的钻木取 火还是非常困难的。直至新石器 时代，人类发明了皮带钻和弓钻以及用鹿角、骨头、石头做成 的轴承，钻木取火才逐 渐容易起来。据调查，黎族地区至今还保留着人工取火的传统。

钻木取火可以看作人类最早掌握的与 摩擦 相关的科学 与技术之一。 摩擦 科学与技术所研究的内容本质上是一种自然现象，任何物体接触表面的相对运动都存 在着 摩擦 ，有 摩擦 就必然会产生能量消耗或表面 材料的 磨损 ，利用 摩擦 或降低 摩擦 是人类在发展过程中与自然作斗争的重要内容。 摩擦 科学与技术也是自然科学与 社会科学相结合的产物。这种自然科学与社会进步统一的学科特征， 为不同时代 的科学家在 摩擦 科学与技术领域的研究提供了挑战，也为 摩擦 科学与 技术的发展 提供了机遇。单单就钻木取火所用装置本身来说，后来人们开始采用鹿 角或骨头制作的轴承。出现的与 摩擦 有关典型器件可以归结如下。

公元前3500年，人们开始使用车轮；而出现轮式运输工具的最早证据是美国 考古学家 Baldia 在位于叙利亚的晚期 Uruk 遗址发现的，那里出土了一个 带有轮子 的模型和“货车"的壁画，这些东西是先民在距今6400~6500年前留下的。

几乎所有的文明古国早在几千年前就用藤、竹编成索，借以过 河渡人，我国古 代称为 “悬渡"或“溜索"。通常认为是怒族人发明和使用溜索，据说最早是因为他 们看见蜘蛛在树间织网、来回爬行而受到启发；李约瑟认为南美洲的古索桥是约公 元前7世纪由中国人传到那里的。

公元前2000年左右，我国出现涉及系统的 摩擦 科学与技术的产品如古代战 车、滑车以及木制 滑动 轴承等。

公元前1880年，古代埃及人使用滑橇搬运巨大石像，其 中有人将滑 道上 喷洒 液体，可能是某种润滑剂；著名专家道森 (Dowson) 估计搬运过程的 摩擦系数 约 为0.23。

据《物原》记载： “史佚始作辘护"。史佚是周代初期的史官。早在公元前 1100多年前汉族劳动人民已经发明了辘韩。到春秋时期，辘护就已经流行。

公元40年，罗马帝国的尼米湖曾出现推力球轴承；至公元1世纪左右，罗马帝国辉煌的一段时间里，军队工程师利用 摩擦 科学与技术设计作战机械和防御工事。

对 摩擦 科学与技术提出科学论断的一位科学家是文艺复兴时代的达 ·芬奇(LeonardoDaVinci,1452—1519),他是一位杰出的工程师和艺术家，他的探索精神使他具有广泛的研究兴趣。除了在哲学和艺术领域卓有成就外，他对 摩擦 科学与技术方面的研究同样作出了不朽的贡献。如在对机器的设计中，观察到摩擦的约束本质以及 摩擦 对螺旋千斤顶及齿轮结构的影响；他最先提出了 摩擦 的科 学定义，通过对处于水平和倾斜面上两物体的 摩擦 阻力的测量，总结出 摩擦 力取决于法向载荷而与名义接触面积无关，并定义 摩擦系数 是 摩擦 力与法向载荷之比，并 得出其比值为0.25,这是人类对 摩擦 力进行定量的研究。遗憾的是，这些工 作在很长时间都未出版，他的这些工作并没有对科技产 生重大作用。

在16世纪，轴承材料有了很大发展。1684年， Hooke 把钢轴颈和青铜轴瓦组 合成车轮轴承，它比木质轴颈与铁质轴瓦的组合要好得多。

在此期间，有关 摩擦 科学和技术领域的文字记录非常少，直到1699年，法国物 理学家阿蒙顿 (Amontons) 研究了两个平面之间的干 摩擦 之后，再次发现 摩擦 学的 两个定律：第一，阻止界面 滑动 的 摩擦 力与正压力成正比；第二， 摩擦 力的大小与接 触面积无关。他在 摩擦 科学技术方面有其见解，特别是在 摩擦 阻力的测量 方面开展了大量的工作：以铜、铁、铅和木材等不同材料组成配对副，并在 摩擦 时在 界面涂抹油脂，采用弹簧加载方法测量系结在弹 簧一端的滑头开始 滑动 时所需的 力。他认为，虽然材料的组合及滑头大小不同，但所测量的结果基本相近，即 摩擦 阻力约为法向载荷的1/3。另外，他认真地研究了 摩擦 过程，认为 摩擦 阻力是 摩擦 界面微凸体间互相啮合的结果，从而揭示了表面粗糙度对 摩擦 的影响作用，也为古 典的 摩擦 理论——机械学说奠定了基础。阿蒙顿在 摩擦 领域的研究使他 在 摩擦 学 发展的占有重要地位。在17世纪末，大学 生们的机械设计课程几乎不考虑 摩擦 ，因而在所有的与运动相关的课程中，机器对 摩擦 的影响都没有引起足够的重视；而 摩擦 对机器性能的影响在当时已显得非常明 显，因此他提议在大学机械设计 课程中设置 摩擦 学内容，从此造就了一代代具有 摩擦 学知识的机械工程师。

这些发现后来被法国物理学家库仑 (Coulomb) 修正，他补充了第三条 摩擦 定 律，即 滑动摩擦 力与速率无关，并且对静 摩擦 和动 摩擦 作了明确的区分。可以说， 库仑是18世纪 摩擦 学领域代表性的人物。为了探讨工况因素对 摩擦 的影响， 他将不同材料，在不同的润滑状态、速度、应力和试验时间(从0.5s到4d)条 件下 测量其 摩擦 阻力(对于有些材料，他还考虑了湿度、温度和真空等环境因素)。 库 仑基于测量结果从如下角度进行了讨论： ①在“库仑"接触过程中材料及表面层的 性质； ②表面积的范围；③法向载荷；④接触时间对 摩擦 的影响。他得出如下结论： 多数情况下， 摩擦 与载荷成正比而与接触表面无关；黏附对 摩擦 有影响，但比例非 常小。

几乎是同一时代，牛顿 (Newton) 在1668年提出了黏性流体的基本理论。一 直到19世纪后期，人们对 摩擦 科学技术中的润滑作用才有了科学认识。实际上， 人们对流体动力润滑原理的认识，始于1884年 Tower 的试验 研究、1886年雷诺 (Reynolds) 对其进行的理论解释以及潘曲夫 (Petroff) 的相关工作。此后，为了提 高新型机械的轴承可靠性，流体动力轴承的理论及实践发展得非常快。相对于摩 擦和润滑的理论和技术的发展而言， 磨损 研究起步较晚，它基于大量的试验工作。 直到20世纪中期，对 磨损 进行的研究还比较少。霍尔姆 ( Holm) 是最早对 磨损 研 究做出实质性贡献的先驱者之一。

随着两次工业革命的洗礼以及第三次工业革命的酝酿，蒸汽 时代结束电气时 代的到来，工业的巨大发展推动了 摩擦 科学与技术的发展 ，对 摩擦 科技各方面知识 的需求也急速增长，有必要将现有的知识组合产生一门新的学科。