摩擦学课程中油液分析实验教学的探索

卢小辉

摘 要：摩擦学是我校机械工程、热能与动力工程等学科本科生的专业选修课程。油液分析实验是摩擦学课程的主要组成部分，在紧贴工程实际和行业需求的基础上，对其实验教学进行了探索。实验教学以培养学生的摩擦学工程实践能力为目标，结合理论知识，使学生具备在分析润滑油液的基础上根据零部件磨损状态进行机械设备故障诊断的初步能力。实验的开展提高了学生解决相关工程问题的能力，增强了工程意识和工程素养，为学生以后从事机械设备润滑管理有关的技术工作奠定了基础。

关键词：油液分析 实验教学 摩擦学

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：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

摩擦学是一门实践性很强的技术基础学科，涉及物理、化学、力学、热力学、材料科学和机械学等多种学科的理论和应用知识，它研究运动部件表面的摩擦、磨损和润滑等问题[1]。在高校的机械工程、热能与动力工程等学科的专业课教学中，有关摩擦学课程的教学早已展开，摩擦学要解决的问题大多是工程问题，实验教学是摩擦学课程的必要手段，是培养学生摩擦学工程实践能力的重要途径。我校开展摩擦学本科生课程也有十多年的时间，油液分析实验是摩擦学实验教学体系的内容之一[2]。本文根据教学实践，对油液分析实验教学的内容和实施进行探討。

1 油液分析实验教学的意义

在机械设备运转过程中，相对运动的摩擦副之间存在摩擦和磨损，为了降低摩擦、减少磨损、延长设备的使用寿命，要对设备的运转部位进行润滑，通常情况下是在机械设备中加入润滑油[3]。润滑油液在设备中的各个运动部位循环流动时，设备的运行信息会在油液中留下痕迹，这些信息主要包括三个方面：油液本身物理和化学性质的变化，油液中设备磨损颗粒的分布，油液中外侵物质的构成以及分布。油液分析就是通过对设备在用油的理化性能指标分析、油中磨损金属颗粒分析及污染产物的分析来获取设备摩擦副润滑和磨损状态的信息，从而对设备的润滑状态及磨损故障进行诊断[4]。油液分析技术是当今摩擦学的一个非常重要的部分， 不但能反映机械设备的磨损程度，而且还能揭示机械设备摩擦副的磨损机理，为改善机械设备的工作状况或改进机械设备的设计提供重要依据，达到预防性维修的目的。

油液分析技术包括对润滑油液理化性能的分析和油液中磨损微粒分析两个方面，是设备润滑管理与故障诊断的重要技术手段，广泛应用于钢铁、石化、能源、交通运输、建材、冶金等国家重要产业。油液分析可以保障机械设备正常、可靠运行， 提高设备的运行效率， 并且能充分发掘设备的潜力和价值；还可以实现设备合理用油， 防止润滑油劣化对设备造成的危害， 指导合理换油， 延长设备换油周期， 实现设备的科学管理，节约能源，从而降低设备运行成本， 提高企业的经济效益[5]。

2 实验教学的内容

油液分析技术主要有理化指标分析技术、铁谱分析技术、光谱分析技术和颗粒计数技术。油液理化指标分析可检测油液品质在设备运行过程中的变化，主要指标包括粘度、酸值、水分、闪点和燃点、机械杂质、铜腐蚀、抗乳化性等，是监测机械设备油液变化和磨损的最简单最直接的方法。铁谱分析和光谱分析都是用于对油液中所含磨损微粒的检测，根据结果判断零部件的磨损状况，从而诊断机械设备的运行状态。颗粒计数技术可检测油液中外侵物质的构成以及分布，除了获得对油液污染程度的评价，还能够判断机械设备的磨损速度。

实验教学的内容应从摩擦学理论课程出发，在实验过程中，学生要熟悉基本概念、基本原理、实验目的、实验方法、操作规程、注意事项等，在老师的指导下能够动手操作，并结合理论知识根据实验结果能够分析磨损类型及成因等。紧贴行业需求，根据我校设备条件，油液分析实验主要内容为理化指标分析实验、铁谱分析实验、光谱分析实验和污染度分析实验。因场地和课时情况，实验项目分为必做和选做，以便灵活安排。实验内容的设置如表1所示。

3 实验教学的实施

实验的主体是学生，实验教学过程中学生应主动实验，实现知识和技能的自主迁移。学生在进入实验室前，应事先根据编写的油液分析实验指导书进行预习，完成实验报告的相关内容。为了提高学生进行实验的参与度，对每批进入实验室的学生进行分组，每组不超过3人，每个实验项目完成后组间再交叉。每组学生共同配合完成相关实验项目，共同讨论分析实验结果，培养团队协作能力。对于学生在实验过程中碰到的问题和困难，指导老师采用启发的方式从旁引导，或者由已解决问题的别组同学进行指导和解答，培养学生分析、总结和概况能力，实现理论知识向实验技能的迁移。实验成绩占摩擦学课程总成績的10%，是考勤、实验表现与技能、实验报告等综合考核的结果。

4 结语

油液分析实验教学是摩擦学课程的重要环节，与产业的需求紧密联系，针对性强，具有非常重要的现实意义，不仅使学生加深了解和巩固已学的摩擦学理论知识和专业技术，而且能够增强学生的工程意识、训练其工程实践能力、提高其工程素质，从而促进机械润滑工程师和设备管理人才的培养。

参考文献

[1] 于秀娟.交叉学科摩擦学课程的教改探索[J].科技创新导报，2013（9）：162.

[2] 刘卫，莫易敏，辜志强.摩擦学实验教学体系改革探索[J]. 高教发展与评估，2003（2）：57.

[3] 刘淑真，付洪瑞.油液监测技术及其方法[J].机械工程师， 2009（5）：137-138.

[4] 尚丽影，仲光霞.油液监测技术在炼钢设备润滑管理上的应用[J].润滑与密封，2011，36（4）：119-121.

[5] 张冠楠，王晓丽，尹艳丽，等.油液监测技术及其在机械设备故障诊断中的应用[A].全国青年摩擦学与表面工程学术会议[C].2011：357-362.