摩擦學(xué)課程中油液分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索

盧小輝

摘 要：摩擦學(xué)是我校機(jī)械工程、熱能與動(dòng)力工程等學(xué)科本科生的專業(yè)選修課程。油液分析實(shí)驗(yàn)是摩擦學(xué)課程的主要組成部分，在緊貼工程實(shí)際和行業(yè)需求的基礎(chǔ)上，對(duì)其實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了探索。實(shí)驗(yàn)教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的摩擦學(xué)工程實(shí)踐能力為目標(biāo)，結(jié)合理論知識(shí)，使學(xué)生具備在分析潤(rùn)滑油液的基礎(chǔ)上根據(jù)零部件磨損狀態(tài)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備故障診斷的初步能力。實(shí)驗(yàn)的開展提高了學(xué)生解決相關(guān)工程問(wèn)題的能力，增強(qiáng)了工程意識(shí)和工程素養(yǎng)，為學(xué)生以后從事機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑管理有關(guān)的技術(shù)工作奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：油液分析 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 摩擦學(xué)

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）12（c）-0214-02

Abstract： In our university， tribology is a professional elective course for undergraduate students from the specialties of mechanical engineering， thermal energy and power engineering. Oil analysis experiment is the main component of tribological course. On the basis of the engineering practice and industry demand， the oil analysis experiment is explored in this paper. Cultivating the tribology engineering practical ability for students is the goal of experimental teaching. On the basis of analyzing the lubrication oil and combined with theoretical knowledge， students gain preliminary ability of mechanical equipment fault diagnosis according to the wear conditions of parts. After operating the experiment， the students ability to solve the related engineering problem is improved， the engineering consciousness and engineering quality are enhanced. The oil analysis experiment establishs a good foundation for students work on the related technology of mechanical equipment lubrication management in future.

Key Words： Oil analysis； Experimental teaching； Tribology

摩擦學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，涉及物理、化學(xué)、力學(xué)、熱力學(xué)、材料科學(xué)和機(jī)械學(xué)等多種學(xué)科的理論和應(yīng)用知識(shí)，它研究運(yùn)動(dòng)部件表面的摩擦、磨損和潤(rùn)滑等問(wèn)題[1]。在高校的機(jī)械工程、熱能與動(dòng)力工程等學(xué)科的專業(yè)課教學(xué)中，有關(guān)摩擦學(xué)課程的教學(xué)早已展開，摩擦學(xué)要解決的問(wèn)題大多是工程問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是摩擦學(xué)課程的必要手段，是培養(yǎng)學(xué)生摩擦學(xué)工程實(shí)踐能力的重要途徑。我校開展摩擦學(xué)本科生課程也有十多年的時(shí)間，油液分析實(shí)驗(yàn)是摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的內(nèi)容之一[2]。本文根據(jù)教學(xué)實(shí)踐，對(duì)油液分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和實(shí)施進(jìn)行探討。

1 油液分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦副之間存在摩擦和磨損，為了降低摩擦、減少磨損、延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，要對(duì)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)部位進(jìn)行潤(rùn)滑，通常情況下是在機(jī)械設(shè)備中加入潤(rùn)滑油[3]。潤(rùn)滑油液在設(shè)備中的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部位循環(huán)流動(dòng)時(shí)，設(shè)備的運(yùn)行信息會(huì)在油液中留下痕跡，這些信息主要包括三個(gè)方面：油液本身物理和化學(xué)性質(zhì)的變化，油液中設(shè)備磨損顆粒的分布，油液中外侵物質(zhì)的構(gòu)成以及分布。油液分析就是通過(guò)對(duì)設(shè)備在用油的理化性能指標(biāo)分析、油中磨損金屬顆粒分析及污染產(chǎn)物的分析來(lái)獲取設(shè)備摩擦副潤(rùn)滑和磨損狀態(tài)的信息，從而對(duì)設(shè)備的潤(rùn)滑狀態(tài)及磨損故障進(jìn)行診斷[4]。油液分析技術(shù)是當(dāng)今摩擦學(xué)的一個(gè)非常重要的部分， 不但能反映機(jī)械設(shè)備的磨損程度，而且還能揭示機(jī)械設(shè)備摩擦副的磨損機(jī)理，為改善機(jī)械設(shè)備的工作狀況或改進(jìn)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)，達(dá)到預(yù)防性維修的目的。

油液分析技術(shù)包括對(duì)潤(rùn)滑油液理化性能的分析和油液中磨損微粒分析兩個(gè)方面，是設(shè)備潤(rùn)滑管理與故障診斷的重要技術(shù)手段，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石化、能源、交通運(yùn)輸、建材、冶金等國(guó)家重要產(chǎn)業(yè)。油液分析可以保障機(jī)械設(shè)備正常、可靠運(yùn)行， 提高設(shè)備的運(yùn)行效率， 并且能充分發(fā)掘設(shè)備的潛力和價(jià)值；還可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備合理用油， 防止?jié)櫥土踊瘜?duì)設(shè)備造成的危害， 指導(dǎo)合理?yè)Q油， 延長(zhǎng)設(shè)備換油周期， 實(shí)現(xiàn)設(shè)備的科學(xué)管理，節(jié)約能源，從而降低設(shè)備運(yùn)行成本， 提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[5]。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容

油液分析技術(shù)主要有理化指標(biāo)分析技術(shù)、鐵譜分析技術(shù)、光譜分析技術(shù)和顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)。油液理化指標(biāo)分析可檢測(cè)油液品質(zhì)在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的變化，主要指標(biāo)包括粘度、酸值、水分、閃點(diǎn)和燃點(diǎn)、機(jī)械雜質(zhì)、銅腐蝕、抗乳化性等，是監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備油液變化和磨損的最簡(jiǎn)單最直接的方法。鐵譜分析和光譜分析都是用于對(duì)油液中所含磨損微粒的檢測(cè)，根據(jù)結(jié)果判斷零部件的磨損狀況，從而診斷機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)可檢測(cè)油液中外侵物質(zhì)的構(gòu)成以及分布，除了獲得對(duì)油液污染程度的評(píng)價(jià)，還能夠判斷機(jī)械設(shè)備的磨損速度。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容應(yīng)從摩擦學(xué)理論課程出發(fā)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生要熟悉基本概念、基本原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)方法、操作規(guī)程、注意事項(xiàng)等，在老師的指導(dǎo)下能夠動(dòng)手操作，并結(jié)合理論知識(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠分析磨損類型及成因等。緊貼行業(yè)需求，根據(jù)我校設(shè)備條件，油液分析實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容為理化指標(biāo)分析實(shí)驗(yàn)、鐵譜分析實(shí)驗(yàn)、光譜分析實(shí)驗(yàn)和污染度分析實(shí)驗(yàn)。因場(chǎng)地和課時(shí)情況，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為必做和選做，以便靈活安排。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置如表1所示。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施

實(shí)驗(yàn)的主體是學(xué)生，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生應(yīng)主動(dòng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)和技能的自主遷移。學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，應(yīng)事先根據(jù)編寫的油液分析實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行預(yù)習(xí)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的相關(guān)內(nèi)容。為了提高學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的參與度，對(duì)每批進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生進(jìn)行分組，每組不超過(guò)3人，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成后組間再交叉。每組學(xué)生共同配合完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，共同討論分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。對(duì)于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中碰到的問(wèn)題和困難，指導(dǎo)老師采用啟發(fā)的方式從旁引導(dǎo)，或者由已解決問(wèn)題的別組同學(xué)進(jìn)行指導(dǎo)和解答，培養(yǎng)學(xué)生分析、總結(jié)和概況能力，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)向?qū)嶒?yàn)技能的遷移。實(shí)驗(yàn)成績(jī)占摩擦學(xué)課程總成績(jī)的10%，是考勤、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)與技能、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等綜合考核的結(jié)果。

4 結(jié)語(yǔ)

油液分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)是摩擦學(xué)課程的重要環(huán)節(jié)，與產(chǎn)業(yè)的需求緊密聯(lián)系，針對(duì)性強(qiáng)，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，不僅使學(xué)生加深了解和鞏固已學(xué)的摩擦學(xué)理論知識(shí)和專業(yè)技術(shù)，而且能夠增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)、訓(xùn)練其工程實(shí)踐能力、提高其工程素質(zhì)，從而促進(jìn)機(jī)械潤(rùn)滑工程師和設(shè)備管理人才的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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