摩擦磨损及润滑概述81006
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.001 ~ 0.01
江苏科技大学专用
vv
潘存云教授研制
v
潘存云教授研制
v
潘存云教授研制 作者： 潘存云教授
4. 混合摩擦 混合摩擦是指摩擦表面间处于边界
v
摩擦和流体摩源自文库的混合状态。混合摩擦
能有效降低摩擦阻力，其摩擦系数比边
潘存云教授研制
界摩擦时要小得多。
边界摩擦和混合摩擦在 工程实际中很难区分，常统 称为不完全液体摩擦。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨粒磨损
磨损类型：
粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
潘存云教授研制
疲劳磨损——也称点蚀，是由于摩擦表面材料微体积在
交变的摩擦力作用下，反复变形所产生的材料疲劳所引
起的机械磨损。
点蚀过程：
产生初始疲劳裂纹→扩展→ 微粒脱落，形成点蚀坑。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨损类型：
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
腐蚀磨损——当摩擦表面材料在环境的化学或电化学 作用下引起腐蚀，在摩擦副相对运动时所产生的磨损 即为腐蚀磨损。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨损类型：
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
磨损的分类
磨损 类型
按磨损机理分
按磨损表面 外观可分为
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
点蚀磨损 胶合磨损 两种不同的称谓 擦伤磨损
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
磨损的机理
磨粒磨损
磨损类型：
粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损
潘存云教授研制
腐蚀磨损
微动磨损
磨粒磨损——也简称磨损，外部进入摩擦面间的游离硬 颗粒（如空气中的尘土或磨损造成的金属微粒）或硬的
边界摩擦 f
混合摩擦
在一般机器中，处于后三种情况的混合状态。
称无量纲参数ηn/p为轴承特 性数。 η-动力粘度，p-压强 ，n-每秒转数
液体摩擦
摩擦学研究的最新进展： 微－纳米摩擦学理论
o
潘存云教授研制
摩擦特性曲线 ηn/p
可实现： f ≤0.001 ——超润滑摩擦状态。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
微动磨损—是指摩擦副在微幅运动时，由上述各磨损
机理共同形成的复合磨损。微幅运动可理
解为不足以使磨粒脱离摩擦副的相对运动。
应用实例：轴与孔的过盈配合面、滚动轴承套圈的配合面、
旋合螺纹的工作面、铆钉的工作面等。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
§4、5-3 润 滑
一、 润滑剂
作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。
功耗↑ 磨损↑ 温度↑ 烧毁轴瓦
不允许出现干摩擦！
2. 边界摩擦 运动副表面有一层厚度<1 μm的薄
油膜，不足以将两金属表面完全分开， 其表面部分微观高峰部分仍将相互搓削。
比干摩擦的磨损轻，f ≈ 0.1 ~ 0.3
3. 液体摩擦 有一层压力油膜将两金属表面隔开，
彼此不直接接触。是理想的摩擦状态。
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨损类型：
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
潘存云教授研制
冲蚀磨损—流动的液体或气体中所夹带的硬质物体或硬
质颗粒冲击零件表面所引起的机械磨损。利
用高压空气输送型砂或高压水输送碎石时，
江苏科技大学专用
管道内壁所产生的机械磨损是实例之一。。
近年来，由于燃气涡轮机的叶片、火箭发动机的尾喷管这样一些部位的破坏， 才引起人们对这种磨损形式的特别注意
▲稳定磨损阶段——零件在
机器的寿命
平稳而缓慢的速度下磨损
时间
剧烈磨 损阶段
它标志着磨擦条件相对稳定。
▲剧烈磨损阶段——在经过稳定磨损阶段后，零件表面遭
到破坏，运动副间隙增大引起而外的动载荷和振动。零件
即将进入报废阶段
设计机器时，要求缩短磨合期、延长稳定期、推迟剧烈
磨损期的到来。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
外 摩 擦——在相对运动的物体表面间发生的相互阻 碍作用现象。
静 摩 擦——仅有相对运动趋势时的摩擦。
动 摩 擦——在相对运动进行中的摩擦。 滑动摩擦——物体表面间的运动形式是相对滑动。
滚动摩擦——物体表面间的运动形式是相对滚动。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
三、 滑动摩擦状态
1. 干摩擦
两零件表面直接接触后，因为微观局部 压力高而形成许多冷焊点，运动时被剪切。
分类
气体润滑剂——空气 液体润滑剂——润滑油 半固体润滑剂——润滑脂 固体润滑剂
1. 润滑油
有机油——动、植物油
种类： 矿物油——石油产品，
化学合成油
矿物油来源充足、成本低廉、稳定性好、因而应用最广。
第4、5章 机械零件设计概论
§4、5-1 §4、5-2 §4、5-3 §4、5-4 §4、5-5 §4、5-6
摩擦 磨损 润滑 材料选用原则 公差与配合 机械零件的工艺性
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
§4、5-1摩 擦
摩擦学——研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损 和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边 缘学科。
摩擦——相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象
一、摩擦的机理 ▲ “机械说” ——摩擦原因是表面微凸体的相互阻碍作用
▲ “分子说” ——摩擦原因是表面材料分子间的吸力作用
▲ “机械－分子说” 两种作用均有
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
二、摩擦的分类
内 摩 擦——在物质的内部发生的阻碍分子之间相对 运动的现象。
§4、5-2磨 损
磨损—由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。 后果—降低机器的效率和可靠性，甚至促使机器提前报废。
磨损过程大致如图所示：
磨损量 磨损曲线
▲磨合阶段——包括摩擦表
面轮廓峰的形状变化和表面
材料被加工硬化两个过程
它是磨损的不稳定阶段，在整个寿命周期内时间很短。磨合阶段 稳定磨损阶段
轮廓峰尖在软材料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材
料，一部分流动到沟纹两旁，一部分则形成一连串的碎
片脱落下来成为新的游离颗粒，这样的微粒切削过程就
叫磨粒磨损。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨损类型：
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
潘存云教授研制
粘附磨损——也称胶合，当摩擦表面的轮廓峰在相互作 用的各点处由于瞬时的温升和压力发生“冷焊”后，在 相对运动时，材料从一个表面迁移到另一个表面，便形 成粘附磨损。严重的粘附磨损会造成运动副咬死。
江苏科技大学专用
vv
潘存云教授研制
v
潘存云教授研制
v
潘存云教授研制 作者： 潘存云教授
4. 混合摩擦 混合摩擦是指摩擦表面间处于边界
v
摩擦和流体摩源自文库的混合状态。混合摩擦
能有效降低摩擦阻力，其摩擦系数比边
潘存云教授研制
界摩擦时要小得多。
边界摩擦和混合摩擦在 工程实际中很难区分，常统 称为不完全液体摩擦。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨粒磨损
磨损类型：
粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
潘存云教授研制
疲劳磨损——也称点蚀，是由于摩擦表面材料微体积在
交变的摩擦力作用下，反复变形所产生的材料疲劳所引
起的机械磨损。
点蚀过程：
产生初始疲劳裂纹→扩展→ 微粒脱落，形成点蚀坑。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨损类型：
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
腐蚀磨损——当摩擦表面材料在环境的化学或电化学 作用下引起腐蚀，在摩擦副相对运动时所产生的磨损 即为腐蚀磨损。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨损类型：
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
磨损的分类
磨损 类型
按磨损机理分
按磨损表面 外观可分为
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
点蚀磨损 胶合磨损 两种不同的称谓 擦伤磨损
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
磨损的机理
磨粒磨损
磨损类型：
粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损
潘存云教授研制
腐蚀磨损
微动磨损
磨粒磨损——也简称磨损，外部进入摩擦面间的游离硬 颗粒（如空气中的尘土或磨损造成的金属微粒）或硬的
边界摩擦 f
混合摩擦
在一般机器中，处于后三种情况的混合状态。
称无量纲参数ηn/p为轴承特 性数。 η-动力粘度，p-压强 ，n-每秒转数
液体摩擦
摩擦学研究的最新进展： 微－纳米摩擦学理论
o
潘存云教授研制
摩擦特性曲线 ηn/p
可实现： f ≤0.001 ——超润滑摩擦状态。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
微动磨损—是指摩擦副在微幅运动时，由上述各磨损
机理共同形成的复合磨损。微幅运动可理
解为不足以使磨粒脱离摩擦副的相对运动。
应用实例：轴与孔的过盈配合面、滚动轴承套圈的配合面、
旋合螺纹的工作面、铆钉的工作面等。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
§4、5-3 润 滑
一、 润滑剂
作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。
功耗↑ 磨损↑ 温度↑ 烧毁轴瓦
不允许出现干摩擦！
2. 边界摩擦 运动副表面有一层厚度<1 μm的薄
油膜，不足以将两金属表面完全分开， 其表面部分微观高峰部分仍将相互搓削。
比干摩擦的磨损轻，f ≈ 0.1 ~ 0.3
3. 液体摩擦 有一层压力油膜将两金属表面隔开，
彼此不直接接触。是理想的摩擦状态。
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨损类型：
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
潘存云教授研制
冲蚀磨损—流动的液体或气体中所夹带的硬质物体或硬
质颗粒冲击零件表面所引起的机械磨损。利
用高压空气输送型砂或高压水输送碎石时，
江苏科技大学专用
管道内壁所产生的机械磨损是实例之一。。
近年来，由于燃气涡轮机的叶片、火箭发动机的尾喷管这样一些部位的破坏， 才引起人们对这种磨损形式的特别注意
▲稳定磨损阶段——零件在
机器的寿命
平稳而缓慢的速度下磨损
时间
剧烈磨 损阶段
它标志着磨擦条件相对稳定。
▲剧烈磨损阶段——在经过稳定磨损阶段后，零件表面遭
到破坏，运动副间隙增大引起而外的动载荷和振动。零件
即将进入报废阶段
设计机器时，要求缩短磨合期、延长稳定期、推迟剧烈
磨损期的到来。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
外 摩 擦——在相对运动的物体表面间发生的相互阻 碍作用现象。
静 摩 擦——仅有相对运动趋势时的摩擦。
动 摩 擦——在相对运动进行中的摩擦。 滑动摩擦——物体表面间的运动形式是相对滑动。
滚动摩擦——物体表面间的运动形式是相对滚动。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
三、 滑动摩擦状态
1. 干摩擦
两零件表面直接接触后，因为微观局部 压力高而形成许多冷焊点，运动时被剪切。
分类
气体润滑剂——空气 液体润滑剂——润滑油 半固体润滑剂——润滑脂 固体润滑剂
1. 润滑油
有机油——动、植物油
种类： 矿物油——石油产品，
化学合成油
矿物油来源充足、成本低廉、稳定性好、因而应用最广。
第4、5章 机械零件设计概论
§4、5-1 §4、5-2 §4、5-3 §4、5-4 §4、5-5 §4、5-6
摩擦 磨损 润滑 材料选用原则 公差与配合 机械零件的工艺性
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
§4、5-1摩 擦
摩擦学——研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损 和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边 缘学科。
摩擦——相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象
一、摩擦的机理 ▲ “机械说” ——摩擦原因是表面微凸体的相互阻碍作用
▲ “分子说” ——摩擦原因是表面材料分子间的吸力作用
▲ “机械－分子说” 两种作用均有
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
二、摩擦的分类
内 摩 擦——在物质的内部发生的阻碍分子之间相对 运动的现象。
§4、5-2磨 损
磨损—由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。 后果—降低机器的效率和可靠性，甚至促使机器提前报废。
磨损过程大致如图所示：
磨损量 磨损曲线
▲磨合阶段——包括摩擦表
面轮廓峰的形状变化和表面
材料被加工硬化两个过程
它是磨损的不稳定阶段，在整个寿命周期内时间很短。磨合阶段 稳定磨损阶段
轮廓峰尖在软材料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材
料，一部分流动到沟纹两旁，一部分则形成一连串的碎
片脱落下来成为新的游离颗粒，这样的微粒切削过程就
叫磨粒磨损。
江苏科技大学专用
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨损类型：
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
潘存云教授研制
粘附磨损——也称胶合，当摩擦表面的轮廓峰在相互作 用的各点处由于瞬时的温升和压力发生“冷焊”后，在 相对运动时，材料从一个表面迁移到另一个表面，便形 成粘附磨损。严重的粘附磨损会造成运动副咬死。