摩擦与润滑整理7-12
摩擦与润滑基本知识
摩擦与润滑基本知识1. 摩擦产生的原因：当接触表面粗糙度较大时，接触表面凹凸不平处相互啮合，摩擦力的主要因素表现为机械啮合；当接触表面粗糙度较小时，两接触面的分子相互吸引，摩擦力的主要因素表现为表面分子的吸引力。
2. 根据物体的表面润滑程度，滑动摩擦可分为干摩擦、液体摩擦、界限摩擦、半液体和半干摩擦等。
2.1 干摩擦：在摩擦表面之间，完全没有润滑油和其他杂质，摩擦表面之间作相对运动时所产生的摩擦叫做干摩擦。
例如制动闸瓦与制动轮作相对运动时即产生干摩擦。
2.2 液体摩擦：在两个滑动摩擦表面之间，由于充满润滑剂，因而表面不发生直接接触，摩擦发生在润滑剂的内部，叫液体摩擦。
例如空气压缩机的主轴瓦。
2.3 界限摩擦：两个滑动摩擦表面之间由于润滑剂供应不足，无法建立液体摩擦，只能依靠润滑剂中的极性油分子在摩擦表面形成一层极薄的油膜，属于液体摩擦过渡到干摩擦的最后界限。
3. 零件磨损的主要形式：3.1 磨粒磨损：有硬质微粒进入摩擦表面间时，摩擦表面被硬粒切下或擦下切屑而形成的刮伤。
3.2 刮研磨损：由摩擦表面的微观不平度而发生的磨损，主要是较硬的一面对较软的一面形成切削。
3.3 点蚀磨损：表面上有重复的接触应力，在表面上引起微观裂痕，这些裂痕逐渐扩大，形成麻斑式的剥落。
3.4 胶合磨损：摩擦表面润滑油不足，当滑动速度较高、压强过大时，局部的摩擦变形热量和塑性变形热量，使较软的材料局部熔化，粘在另一表面上而被撕下来的磨损。
3.5 塑性变型：表面发生了塑性变形的一种摩擦。
3.6 金属表面的腐蚀：金属表面层氧化，变成松软多孔，易于脱落，丢失耐磨强度的状态。
实例一，摩擦的规律：同类纯金属间的摩擦因数比异类纯金属间和同类合金间的摩擦因数大得多。
4. 影响磨损的因素和减小磨损的途径4.1润滑：轴径与轴瓦建立液体摩擦的必要条件是a、合适的间隙配合，确保油膜形成；b润滑油充足，具备必要的压力和速度；c、轴径要有足够的转速；d、轴径与轴承配合表面的加工精度要适当；e、注油孔和油槽要设计在轴承承载区以外。
金属塑性加工的摩擦与润滑
➢ 粘附性较强的金属通常具有较大的摩擦系数，如 Pb、Al、Zn
➢ 一般情况下，材料的硬度、强度越高，摩擦系数 就越小。
§4.4.1 金属的种类和化学成分
➢ 一般说，随着合金 元素的增加，摩擦 系数下降。
➢ 对于黑色金属，随 着碳的质量分数的 增加，摩擦系数有 所下降。
流体摩擦的特点
➢ 两表面在相互运动中不产生直接接触，摩擦 发生在流体内部分之间
➢ 不同于干摩擦，摩擦力的大小与接触面状态 无关，而取决于润滑剂的性质（如粘度）、 速度梯度等因素
➢ 摩擦系数很小
3．边界摩擦
坯料与工具之间被一层厚度约为0.1μm的极薄 润滑油膜分开时的摩擦状态，介于干摩擦与流 体摩擦之间。
4.3.2 塑性加工时接触表面摩擦力的计算
1．库仑摩擦条件 不考虑接触面上的粘合现象（即全滑动），认
为摩擦符合库仑定律。 （1）摩擦力与作用于摩擦表面的垂直压力成正比例， 与摩擦表面的大小无关； （2）摩擦力与滑动速度的大小无关； （3）静摩擦系数大于动摩擦系数。
F N或 N
说明
➢ 由于摩擦系数为常数(由实验确定)，故又称 常摩擦系数定律
k
2T
——塑性变形的流动应力，即屈服力 T
——反映中间主应力影响的系数
说明
按Mises屈服条件， 0.5 ~ 0.577 ， T
在轴对称情况下， 0.5 ；在平面 T
应变条件下， 0.577 。 T
按Tresca屈服条件， 0.5 。 T
热变形时常采用最大摩擦力条件。
3．摩擦力不变条件
➢ 摩擦切应力不能随 的增大而无限增大。 N 当 k 时，接触面将要产生塑性流动 max
金属加工润滑基础知识之一摩擦学
金属加工润滑基础知识之一摩擦学金属加工润滑基础知识之一摩擦学摩擦学的三个方面：摩擦、磨损、润滑摩擦：相互接触的物体在相对运动时或具有相对运动的趋势时，接触面间发生阻碍相对运动的现象，称为摩擦。
所产生阻碍其相对运动的阻力称之为摩擦力。
特征：摩擦阻力、摩擦热量、材料磨损摩擦种类：（按摩擦副表面的润滑状态分类）1、干摩擦：在没有任何润滑剂的条件下，两物体表面间的摩擦。
2、液体摩擦：又称流体摩擦。
是发生在液体内部的一种摩擦现象，包括纯液体流动时的摩擦和液体将金属表面隔开时的摩擦。
一般来讲，这层液体的厚度在2微米以上。
3、边界摩擦：当固体表面不是被一层液体隔开，而是被一层很薄的吸附油膜隔开，或是被一层具有分层结构和润滑性能的边界膜隔开时的摩擦，称为边界摩擦。
这层膜的厚度一般在0.1-1微米以下。
4、混合摩擦：物体相对运动时，由于它的表面粗糙度不同，当凸起较高的部分发生边界摩擦时，凸起较低的部分处于液体摩擦状态或半液体摩擦中，当凸起较低的部分处于边界摩擦时，凸起较高的部分因挤压较剧烈会导致边界膜破烈，其表面直接接触发生局部干摩擦、半干摩擦。
磨损：定义：相互接触的物体在相对运动时，表层材料不断发生的损耗的过程，或者产生残余变形的现象。
磨损的三个阶段：磨合、稳定磨损、急剧磨损磨损的类型：1、粘附磨损：接触表面相对运动时，由于分子间的吸引力作用而产生粘附连接，致使材料从表面脱掉的磨损。
2、磨料磨损：接触表面相对运动时，由于硬质颗粒或较硬表面上的微凸体，在摩擦过程中的“梨削”“切削”“磨削”作用引起表面擦伤，表层材料脱落或分离出碎屑和其他磨粒。
3、疲劳磨损：两个相互作用的摩擦表面，由于表层材料疲劳，产生微观裂纹并分离出磨粒和碎片剥落，形成凹坑，造成磨损。
4、腐蚀磨损：摩擦副在第三介质的作用下发生的腐蚀磨损，比如：润滑油酸化变质产生的酸性油泥；手汗；潮湿空气中的氧、二氧化硫、硫化氢等等。
磨损的影响因素：1、润滑对磨损的影响（降低摩擦系数，液体润滑时能防止粘附磨损，洁净润滑能减少磨料磨损；有防锈性能的润滑剂能减少腐蚀磨损）2、材料性能对磨损的影响（材料的硬度和韧性；硬度决定表面抵抗能力，过高硬度易产生碎屑，产生磨料磨损。
摩擦与润滑
1、基本概念基本概念基本概念基本概念摩擦学：摩擦学（Tribology）一词是1966年才开始使用的，是研究相互作用表面发生相对运动时的有关科学、技术和实践的一门综合性科学技术，其基本内容就是研究机械中的摩擦、磨损和润滑问题。
摩擦：两个相互作用的物体在外力作用下发生相对运动时所产生的阻碍运动的阻力称为“摩擦力”，这种现象称之为“摩擦”。
磨损：摩擦副之间发生相对运动时引起接触表面上材料的迁移或脱落过程称之为磨损。
润滑：在两物体相对运动表面之间施加润滑剂，以减少接触表面间的摩擦和磨损。
2、基本原理：摩擦原理的早期认识及基本观点：答：凹凸说：1、认为摩擦的起因是一个凸凹不平的表面沿另一‘表面上的微凸物体上升所作的功，也就是说摩擦是由于表面凸凹不平而引起，即摩擦的凹凸学说。
2、库仑在解释摩擦起因时，他认为首先是接触表面凹凸不平的机械啮合力，其次是分子之间的粘附力。
虽然，他已认识到粘附在摩擦于可能起一定作用．但是次要的，粗糙表面的微凸体才是主要的。
粘附说：1、摩擦粘附说：认为摩擦力的真正原因在于接触摩擦区两表面之间的分子粘附作用。
2、表面分子吸引力理论：认为摩擦是接触表面分子间相互排斥力与相互吸引力的作用结果。
3、分子机械摩擦理论：认为机械与分子吸附是摩擦之源。
摩擦与接触面微凸体的弹塑性变形、微凸体相遇时的剪切、犁沟以及接触面分子吸引有关。
4、近代被公认的摩擦粘附理论：认为表观接触面积与真实接触面积差别很大，而且真实接触面积还会随摩擦条件而变化，两微凸体之间因存在吸附力而形成接点。
摩擦力应为剪断金属之间接点所需的力与硬金属表面微凸体在软金属表面犁沟所需力之和。
这一理论最初应用于两种金属之间的摩擦，现在，已深入到非金属等许多其他材料。
第一章表面性质与表面接触1、为什么在选择润滑剂时希望其表面张力越低越好？答：液体的表面张力越小，接触角越小，固体表面就越容易被液体表面浸润。
一般认为，液体的表面张力小于固体的表面张力即可润湿固体表面，所以在选择润滑剂时希望其表面张力越低越好。
摩擦与润滑整理资料
Chap 11.外摩擦：发生在工件和工具接触面之间，阻碍金属流动的摩擦，称外摩擦，是影响材料变形的重要因素之一。
2.研究摩擦的意义：全世界工业能源的1/3被摩擦损耗掉，失效零件的80%是由于磨损造成的。
因此，发展摩擦学可以有效的节约能源。
Chap21．金属塑性成形过程中摩擦的特点和作用如何？特点：（1）在高压下产生的摩擦；（2）较高温度下的摩擦；（3）伴随着塑性变形而产生的摩擦；（4）摩擦副（金属与工具）的性质相差大。
作用：（1）不利的方面：（a）改变物体应力状态，使变形力和能耗增加；（b）引起工件变形与应力分布不均匀；（c）恶化工件表面质量，加速模具磨损，降低工具寿命，而且降低制品的表面质与尺寸精度；（2）利用：（a）增大摩擦改善咬入条件，强化轧制过程；（b）增大冲头与板片间的摩擦，强化工艺，减少起皱和撕裂等造成的废品。
2.金属塑性成形过程中摩擦的类型及各自的特征是什么？（1）干摩擦：完全没有润滑，金属与工具之间直接接触。
（2）流体摩擦：较厚的润滑层将金属与工具隔开，摩擦发生在流体内部的分子之间，与接触表面的状态无关，与流体的粘度，速度梯度等。
（3）边界摩擦：介于干摩擦和流体摩擦的一种摩擦类型。
（4）混合摩擦：摩擦表面上既存在干摩擦状态，也存在边界摩擦状态和流体润滑状态的一种摩擦类型。
Chap31.金属表层的结构组成如何？金属材料的表面层结构注意：加工硬化层也叫冷硬层和贝氏体层；氧化层又称污染层。
2.何谓表面粗糙度及表示方法有哪些？加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。
表征材料表面微观几何形状特征，表面微凸体的高度与分布。
表示方法有：（1）轮廓算术平均偏差Ra 该方法能够充分反映表面微观几何特征但对于测量过于粗糙或光滑的表面不适用。
（2）微观不平度十点高度Rz 该方法测量简便，但只反映峰高，不反映峰的几何特征，受测量者主观影响较大，无周期性的宏观误差。
（3）轮廓最大高度Ry 对控制深加工痕迹有重要意义，保证小零件的表面质量，不如Rz反映的几何特征准确。
Chapter 7 润滑理论
Chapter 7润滑理论中国矿业大学China University of Mining and Technology润滑的分类流体动压润滑弹性流体动压润滑润滑状态的转化¾由斯特里贝克曲线可知，润滑类型随着转速、裁荷和润滑剂粘度的变化而变化，润滑状态可以从一种润滑状态转变润滑原理润滑状态的转化在1900-1902年间，德国学者斯特里贝克(Stribeck)对滚动轴承与滑动轴承的摩擦进行了试验，研究运动速Stribeck曲线¾第Ⅰ区此时摩擦副的表面被连续流体膜隔开，因此用流体力学来处理这类润滑问题，摩擦阻力完全决定于流体的内摩擦(粘润滑状态的转化第Ⅰ区¾流体润滑状态，包括流体动压润滑和弹性流体动压润滑。
平均润滑膜厚h与摩擦副表面的复合润滑状态的转化第Ⅱ区¾混合润滑状态，平均润滑膜厚h与摩擦副表面的复合粗糙度的比值λ约为3，典型膜厚在1μm以下，此润滑状态的转化第Ⅲ区¾边界润滑状态，平均润滑膜厚h与表面的复合粗糙度的比值λ趋于0(小于0.4～1)，典型膜厚在1-流体动压润滑流体动力润滑是指两个作相对运动物体的摩擦表面，借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷。
流体动力润滑形成的必要条件：z楔形空间；相对运动（保证流体由大口进入）；流体润滑状态z流体动压润滑：依靠运动副的两个滑动表面的形状在相对运动时产生收敛型油楔，形成具有流体润滑状态流体润滑状态流体润滑的基本方程流体润滑的基本方程流体润滑的基本方程流体润滑的基本方程流体润滑的基本方程流体润滑状态动压动压推力轴承平面动压径向轴承平面动压径向轴承的展开面为平面, 只形成一个楔形间隙, 无需开设供气装置。
这种轴承的结构简单, 但稳定性较差。
当轴瓦采用多孔质材料时, 可使稳定性能得到改善。
在轴瓦外加上弹性膜片支承可以提高轴承的稳定性。
多楔动压径向轴承多楔动压径向轴承。
摩擦与润滑基础
Normal course of a viscosity-temperature curve (parabolic)
滴点 (DIN ISO 2176, ASTM-D 566)
滴点指在标准的测试条件下， 滴点指在标准的测试条件下，润滑脂达到一定 流动性的温度。通常润滑脂在此温度下， 流动性的温度。通常润滑脂在此温度下，增稠剂分 子结构在高温下发生不可逆的破坏 发生不可逆的破坏， 子结构在高温下发生不可逆的破坏，不能再容纳基 础油。 础油。 滴点并不是一个很精确的润滑脂工作上限温度。 滴点并不是一个很精确的润滑脂工作上限温度。 工作上限温度是指润滑脂仍能提供很好的润滑性能 工作上限温度是指润滑脂仍能提供很好的润滑性能 不会剧烈地改变润滑脂的一致性 一致性。 ，并不会剧烈地改变润滑脂的一致性。滴点只是一 个参考值， 个参考值，在很大程度上依赖于增稠剂的类型和质 它的单位为° 量。它的单位为°C 。
润滑油的性能指标－ 润滑油的性能指标－闪点和燃点 闪点 在一定的条件下,加热油品使油面上方的油蒸气 在一定的条件下 加热油品使油面上方的油蒸气 与空气的混合气体在同给定的小火焰接触时发 生闪火现象的温度. 生闪火现象的温度 闪点反映出可燃液体燃烧或爆炸的可能性的大 同时也是衡量高温性能的一个参考 也是衡量高温性能的一个参考,但是闪 小。同时也是衡量高温性能的一个参考 但是闪 点不能代表润滑油的实际工作温度的高低. 点不能代表润滑油的实际工作温度的高低 燃点 燃点是油的蒸汽和空气的混合物在点燃后接着 燃烧的温度。 燃烧的温度。
项目七 机械的摩擦与润滑
5.润滑油的使用注意事项
五定
定点 定质 定期 定量 定人
入库过滤
油液经运输入库时过滤
三过滤
发放过滤
注入容器时过滤
进油过滤
小结
摩擦
产生 措 施
磨损
润滑
润 滑 的 作 用 润 滑 剂 的 选 择 润 滑 的 方 式 润 滑 油 的 使 用
任务三 密 封 问题的提出（学习目的）
密封关系到设备的可靠性和人身安全
磨损类型：
冲蚀磨损
腐蚀磨损 微动磨损
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。
磨损的机理： 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型：
冲蚀磨损
腐蚀磨损 微动磨损
冲蚀磨损—流动的液体或气体中所夹带的硬质物体或硬
磨损的分类： 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
两种不同的称谓
按磨损机理分
磨损
类型
按磨损表面 外观可分为
磨损的机理： 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型：
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。
薄油膜受 温度影响 较大
理想状态 时的摩擦 无磨损
能有效 降低摩 擦阻力， 应用广 泛源自不完全摩擦4、磨损
摩擦与润滑基本知识
摩擦与润滑基本知识1.摩擦产生的原因：当接触表面粗糙度较大时，接触表面凹凸不平处相互啮合，摩擦力的主要因素表现为机械啮合；当接触表面粗糙度较小时，两接触面的分子相互吸引，摩擦力的主要因素表现为表面分子的吸引力。
2.根据物体的表面润滑程度，滑动摩擦可分为干摩擦、液体摩擦、界限摩擦、半液体和半干摩擦等。
2.1干摩擦：在摩擦表面之间，完全没有润滑油和其他杂质，摩擦表面之间作相对运动时所产生的摩擦叫做干摩擦。
例如制动闸瓦与制动轮作相对运动时即产生干摩擦。
2.2液体摩擦：在两个滑动摩擦表面之间，由于充满润滑剂，因而表面不发生直接接触，摩擦发生在润滑剂的内部，叫液体摩擦。
例如空气压缩机的主轴瓦。
2.3界限摩擦：两个滑动摩擦表面之间由于润滑剂供应不足，无法建立液体摩擦，只能依靠润滑剂中的极性油分子在摩擦表面形成一层极薄的油膜，属于液体摩擦过渡到干摩擦的最后界限。
3.零件磨损的主要形式：3.1磨粒磨损：有硬质微粒进入摩擦表面间时，摩擦表面被硬粒切下或擦下切屑而形成的刮伤。
3.2刮研磨损：由摩擦表面的微观不平度而发生的磨损，主要是较硬的一面对较软的一面形成切削。
3.3点蚀磨损：表面上有重复的接触应力，在表面上引起微观裂痕，这些裂痕逐渐扩大，形成麻斑式的剥落。
3.4胶合磨损：摩擦表面润滑油不足，当滑动速度较高、压强过大时，局部的摩擦变形热量和塑性变形热量，使较软的材料局部熔化，粘在另一表面上而被撕下来的磨损。
3.5塑性变型：表面发生了塑性变形的一种摩擦。
3.6金属表面的腐蚀：金属表面层氧化，变成松软多孔，易于脱落，丢失耐磨强度的状态。
实例一，摩擦的规律：同类纯金属间的摩擦因数比异类纯金属间和同类合金间的摩擦因数大得多。
4.影响磨损的因素和减小磨损的途径4.1润滑：轴径与轴瓦建立液体摩擦的必要条件是a、合适的间隙配合，确保油膜形成；b、润滑油充足，具备必要的压力和速度；c、轴径要有足够的转速；d、轴径与轴承配合表面的加工精度要适当；e、注油孔和油槽要设计在轴承承载区以外。
(整理)摩擦和磨损与润滑学的基本原理
摩擦和磨损与润滑学的基本原理一、摩擦和摩擦的种类1.什么是摩擦？相互接触的物体沿着它们的接触面做相对运动时，会产生阻碍物体相对运动的阻力，这种现象称为摩擦。
这种阻力叫摩擦力。
2.摩擦的种类摩擦的种类很多，因为研究的依据不同，摩擦的分类也不同。
按摩擦副的运动状态分为静摩擦和动摩擦；按摩擦副运动形式分类分为滑动摩擦、滚动摩擦和自旋摩擦；按摩擦发生的部位分类分为内摩擦和外摩擦；按摩擦副表面润滑状况分类分为静摩擦、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦。
本文重点介绍静摩擦、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦（液体摩擦）和混合摩擦。
（1）静摩擦是指摩擦表面没有任何吸附膜或化合物存在时的摩擦。
静金属的摩擦会产生表面粘着。
（2）干摩擦是指在大气条件下，摩擦表面没有任何润滑剂存在的摩擦。
严格说干摩擦是在接触表面上无任何其他介质，如自然污染膜、润滑膜以及湿气等。
干摩擦是消耗动力最多，磨损最严重的一种摩擦。
（3）边界摩擦是指摩擦表面有一层极薄得润滑膜存在时的摩擦。
这层膜称为边界油膜。
（4）流体摩擦是指摩擦表面完全被润滑油膜隔开时的摩擦。
这种摩擦发生在界面的润滑剂膜内，摩擦阻力最小，磨损最小。
（5）混合摩擦——是指属于过渡状态的摩擦，包括半干摩擦和半流体摩擦。
半干摩擦是指同时存在着干摩擦和边界摩擦的混合摩擦。
半流体摩擦是指同时存在着流体摩擦和边界摩擦（或干摩擦）的混合摩擦。
二、磨损和磨损的种类1.什么是磨损？是指两个相互接触的物体发生相对运动时，物体表面的物质不断地转移和损失。
磨损的结果使相对运动的物体表面不断有微料抖落，表面性质、几何尺寸均发生改变。
2.磨损的三个阶段磨损阶段、稳定磨损阶段和急剧磨损阶段3.磨损的种类按磨损的破坏机理，通常把磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种。
（1）粘着磨损由于摩擦表面存在着一定的粗糙度，在压力的作用下，当摩擦表面做相对运动时，在真空接触点上产生瞬时高温，使其表面软化，熔化，甚至相互粘着，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面，这种现象就叫做粘着磨损。
摩擦与润滑概述(“摩擦”相关文档)共8张
润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌号为L-AN10的油在40℃ 时的运动粘度大约为10 cSt。
润滑脂 ：润滑油+稠化剂
润滑脂的主要质量指标是：锥入度，反映其稠度大小。 滴点，决定工作温度。
固体润滑剂 ：石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。
润滑剂、添加剂和润滑方法
二、添加剂 添加剂 为了提高油的品质和性能，常在润滑油或润滑脂中加入一些分量虽小但 对润滑剂性能改善其巨大作用的物质，这些物质叫添加剂。
摩擦
摩 擦3
４．混合摩擦是指摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。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。
随着科学技术的发展，关于摩擦学的研究已逐渐深入到微观研究 领域，形成了微－纳米摩擦学理论，引发出许多新的概念，比如提出 了超润滑的概念等。从理论上讲，超润滑是实现摩擦系数为零的摩擦 状态，但在实际研究中，一般认为摩擦系数在0.001量级（或更低）的 摩擦状态即可认为属于超润滑。关于这方面的研究也是目前微－纳米 摩擦学研究的一个重要方面。
“机械－分子说” 两种作用均有。
油性添加剂 ３．流体摩擦是指摩擦表面被流体膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。
工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)，量纲为(m2/s)；
极压添加剂 润滑 是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。
关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology)。
摩擦与润滑概述
概述
摩擦 润滑剂、添加剂和润滑方法
概述
摩擦学
摩擦学是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。
机械设计复习要点及重点习题
机械设计复习要点及重点习题摩擦、磨损及润滑概述1、如何用膜厚比衡量两滑动表面间的摩擦状态？【答】膜厚比（λ）用来大致估计两滑动表面所处的摩擦（润滑）状态。
2/12221min)(q q R R h +=λ式中，min h 为两滑动粗糙表面间的最小公称油膜厚度，1q R 、2q R 分别为两表面轮廓的均方根偏差。
膜厚比1≤λ时，为边界摩擦（润滑）状态；当31～=λ时，为混合摩擦（润滑）状态；当3>λ时为流体摩擦（润滑）状态。
2、机件磨损的过程大致可分为几个阶段？每个阶段的特征如何？【答】试验结果表明，机械零件的一般磨损过程大致分为三个阶段，即磨合阶段、稳定磨损阶段及剧烈磨损阶段。
1）磨合阶段：新的摩擦副表面较粗糙，在一定载荷的作用下，摩擦表面逐渐被磨平，实际接触面积逐渐增大，磨损速度开始很快，然后减慢；2）稳定磨损阶段：经过磨合，摩擦表面加工硬化，微观几何形状改变，从而建立了弹性接触的条件，磨损速度缓慢，处于稳定状态；3）剧烈磨损阶段：经过较长时间的稳定磨损后，因零件表面遭到破化，湿摩擦条件发生加大的变化（如温度的急剧升高，金属组织的变化等），磨损速度急剧增加，这时机械效率下降，精度降低，出现异常的噪声及振动，最后导致零件失效。
3、何谓油性与极压性？【答】油性（润滑性）是指润滑油中极性分子湿润或吸附于摩擦表面形成边界油膜的性能，是影响边界油膜性能好坏的重要指标。
油性越好，吸附能力越强。
对于那些低速、重载或润滑不充分的场合，润滑性具有特别重要的意义。
极压性是润滑油中加入含硫、氯、磷的有机极性化合物后，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的性能。
它在重载、高速、高温条件下，可改善边界润滑性能。
4、润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？【答】润滑油的主要质量指标有：粘度、润滑性（油性）、极压性、闪点、凝点和氧化稳定性。
润滑脂的主要质量指标有：锥（针）入度（或稠度）和滴点。
5、什么是粘度？粘度的常用单位有哪些？【答】粘度是指润滑油抵抗剪切变形的能力，标志着油液内部产生相对运动运动时内摩擦阻力的大小，可定性地定义为它的流动阻力。
机械设计4[1].12#滑动轴承
![机械设计4[1].12#滑动轴承](https://img.taocdn.com/s3/m/fcef3f1ec5da50e2524d7fbc.png)
§4-4 流体润滑原理简介
(一)流体动力润滑:两相对运动的摩擦表面借助 流体动力润滑: 于相对速度而产生的粘性流体膜来平衡外载荷; 于相对速度而产生的粘性流体膜来平衡外载荷; (二)弹性流体动力润滑:高副接触中,接触应力 弹性流体动力润滑: 使表面产生局部弹性变形,在接触区形成弹性流 体动力润滑状态; (三)流体静力润滑:将加压后的流体送入摩擦表 流体静力润滑: 面之间,利用流体静压力来平衡外载荷;
du 即 : τ = η ( 4 6) dy
剪切 应力 动力 粘度 速度 梯度
Uh h u
x
y
u=0
13
b)运动粘度与动力粘度的换算关系: η 2 ν= m / s 粘—温曲线见 图4-9 密度 ρ
动力粘度η:主要用于流体动力计算.Pas 动力粘度 运动粘度ν:使用中便于测量.m2/s 运动粘度 2.油性(润滑性):润滑油在摩擦表面形成各种吸附膜 油性
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径向轴承, 滑动轴承 :径向轴承,止推轴承
24
§12-2 径向滑动轴承的结构
整体式径向滑动轴承
对开式径向滑动轴承 对开式径向滑动轴承 径向
图15-18 斜剖 分式径向 径向滑动 分式径向滑动 轴承
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§12-2 径向滑动轴承的结构
调心滑动轴承
可调间隙的滑动轴承
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滑动轴承
MPa m / s
v=
πn ( d1 + d 2 )
60 × 1000 × 2
≤ [v ]
m/s
44
(上式中各参数见表12-6) 上式中各参数见表 )
中南大学考研试题
设计计算非液体滑动轴承时要验算: 设计计算非液体滑动轴承时要验算 1) ; 其目的是 p ≤ [ p] 2) 3)
摩擦、磨损与润滑
附活性高则有效浓度就低 ，但是过高 的吸附活性
在一 定 的条 件 下 更 容 易 导 致 金 属 表 面 的 腐 蚀 ；传 统 的减 磨剂 Ｄ Ｄ Ｂ Ｓ则 表 现 出来 使 减 磨 性 能 变 坏 的 性 能 。图 １ Ｏ，表 ２ ，参 １ ５ （ 玉贞） 赵
蒸气压和磨损性能是保证航空润滑油长期可
采 用 四球 试 验 机 研 究 了有 机 硫 和 有 机 磷 型 化 合 物在 新 戊 基 类 型 酯 类 油 中 的抗 磨 性 能 和 机 理 。
试 验采 用 三 羟 甲基 三 油 酸 酯 （ ＭＰ—Ｏ） 为 基 础 Ｔ
线性关系。等温牵 引性 比较表 明牵引性不是润滑
油 中添 加剂 的性 能 。图 １ ，表 ４，参 ４ ５ Ｏ （ 承华 ） 金
ａｉ ｎ ｉ ｕｔａ ｂａｅ ［ ，英 ］／ ．ｅｅｉ， ｎｓ ｉ ｎ ｓｉｌ ｒｋｓ 刊 ｍ ｄ ｒ Ｄ Ｓｖｒ ｎ
ｅ ｌ／ ａ－ ２ ０ ，２ ９ （ ） ． ７ ７ ９ ｔ ／ Ｗｅｒ－ ０ １ ４ ９ ａ １～ ７
括 ：两个多烷基取代环戊烷 （ Ａ ｓ Ｍ Ｃ ，Ｘ一１０ ００和
机械 制 动 的 动作 是 不可 推 测 的 ，但 令 人 惊 奇 的是 可 以测 量 出工业 制 动 系统 所显 示 的实 际结 果 。
１ Ｐ ，最 高值 是 低 分子 量 Ｍ Ｃ （ 一 １０ ） Ｏ ａ Ａ Ｘ ００
的 ３ ６×１ Ｐ 。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ另 外 ，测 试 了某 些 润 滑 油 的真 ． ０ ａ
靠 性 和空 间 使 用 性 能 的关 键 性 能 。采 用 Ｋ ｕ￣ｎ ｎｄ ｃｌ技术 测 试 蒸 气 压 ，采 用 真 空 四球 机 测 试 磨 损 ｅ ｌ 性 能 ，所 用油 品 为一 系列 非完 全 配 方 润 滑 油 ，包
摩擦与润滑 教学大纲
摩擦与润滑一、课程说明课程编号：060210Z10课程名称（中英文对照）：摩擦与润滑/ Friction and Lubrication in Metal Plastic Processing课程类别：专业选修课程学时/学分：24/1.5先修课程：材料力学、弹塑性力学、机械设计基础、材料科学基础、金属塑性加工原理、金属塑性加工技术、认识实习、生产实习等。
适用专业：材料科学与工程专业教材、教学参考书：（1）茹铮，余望等编，塑性加工摩擦学，科学出版社，1992（2）赵振铎主编，金属塑性成形中的摩擦与润滑，化学工业出版社，1993 （3）李虎心主编，压力加工过程中的摩擦与润滑，冶金工业出版社，1993 （4）侯文英编，摩擦摩损与润滑，机械工业出版社，2012（5）孙建林编，材料成型摩擦与润滑，国防工业出版社，2007二、课程设置的目的意义《摩擦与润滑》是材料科学与工程专业本科生的一门专业课程。
其目的与任务是：系统讲述金属塑性加工（轧制、挤压、拉拔、锻造、冲压）过程中的摩擦与润滑的基本概念和基本原理，结合课程实验介绍摩擦对金属变形流动的及组织性能影响规律，使学生对金属塑性加工摩擦与润滑有较全面的了解，为从事金属材料加工与研究打下坚实的基础。
三、课程的基本要求(1)：掌握解决工程问题所需物理、化学等自然科学理论基础。
学会运用物理学和化学中的知识评估工程问题中涉及的物理和化学问题，判断结果的合理性。
(2)：掌握分析研究复杂工程问题所需的物理、化学等自然科学基础知识。
学会运用物理学和化学中的理论、观点和方法，识别、分析常见工程问题中涉及的物理和化学问题。
(3)：能够根据所学的专业知识对实验结果做出科学的解释，并能够对实验结果中的问题设计合理的解决方案。
(4): 学习并掌握摩擦学的基本原理及其在加工过程中的适应性；了解金属塑性变形（锻造、轧制、拉拔）过程中摩擦、磨损和润滑问题；学习并掌握摩擦的控制、利用以及润滑剂的性能。
设备润滑管理培训资料
度进展分类
粘度等级
ISO VG2 ISO VG3 ISO VG5 ISO VG7 ISO VG10 ISO VG15 ISO VG22 ISO VG32 ISO VG46 ISO VG68 ISO VG100 ISO VG150 ISO VG220 ISO VG320 ISO VG460 ISO VG680 ISO VG1000 ISO VG1500
0 A 60 A 在水污 A 低负荷 A 000
-20 B 90 B 染的条 B 脂
0
用润
X
滑脂 的场
-30 -40 <-40
合
C D E
120 140 160 180 >180
C 件下， C D 润滑脂 D E 的润滑 E F 性、抗 F G 水性和 G
B 极压脂
1 2 3 4 5
防锈性 H
6
I
润滑脂质量分类(按稠化剂)
矿物油性能(续)
缺点： ＞140℃～160℃(一次性损耗使用)，迅速氧化、老化
，严重积炭 粘温特性差，即使加氢，也赶不上大多数合成油
合成润滑油开展
上世纪20～40年代 德国、美国 德国
合成烃 综合性能研究 添加剂 酯类油
加氢油
合成根底油
合成根底油的特点 高粘度指数 需要较少的粘度指数改进剂，沉淀少 减少了活塞环的粘结和研磨现象，品质 更稳定 不易挥发 耗油量低，排放少 品质更稳定 低倾点 低温流动性好 启动性能好，磨损低 氧化安定性好 油泥、沉淀少 换油期长 本钱较高、溶解性问题、密封材料相容 性问题
腐蚀或氧化磨损
锈和碎块
盐和不规则物体
点蚀
成因 – 腐蚀物质 (酸、活性化学物质和水) 引起的外表化学或 电化学反响
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7.1工艺润滑的目的是什么？工艺润滑主要目的：（1） 降低金属变形时的能量消耗；（2）提高制品质量；（3）减少工模具磨损，延长工具使用寿命7.2影响边界润滑膜性能的因素及如何影响？（1） 温度的影响：超过这个温度范围，边界膜将发生失向、散乱、解吸或熔化；（2）滑动速度的影响：变形方式不同滑动速度不同，其主要在于改变边界膜剪切阻力、摩擦温度对边界膜形成与作用的影响以及润滑过程中引起流体动压润滑效应的大小；（3）面压的影响：主要表现在改变润滑剂的性质以及使边界膜破裂的程度不同。
7.3对工艺润滑剂的要求如何？（1）对工具与变形金属表面有较强的吸附能力，以保证形成强度较大，而且较完整的润滑油膜；（2）有适当的粘度，既保证润滑层有一定的厚度，有较小的流动剪切应力，又能获得较光洁的制品表面；（3）对工具以及变形金属有一定的化学稳定性，以免腐蚀工具与金属制品表面，（4）有适当的闪点及着火点，避免在压力加工过程中过快地挥发或烧掉、丧失润滑能力，同时也为保证安全生产；（5）燃烧后的残物要少，保证制品不出现各种斑迹，避免脏化制品表面；（6）润滑剂本身或生成物(烟、尘或气体)不应对人体有害；（7）冷却性好，以利于对工模具起到冷却、调节与控制的作用，提高工模具的使用寿命以及产品质量；（8）成本低廉，资源丰富。
7.4工艺润滑剂的种类有哪些？在金属压力加工中使用的润滑剂，按其形态可以分为液体润滑剂、固体润滑剂、液-固润滑剂、润滑脂以及熔体润滑剂。
其中，液体润滑剂使用最广，通常又可分为纯粹型油和水溶型两类。
7.5何谓粘度和粘度指数，常用的粘度指标有哪些？粘度是衡量润滑油流动阻力的参数，是润滑油脂最重要的参数之一。
最常用的粘度指标有两种：（1）动力粘度(绝对粘度)：液体层以一定速度彼此作相对位移时产生的阻力dh du AF η=； （2）运动粘度：动力粘度与其密度之比ρην=。
除动力粘度及运动粘度外，常用的还有条件粘度，如思氏度(°E)，其测定温度为20℃、50℃、500℃。
+7.6工艺润滑剂添加剂的种类及各自作用★所谓添加剂就是指强加到润滑油中而能改进润滑剂某种性能，以达到某种使用目的的物质常用到的添加剂有以下几种：（1）油性剂与极压剂：油性添加剂是由极性非常强的物质组成；能形成耐压、耐温能力较强的润滑油膜，表现出较好的润滑油性能；如动物油脂等。
极压添加剂能分解出活性元素与金属表面起化学反应，生成一层低剪切强度的金属化合物膜；由于这种膜具有极高的耐压、耐温能力，从而表现出很好的防粘降磨及减少工具磨损的性能；如含硫、氯的有机化合物等。
（2）抗氧化剂：润滑油在使用过程中不断与空气接触会发生连锁性氧化反应。
该剂能使连锁反应中断，减缓润滑油的氧化速度，增加化学稳定，延长其使用期限。
常用的有芳香胺及双酚等。
这些物质本身极易氧化，从而保护了润滑油不被氧化。
（3）乳化剂：使润滑油与水等介质能形成均匀乳状液的物质。
加工中大量使用的冷却-润滑乳液都属于水包油型。
常用的乳化剂有脂肪酸盐、胺盐等。
（4）消泡剂：润滑油或乳液在加工中循环使用时，由于急剧运动并与空气接触，易于起泡。
严重时会导致循环系统内因气穴作用而使流量降低，甚至出现供液中断等操作上的故障。
常用的油消泡剂有硅素油，如二甲基硅油等。
上述各种添加剂，除了为保证各自作用而应具有的特性外，与润滑基油一样，还需满足一些共同要求，如优良的耐压性；保正获得光洁制品表面；稳定性好；退火时在制品表面不留残物；不产生污染腐蚀斑迹；对人体无害以及价格低廉等。
+7.7润滑油的性能指标（1）一般物理指标①密度；②针入度：室温下用159g的标准圆锥体压入润滑脂的试样，5s后压入的深度；③滴点：润滑脂在规定的条件下加热，润滑脂随温度升高而变软，从脂杯中滴下第一滴的温度称为滴点；④闪点和着火点：润滑油被加热至某一温度，用火苗引点，能发生闪火而燃挠，但随即又熄灭，则此时的温度称为闪火点或简称闪点。
当油温继续升高至另一温度，所产生的油气能维持燃烧，此时的温度则称为着火点(引火点)；⑤倾点和凝点：油品在标准规定的条件下冷却时，能够继续流动的最低温度称为倾点。
油品在规定的试验条件下冷却到液面不移动时的最高温度，称为凝点⑥水分、沉淀物和机械杂质（2）粘度，见问题7.5（3）一般的化学性能指标①酸值：酸值是用以衡量润滑油中酸含量的指标，采用中和一克润滑油内的酸所需要的氢氧化钾毫克数来表示；②碱值：用以评定游离碱的含量，用相当于为中和含1克润滑剂的所有碱性化合物所消耗的盐酸数量的氢氧化钾毫克数来表示；③碘值：可表示油脂中高级脂肪酸的不饱和程度，描述干化能力的强弱；④皂化值：皂化值用以测定动植物油中脂肪酸的含量，通常也以皂化一克油样所需的氢氧化钾毫克数来表示；⑤使用后的残炭和使用后的灰分：要求要低；⑥蒸发度：表示在给定的压力和温度条件下的蒸发程度和速度，必须对润滑油和液压液的蒸发度进行控制（4）氧化指标①抗污染性；②耐热稳定性；③抗氧化稳定性（5）乳化剂的化学稳定性①乳化性和破乳化性；②抗泡沫性（1）（2）为物理指标，（3）（4）（5）为化学指标。
其中闪点和着火点、倾点和凝点、粘度酸碱值、皂化值、蒸发度比较重要8.1举例分析摩擦在板料成形中的作用。
（1）冲裁过程中的摩擦：①凸、凹模端面与坯料间的摩擦凸、凹模之间有间隙，凸、凹模端面与坯料之间存在相对滑动，产生摩擦力。
摩擦力的方向则取决于坯料的塑性流动方向。
影响局部塑性流动方向的因素很多，但主要的是间隙和是否有压边和顶件装置。
②凸、凹模侧壁与坯料间的摩擦影响冲裁力的大小：a.减小刃侧摩擦力相当于减小作用于刃侧板的拉应力，因而可推迟裂纹的出现，并使塌角减小和光亮带增大；b.模具端面的摩擦力如果方向向内（指向刃尖）就能增大剪切区的压应力，对延后裂纹的出现和改变裂纹的走向都有利；c.作用在模刃侧面与端面上的摩擦力都是造成刃磨损的主要原因，应采用有效的润滑剂使之减小。
③坯料断裂后余料与工件间的摩擦冲裁间隙小时，摩擦力大，凸、凹模刃容易遭到擦伤与磨损。
④脱料与推件过程中的摩擦推件和卸料摩擦力对冲裁力和工件质量没有很大的影响，但对模具刃口的磨损影响却较大，原因：1）坯料断面为加工硬化后的粗糙表面；2）相对运动速度较高；3）有热效应，易粘附；4）润滑油的带入有困难。
润滑困难，多为边界润滑状态。
⑤工件侧壁与凹模直腔之间的摩擦。
（2）板料弯曲成形工艺中的摩擦：①凸模与板料间的摩擦力三点弯曲过程中可以忽略，校正过程中可使板厚减薄，减小零件回弹角。
②凹模支点与板料间的摩擦力弯曲件表面出现擦伤出现冲击线。
（3）板料拉深成形工艺中的摩擦拉深过程中，如压边力过大，突缘坯料移动时，压边圈和凹模端面间摩擦力增加，使危险断面提前破裂，降低模具寿命和容易划伤工件表面；若压边力过小，则不能将板料压住，板料易出现皱褶。
8.2拉深过程中哪些部位容易产生皱折，为什么？拉深过程中，如压边力过小，不能将板料压住，突缘区域坯料易出现皱折。
8.3拉深过程中选择润滑剂的主要依据是什么？（1）能形成一层坚固的润滑薄膜，能够承受很大的压力；（2）有良好的附着性，形成均匀分布的润滑层，并且有小的摩擦系数；（3）容易从工件表面清除；（4）不损坏模具及工件表面的力学及化学性能；（5）化学性能稳定，并对人体无害；（6）资源充分价格低廉。
.9.1分析说明摩擦如何影响挤压制品的表面质量。
挤压时，由于挤压筒与模具之间的摩擦阻碍，使得内层金属流动比外层快使坯料外层产生附加拉应力，越靠近模孔处附件拉应力越大，当附加拉应力与基本应力叠加使得工作应力达到实际断裂强度是便会在产品表面产生向内扩展的裂纹，随着挤压过程的持续，挤压制品表面出现周期性裂纹。
9.2挤压工艺润滑的特点？一、润滑剂在挤压工艺中的作用减少裂纹的产生；降低摩擦系数和挤压力；扩大挤压坯料的长度；改善挤压过程中金属流动的性质，减少不均匀性；防止金属与模具的粘着；减小制品中的挤压应力等。
同时，它还起到的保温或绝热的作用，以改善工模具的工作条件，提高挤压速度，减小模具的磨损，延长模具使用寿命，降低力能消耗，提高挤压制品的成品率和表面质量等。
二、工艺润滑的部位(1)、挤压模具一般情况下都必须进行润滑，但模具定径带上过度的润滑也会使挤压制品的表面粗糙度增大，因而在挤压某些对表面要求光洁的制品时，应该限制使用润滑。
(2)、挤压筒壁应根据它们的相对运动情况来确定。
有相对运动时，应该进行润滑；若无相对运动，可以不考虑润滑。
(3)、空心材的芯棒在空心型材的挤压过程中，若是用穿孔挤压或是带芯棒的挤压方式生产管材时，对芯棒部位的润滑可以大大改善芯棒的工作条件，降低穿孔力，有利于挤压过程的正常进行。
但在用桥式模、舌形模等类型的分流组合模挤压空心制品时，由于金属流体必须在焊合腔中重新焊合，所以不能使用润滑剂，以免润滑剂污染焊合部位，使焊合质量降低，产生废品。
++9.3挤压过程中摩擦对金属流动的影响？★Ⅰ-弹性变形区；Ⅱ-塑性变形区；Ⅲ-滞留区。
各区的位置和大小取决于变形金属的性质质、金属与挤压模具之间的摩擦力、延伸系数、金属温度的不均匀性和挤压模入口锥度等许多因素。
其中最主要的因素之一．就是坯料侧表面和挤压筒壁之间的摩擦。
（a）最理想的情况，无摩擦，金属流动均匀变形均匀；（b）润滑挤压，变形区集中在模孔，不产生中心缩尾和环形缩尾；（c）受摩擦力影响明显，变形区遍及整个锭坯体积，但基本挤压阶段未发生金属向内流动的情况，挤压后期出现尾缩；（d ）流动很不均匀，挤压开始出现外部金属向中心流动，产生尾缩也最长。
++9.4挤压棒材过程中产生粗晶环/细晶环的原因是什么？ ★当挤压筒壁与变形金属之间的摩擦应力达到一定程度时，外层金属运动受阻，使挤压筒壁与坯料之间的相对滑动减小，在坯料次表面出现滑动，即金属的内部相互间滑动；当摩擦应力足够大时，外层金属完全粘着，而使其次表层剪切变形。
摩擦力越大，制动越强烈，则滑动扩展区越大，在接触外层的金属层上剪切变形量也越大，坯料中心和外层区段的变形率差值也越大，从而形成挤压制品横断面的中心区和外层区组织的不同产生条件，即生成细晶环或粗晶环，导致横向性能不均。
++9.5挤压时为什么要进行表面处理，表面处理的形式有哪些？为了达到所要求的润滑性能，在冷挤压的实际生产中，必须进行专门的表面处理和润滑处理，其方法有下面几种：（1）清除污染膜处理和直接挤压润滑：采用机械或化学表面处理的方法，消除被挤压坯料的表面缺陷、油污和氧化皮等不利于挤压润滑膜形成的因素；（2）磷化-皂化处理：获得高质量的冷挤压润滑膜，主要用于能与磷化液发生作用的金属，如钢的冷挤压；（3）草酸盐表面处理：不能进行磷化处理的金属与合金可用这种方法，如不锈钢冷挤压；（4）其他表面处理方法，如硬铝氧化处理等。