第四章摩擦、磨损及润滑概述§4―1摩擦学发展概况§4―2
摩擦损耗与润滑
粘度条件:润滑油具有一定的粘度
(二)弹性流体动力润滑 适应场所:高副零部件
该类润滑计算综合考虑的因素:
V1
Байду номын сангаас
1. 考虑两摩擦表面的弹性变形
2.考虑液体的粘压效应
3.结合流体动力润滑的主要方程(雷诺方程)
V2
弹性流体动力润滑与流体动力润滑的主要区别 接触压力: 前者的接触压力大
俗称冷焊后磨损。即在较大的压力下,摩擦表面在相互 作用点处先发生冷焊现象(物理吸附作用),随着相对 滑动,材料从一表面转移到另一表面。在工程实际中, 这是金属材料最常见一种磨损形式。
(二)磨粒磨损
外部进入的游离硬颗粒 磨粒
自身的硬的轮廓峰尖
作用方式: 犁刨
较硬的颗粒在较软的材料表面划出沟 槽,堆积散落在沟槽两旁的碎屑成为 新的磨粒参与磨损
动力粘度又称绝对粘度,主要
用于流体动力学计算中。
其单位为: Pas
牛顿流体―符合牛顿内摩擦定律的流体被称为牛顿流体。
运动粘度―测得的动力粘度与相同温度下该流体的密度的 比值,即:
Pa S kg/ m2
条件粘度―测得的动力粘度与相同温度下该流体的密度的 比值。用ηE表示。
润滑油的粘―温效应:粘度随温度升高而降低,随温度降 低而升高。粘度随温 度变化的程度用粘度指数衡量, 粘度指数越高,粘度随温度的变化越小,说明粘―温 性能越好。
动摩擦―相对滑动进行中的摩擦
滚动摩擦 滑动摩擦
滑动摩擦分类 边界膜极薄,只有几个分子厚
1)干摩擦―未经人为润滑的摩擦状态 (表面间有油污膜或氧化膜)
2)边界摩擦(边界润滑)―运动副表面
边界膜
被吸附在表面的边界膜隔开
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
§4—3 润 滑
在摩擦面间加入润滑剂的主要作用是改善摩擦,减轻磨损, 在摩擦面间加入润滑剂的主要作用是改善摩擦,减轻磨损, 同时润滑剂还能起减振,防锈等作用,液体润滑剂还能带走摩擦热, 同时润滑剂还能起减振,防锈等作用,液体润滑剂还能带走摩擦热, 污物等. 污物等. 润滑剂有液体润滑剂,气体润滑剂,润滑脂和固体润滑剂. 润滑剂有液体润滑剂,气体润滑剂,润滑脂和固体润滑剂. 1.液体润滑剂 1.液体润滑剂 主要有三大类: 主要有三大类: 矿物油,主要是石油产品,此种油来源充足,稳定性好, (1)矿物油,主要是石油产品,此种油来源充足,稳定性好, 成本低,故应用最广; 成本低,故应用最广; 植物油,其油性好,最适于边界润滑使用, (2)动,植物油,其油性好,最适于边界润滑使用,但稳 定性差,来源不足,所以,应用较少; 定性差,来源不足,所以,应用较少; (3)合成油,如磷酸酯(低温润滑剂),硅酸盐酯(高温润 合成油,如磷酸酯(低温润滑剂),硅酸盐酯( ),硅酸盐酯 滑剂),氟化物(耐氧化润滑剂) ),氟化物 近年来应用面不断拓广. 滑剂),氟化物(耐氧化润滑剂)等,近年来应用面不断拓广. 性能指标: 性能指标: 3)凝点 ) 1)粘度 ) 2)油性 (润滑性 ) 润滑性) 润滑性 4)闪点和燃点 ) 5)极压性能 ) 6)氧化稳定性 )
V
3.液体摩擦 液体摩擦 两摩擦表面完全被液体层隔开,表面凸峰 两摩擦表面完全被液体层隔开, 不直接接触的摩擦. 不直接接触的摩擦. 摩擦是在液体内部的分子之间进行, 摩擦是在液体内部的分子之间进行,故摩 擦系数极小. 擦系数极小.这时的摩擦规律已有了根本的变 化,与干摩擦完全不同. 与干摩擦完全不同. 4.混合摩擦 4.混合摩擦 两表面间同时存在干摩擦, 两表面间同时存在干摩擦,边界摩擦和液体 摩擦的状态称为混合摩擦. 摩擦的状态称为混合摩擦.
摩擦磨损与润滑概述PPT课件
边界摩擦:
1、概念: 摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开,但有相当多的不平凸
峰接触,摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能的摩擦。
2、摩擦模型:极性原子团
①、单层分子边界膜: ②、多层分子边界膜:
3、边界膜的分类与机理: ①
②
吸附膜 反应膜
物理吸附膜 化学吸附膜
度形子学(成吸键润1化润引润5力滑合0滑力滑作~剂物济作剂用2中,在用0与而的0即有下金°吸脂)在硫,属附肪下润、紧表在酸,滑氯贴面金分与剂、于接属子金和磷金触表的属金时属时面极起属,表,上性化界并面在,分学面在上两形子反处较,者成受应形高即分的化,成温形 的成化边物学界理吸膜吸附。附膜膜。。
磨损率。
磨合阶段
稳定磨损阶段
时间 剧烈磨损阶段
磨损分类: 磨粒磨损 (简称磨损)
磨粒磨损:
外部进入摩擦表面的游离硬 颗粒或硬的轮廓峰尖所引起的磨 损。
磨损分类: 磨粒磨损 (简称磨损)
疲劳磨损 (也称点蚀)
疲劳磨损:
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磨损。
R —0.两4 粗糙 面3的.0综合不平混度合摩擦
3~4
流体摩擦
( 1 时,不平度凸峰为总载荷的30%)
流体摩擦:
1、定义:
当两摩擦面间的油膜厚度大到足以将两表面的不平凸峰完全 分开,这种摩擦叫液体摩擦。
2、特点:
3~4
①、油分子大都不受金属表面的吸附作用的支配,而能完全移动。
②、摩擦表现为粘性 ,f≈ 0.001~0.008,无磨损 (理想摩擦状态)。
流体中所夹带的硬质物质或颗 粒,在流体冲击力作用下而在摩擦 表面引起的磨损。
第04章 摩擦
13
粘度选择原则:
p时 的 动 力 粘 度 。 p — 在 压 力 p 返回目录 p 5 e p 0e 10 Pa时 润 滑 油 的 动 力 粘 度 。 0 — 在 压 为 为 p 0 — 润 滑 油 的 粘 — 压系数。 前一页
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
1
§4-1 摩 擦 §4-2 磨 损
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法
§4-4 流体润滑原理简介
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
摩擦:一物体与另一物体直接接触,当两者间有运动或有 运动趋势时,接触表面要产生切向阻力(即摩擦力),这 种现象成为摩擦。
世界上使用的能源的大约有 1/3~1/2消耗在各种形式 的摩擦中,机械中80%的零件因磨损报废;摩擦也有有 利的一面,如:汽车行驶、飞机着陆、刹车、机械夹具、 带传动、摩擦轮传动、无级变速器等等。
高温时,粘度应高一些;低温时,粘度可低一些。 转速高、压力小时,油的粘度应低一些; 反之,粘度应高一些。
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退 出
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
2)润滑性(油性) ——物理膜 润滑性是指油吸附于摩擦表面的性能,边界润滑取 决于油的吸附能力。 3)极压性 ——(化学膜)
14
极压性能是润滑油中加入硫、氯、磷的有机极性 化合物事,油中极性分子在金属表面生成抗磨、耐高 压的化学反应边界膜。
2
磨损:使摩擦表面物质的流失或转移称为磨损。单位时间里的磨 损量称为磨损率。 润滑:在摩擦面内加入物质使两表面分开,以减速小摩擦、磨 损的方法称为润滑。 摩擦是现象,磨损是结果,润滑是改善摩擦、磨损的手段。
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
动力粘度(绝对粘度)
Ft=1N
u=1m/s
粘度是液体分子间相对运动时所产生的阻力,动力粘度 为牛顿粘性定律中的比例常数。
v y
点击公式看图
1m
动力粘度的单位为泊(P),由牛顿粘性定律导出。实 际中用厘泊(cP)作单位。 1厘泊(cP)=10-2泊(P) 动力粘度的工程单位或国际单位为“帕· 秒(Pa· S)” 1Pa· S=1N · 2=10P=103cP S/m
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
§4-1 摩擦
目 录
§4-2 磨损 §4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 §4-4 流体润滑原理简介
概述
摩擦: 互相接触的两物体在外力作用下产生相对运动 时,在接触面上产生阻止它们运动的现象。 磨损: 摩擦过程中的能量损耗和表面物质丧失和迁移。
润滑: 在相对运动的表面之间加入润滑剂,形成一种 薄膜把两表面分开。 研究摩擦、磨损和润滑的科学技术称为摩擦学 (TRIBOLOGY)。 据统计,世界总能源的1/2消耗在摩擦、磨损上,大约 80%机械零件的损坏是由摩擦、磨损引起的,而润滑是 减少摩擦磨损、节能降耗的有效措施。
油的牌号
运动粘度中心值 运动粘度范围 2/s)40℃ cSt(mm cSt(mm2/s)40℃ N2 ISO VG 2 2.2 1.98~2.42 运动粘度是润滑油划分粘度等级的依据,也是选油 N3 ISO VG 3 3.2 2.88~3.52 N5 ISO VG 5 4.6 4.14~5.06 和用油的依据。 N7 ISO VG 7 6.8 6.12~7.48 我国国家标准规定以40℃时运动粘度的中心值划分 N10 ISO VG 10 10 9.00~11.0 N15 ISO VG 15 15 13.5~16.5 粘度等级(参见表4-1)。 N22 ISO VG 22 22 19.8~24.2 牌号举例: L--AN ISO VG 32 32 N32 32 28.8~35.2 粘度等级 46 N46 ISO VG 46 41.4~50.6 品种(精制矿物油) N68 ISO VG 68 68 61.2~74.8 N100 ISO VG 100 100 90.0~110 类别(润滑剂) N150 ISO VG 150 150 135~165 石油产品总分类 N220 ISO VG 220 220 198~242 320 288~352 F S N320 ISO VG 320 L W B C N460 ISO VG 460 460 414~506 燃料 溶剂和化工原料 ISO VG 680 润滑剂和有关产品 蜡 沥青 焦 N680 680 612~748 N1000 ISO VG 1000 1000 900~1100 N1500 ISO VG 1500 1500 1350~1500 GB粘度 牌号 ISO粘度牌号
第四章摩擦、磨损及润滑概述§4―1摩擦学发展概况§4―2
机械设计教案(68)第四章 摩擦、磨损及润滑概述大纲要求:了解机械零件的润滑状态;了解机械零件的摩擦与磨损规律;掌握常用润滑 材料和润滑方式;了解常用密封方法和密封件的性能与选用。
(2+1 学时) 重点内容:机械零件的摩擦状态、磨损规律。
常用润滑油和润滑脂的主要性能指标及选 用原则。
常用润滑方式。
常用密封方法。
常用密封件的性能及选用。
§4―1 摩擦学发展概况Jost 的报告,Tribology诞生,摩擦学研究得到世界各国的广泛重视,成果丰硕。
§4―2 摩擦静摩擦 滚动摩擦摩擦 摩擦 干摩擦动摩擦 滑动摩擦 边界摩擦流体摩擦 混合摩擦边界摩擦 流体摩擦 混合摩擦膜厚比λ≤ 1 λ > 3 1 ≤λ≤ 3F.P.Bowden ,Tabor在 1945年提出摩擦的粘着理论,1963 年又进一步提出修正的粘着 理论。
目前可以解释很多摩擦现象。
边界摩擦理论认为:边界膜 吸附膜 物理吸附膜 (靠润滑油中的极性分子形成――油性)化学吸附膜 (靠润滑油中的化学键结合形成)反应膜(靠润滑油中的 S、P、Cl等与金属表面的化学反应形成――极压性)维持边界膜是相互运动的摩擦表面所必需的,否则将会产生剧烈摩擦。
吸附膜 只在较低温度下存在。
反应膜 只在较高温度下(通常 150 o C~200 o C)才能生成。
反应膜牢固,但有腐蚀性。
添加剂的合理应用 ,见图4-10流体润滑(液体润滑) 动压液体润滑 (滑动轴承中讲述)静压液体润滑§4―3 磨损磨损的一般规律 ,图 4-6 ――磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段 跑合(磨合)的重要性――有合适的磨合期,按一定的规程进行缓慢、逐级加载,并注 意润滑油的清洁,防止磨粒磨损。
磨损按其机理可分为:粘附磨损磨粒磨损机械设计教案(68)疲劳磨损冲蚀磨损(流体磨粒磨损和流体侵蚀磨损)腐蚀磨损(机械化学磨损)§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法(一)润滑剂1.润滑油润滑油的种类润滑油的主要性质指标:⑴ 粘度――表征润滑油流动时的内部阻力。
第4章摩擦、磨损及润滑详解
实现条件: 1)两滑动表面沿运动方向的间隙是由大至小的形状
2)相对速度v足够大,油楔中有足够的油量 3) 油有一定的粘度
F
F
F
v
v
v
R 1
h0 hmin
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
第
2、弹性流体动力润滑
21
页
p 弹性流体动力
润滑油压分布
v1
v2
R2
赫兹压力分布
v1
x O
v2 缩颈
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
较软者的剪切强度极限与压缩屈服极限
b
Fn Ari
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
第
修正后的粘着理论:
5 页
f
Ff Fn
Bj ' sy
' sy
较软者的压缩屈服极限
1、当两金属界面被表面膜分开,为表面膜的剪切强度极限
Bj
2、当剪切发生在较软金属基体内时,为较软金属基体的剪切强 度极限
3、若表面膜局部破裂并出现金属黏附结点时,为介于较 软金属基体剪切强度极限和表面膜的剪切强度极限之间
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
2、稳定磨损阶段
经磨合的摩擦表面加工 硬化,形成了稳定的表面 粗糙度,摩擦条件保持相 对稳定,磨损较缓,该段时 间长短反映零件的寿命
3、急剧磨损阶段
磨合磨 损阶段
I
稳定磨损阶段
II
t
O 时间t
磨损率 q
t
磨损量q q
第 9
页 剧烈磨损阶段
III
经稳定磨损后,零件表面破坏,运动副间隙增大→动载振动 →润滑状态改变→温升↑→磨损速度急剧上升→直至零件失效
化学吸附膜
第四章 摩擦解读
§4-1 摩
一、摩擦的分类
擦
§3-1摩 擦
1 按运动的状态不同分为:
静摩擦
动摩擦
滑动摩擦
2 按运动的形式不同分为:
滚动摩擦
干摩擦 边界摩擦 流体摩擦 混合摩擦
3 滑动摩擦按润滑状态不同分为:
摩
二、滑动摩擦的四种摩擦状态
接接触时的摩擦。 其摩擦阻力最大,磨损最严重。 械 研究干摩擦的理论主要 有:“机 、“分子理论”、“机械-
2 ( mm
s
数)
润滑油的粘度 (见图3-10)
添加剂
润
b) 压力
滑
当压力≤5MPa时,对粘度的影响不大,可不予考虑。
当压力>5MPa时,粘度随压力升高明显增加,不能忽略其影响。 p
0 e
式中: 0 为一个大气压下的粘度; 为粘压指数; p 为压强。 三、添加剂 为了改善润滑剂某些方面的性能,在润滑剂中加入的化学合成 物,称为添加剂。 添加剂的种类很多,例如:油性添加剂、极压添加剂、降凝剂、
是外界的硬颗粒或粗糙的硬表面在相对运动中,对摩擦表面的
擦伤所引起的磨损。 4)腐蚀磨损
磨 损3
磨
损
摩擦表面在摩擦过程中,伴随有表面材料被腐蚀的现象,这种 情况下产生的磨损即为腐蚀磨损。 除了上述四种基本磨损类型以外,还有侵蚀磨损、微动磨损等 其他形式。 三、减小磨损的主要方法 (1)润滑是减小摩擦、减小磨损的最有效的方法。 (2)合理选择摩擦副材料
A
x
再分析两板之间构成楔形间
隙的情况,如右图所示。
楔形间隙能够形成动压油膜。
(动画)
y
B
流体动力润滑原理2
流体动力润滑的基本原理
形成动压油膜的条件: 1)两摩擦表面之间必须能形成收敛的楔形间隙; 2)两表面之间必须连续充满具有一定粘度的液体; 3)两表面之间必须有一定的相对运动速度。 二、雷诺润滑方程 从动压油膜中取出一个微元体, 在一定假设下对其进行受力分析, 经推导可得表示油膜压力在 x 方向 p 与油膜厚度 h 之间关系 的变化率 x 的方程:
第四章-摩擦磨损和润滑概述
1、按摩擦机理不同分为: 外摩擦
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。 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 2、按运动的状态不同分为:
动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ擦
滑动摩擦 3、按运动的形式不同分为:
滚动摩擦
干摩擦
4、滑动摩擦按润滑状态不同分为: 边界摩擦 流体摩擦
二、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 擦伤磨损
三、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
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。
三、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
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。
三、磨损的机理:
磨粒磨损
磨损类型:
(1)润滑是减小摩擦、减小磨损的最有效的方法; (2)合理选择摩擦副材料; (3)进行表面处理; (4)注意控制摩擦副的工作条件等。
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法
润滑:在两个摩擦表面之间加入润滑剂,以减小摩擦和磨损。 此外,润滑还可起到散热降温,防锈、防尘,缓冲吸振等作 用一。、 润滑剂 凡是能减小摩擦阻力,减小磨损的物质都可作为润滑剂。 1、润滑剂的分类
第四章 磨擦、磨损及润滑概述
第四章 磨擦、磨损及润滑概述(一)教学要求掌握摩擦副分类及基本性质、磨损过程和机理及润滑的类型及润滑剂类型。
(二)教学的重点与难点摩擦副基本性质和典型磨损过程(三)教学内容§4—1 摩擦摩擦——两接触的物体在接触表面间相对滑动或有一趋势时产生阻碍其发生相对滑动的切向阻力,——这种现角叫磨擦磨损——由于摩擦引起的摩擦能耗和导致表面材料的不断损耗或转移,即形成磨损。
使零件的表面形状与尺寸遭到缓慢而连续破坏→精度、可靠性↓效率↓直至破坏润滑——减少摩擦、降低磨损的一种有效手段。
摩擦学(Tribology )——包含力学、流变学、表面物理、表面化学及材料学、工程热物理学等学科,是一门边缘和交叉学科。
摩擦 内摩擦——发生在物质内部外摩擦——两个相互接触表面之间的摩擦接运动状态——摩擦 静摩擦——仅有相对滑动趋势时的摩擦动摩擦本节只讨论金属摩擦副的滑动摩擦根据摩擦面间存在润滑剂的状况,干摩擦 ——最不利滑动摩擦 边界摩擦(边界润滑) ——最低要求流体摩擦(流体润滑) ——如图3-1所示混合摩擦(混合润滑) ——最理想各种状态下的摩擦系数见表3-1,图3-2为摩擦特性曲线p v f /ηλ=-的关系。
一、干摩擦——两摩擦表面直接接触,不加入任何润滑剂的摩擦而实际上,即使很洁净的表面上也存在脏污膜和的氧化膜,∴实际f 比在真空中测定值小很多。
摩擦理论:①库仑公式 n f fF F =(n F —法向力)——至今沿用机理:②机械摩擦理论→认为两个粗糙表面接触时,接触点相互啮合,摩擦力为啮合点问切向阻力的总和,表面越粗糙,摩擦力就越大。
但不能解释光滑表面间的摩擦现象——表面愈光滑、接触面越大,f F 越大,且与滑动速度V 有关。
③新理论:分子—机械理论、能量理论、粘着理论—常用简单粘着理论:如图3-3所示,摩擦副真实接触面积Ar 只有表现接触面积A 的百分之一和万分之一,)10000~100/(A Ar =,∴接触面上压力很大,很容易达到材料的压缩屈服极限sy σ→产生塑性流动→接触面↑,∴n F ↑应力并不升高 ∴sy nF Ar σ= (3-1)接触点塑性变形后→脏污膜遭破坏,容易使基本金属产生粘着现象→产生冷焊结点→滑动时,先将结点切开,设结点的剪切强度极限为B τ,则摩擦力为B sy nB r f F A F τστ== (3-2) ∴金属摩擦系数syB n fF F f στ== (3-3) B τ 两接触金属中较软者的剪切强度——剪切发生在软金属站界面的剪切强度极限B f f B ττττ<<=,(脏污表面)——剪切发生在结点金属上 sy σ——较硬的基本材料的压缩屈服极限∵大多数金属sy B στ/很相近,∴f 很相近∴降低摩擦系数的措施:在硬金属基体表面涂覆一层极薄的软金属(使)sy σ取决于基体材料,B τ取决于软金属。
磨损及润滑概述PPT资料优秀版
干、边界、液体摩擦并存
非(完全)液体摩擦
磨 损
量
磨损
常见
一 磨损的三个阶段
磨损率ε:ε=△q / △t △q ——磨损量
磨合磨损
稳定磨损
剧烈磨损
(有益)
(工作)
二 磨损的类型
(失效)
压力作用—局部温升高—粘着(焊接) 摩擦力—撕脱、剪切—材料转移
└连续润滑:油杯、油环、飞溅、压力
表面材料脱落,油不净,硬质颗粒形 性表能面指 材标料→脱针落,入油度不、净滴,点硬、质耐颗水粒性形
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
§4—1 摩 擦 1.干摩擦 两摩擦面间无任何润滑剂,固体表面 直接
接触 摩擦、磨损大
分子—机械理论:粘着作用和刨犁作用
两摩擦面由吸附着的很簿的边界膜隔 开的 摩擦
边界膜: 物理吸附膜、化学吸附膜 化学反应膜
-
两摩擦完全被液体油膜隔开的摩擦
- §4—2
油膜:静压油膜和动压 油膜
┌└间连歇续润滑:油孔杯、油杯环、飞溅、压力
摩油擦膜力 :—静撕压脱油、膜剪和切动压—材油料膜转移
பைடு நூலகம்
成磨料 §抵4抗—变1形的摩能力擦,它标志着液体的内摩擦阻力
摩的擦大力 小—。撕脱、剪切—材料转移
分两子摩— 擦机完械全理被论液:体粘油着膜作隔用开和的刨摩犁擦作用
└表连面续材润料滑脱:油落杯,、油油不环净、,硬飞质溅颗、粒压形力
一. 润滑油
性能指标:粘度(运动粘度cSt)→液体 抵抗变形的能力,它标志着液体的内摩擦阻力 的大小。温度↑→粘度↓→润滑效果↓。
2.特点:润滑效果好,具冷却、清洗作用,供油、 密封麻烦。
3.润滑方法: ┌间歇润滑:油孔、油杯 └连续润滑:油杯、油环、飞溅、压力
1 总论.4 摩擦磨损润滑
流体动力润滑形成的必要条件: 楔形空间; 相对运动(保证流体由大口进入); 连续不断地供油。
(动画)
§4-4 流体润滑原理简介
英国的雷诺于1886年继前人观察到的流体动压现象,总结出流体动压润滑 流体润滑1 理论。20世纪50年代普遍应用电子计算机之后,线接触弹性流体动压润滑的理 论开始有所突破。
p——压力p时的粘度, Pa· S; 0——105Pa压力下的粘度, Pa· S; ——粘压系数, =(1~3)×10-8 m2/N。
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法
② 油性:反映在摩擦表面的吸附性能 物理吸附膜,化学吸附膜 ③ 极压性:在重压下表面膜破裂的最大接触载荷,用 PB表示,(极限载荷) 化学反应膜。 ④ 氧化稳定性 润滑油抗氧化的能力。 ⑤ 闪点(flash point) 衡量易燃性的指标,高温下工作很重要。 ⑥ 凝固点(solidifying point)
③ 化学反应膜
具有低的剪切强度吸附膜、化学吸附膜的润滑性能
极压性——化学反应膜的润滑性能。
§4-1 摩擦
四、流体摩擦
当润滑油量多到一定程度, 形成的油膜厚度大到超过能 将两个表面接触的微凸体完 全分开,此时,没有金属的 直接接触,润滑性能取决于 润滑油本身的性质。
§4-1 摩擦
五、混合摩擦
随着摩擦面间油膜厚度的增大, 表面微凸体直接接触的数量 在减少,而油膜承载能力的 比重在加大,有些部位呈现 干摩擦,有些部位呈现边界 摩擦,有些部位呈现液体摩 擦,这种状态称为混合摩擦。
§4-2 磨损
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机械设计教案(68)
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
大纲要求:了解机械零件的润滑状态;了解机械零件的摩擦与磨损规律;掌握常用润滑 材料和润滑方式;了解常用密封方法和密封件的性能与选用。
(2+1 学时) 重点内容:机械零件的摩擦状态、磨损规律。
常用润滑油和润滑脂的主要性能指标及选 用原则。
常用润滑方式。
常用密封方法。
常用密封件的性能及选用。
§4―1 摩擦学发展概况
Jost 的报告,Tribology诞生,摩擦学研究得到世界各国的广泛重视,成果丰硕。
§4―2 摩擦
静摩擦 滚动摩擦
摩擦 摩擦 干摩擦
动摩擦 滑动摩擦 边界摩擦
流体摩擦 混合摩擦
边界摩擦 流体摩擦 混合摩擦
膜厚比λ≤ 1 λ > 3 1 ≤λ≤ 3
F.P.Bowden ,Tabor在 1945年提出摩擦的粘着理论,1963 年又进一步提出修正的粘着 理论。
目前可以解释很多摩擦现象。
边界摩擦理论认为:
边界膜 吸附膜 物理吸附膜 (靠润滑油中的极性分子形成――油性)
化学吸附膜 (靠润滑油中的化学键结合形成)
反应膜(靠润滑油中的 S、P、Cl等与金属表面的化学反应形成
――极压性)
维持边界膜是相互运动的摩擦表面所必需的,否则将会产生剧烈摩擦。
吸附膜 只在较低温度下存在。
反应膜 只在较高温度下(通常 150 o C~200 o C)才能生成。
反应膜牢固,但有腐蚀性。
添加剂的合理应用 ,见图4-10
流体润滑(液体润滑) 动压液体润滑 (滑动轴承中讲述)
静压液体润滑
§4―3 磨损
磨损的一般规律 ,图 4-6 ――磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段 跑合(磨合)的重要性――有合适的磨合期,按一定的规程进行缓慢、逐级加载,并注 意润滑油的清洁,防止磨粒磨损。
磨损按其机理可分为:
粘附磨损
磨粒磨损
机械设计教案(68)
疲劳磨损
冲蚀磨损(流体磨粒磨损和流体侵蚀磨损)
腐蚀磨损(机械化学磨损)
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法
(一)润滑剂
1.润滑油
润滑油的种类
润滑油的主要性质指标:
⑴ 粘度――表征润滑油流动时的内部阻力。
(重点内容)
动力粘度――牛顿在1687 年研究粘性液体流动的摩擦定理中,定义了动力粘度η 见图 4-7 , 4-8
τ=-η ≈ ∂u/∂y (4-6)
动力粘度η的量纲 N·s/m 2 或 Pa·s 。
不便测量,主要用于流体动力学计算。
运动粘度―― 动力粘度η与同温度下该液体密度ρ之比值,
υ=η/ρ (4-7)
运动粘度υ的量纲 m 2 / s .在 C.G.S 制中用 St(斯),1 St=1 cm 2 /s;常用的为
cSt(厘斯), 1 cSt=1 mm 2 /s 。
GB/T314-1994 规定采用润滑油在 40℃时的运动
粘度中心值作为润滑油的牌号。
条件粘度―― 用一定的粘度计进行计量的润滑油的粘度,主要是商业用。
如恩氏度 ( o E t),赛氏秒(SUS) ,雷氏秒(R)
润滑油的粘-温特性:随着温度的升高,粘度将变小。
其影响程度由粘度指数(VI)表 示,VI 越大,则粘度随温度的变化越小,即粘-温性能越好。
图 4-9 为几种全损耗系统润滑 油的粘-温曲线。
润滑油的粘-压特性:当应力很高(大于 20MPa)时,润滑油的粘度将明显增大。
一般, 只在高副元件中才有这种现象,如重载齿轮传动中,啮合处的局部压力可能高达 4000MPa,此 时润滑油的粘度极大,变得像腊状的固体。
⑵ 润滑性(油性)――润滑油中含有极性分子形成吸附膜的能力
⑶ 极压性――润滑油中含有极压添加剂而形成化学反应膜的能力
⑷ 闪点
⑸ 凝点
⑹ 氧化稳定性
1.润滑脂 国外发展状况 润滑脂种类及特性――钙基润滑脂、钠基润滑脂、 存在的差距
鋰基润滑脂、铝基润滑脂 品种、品质 润滑脂的主要性质指标: 添加剂
⑴ 锥入度(针入度、稠度) 合成油
⑵ 滴点
(二)各种添加剂――油性添加剂、极压添加剂、消泡剂、MoS2……。