第二章摩擦、磨损及润滑概述
机械设计基础第二章 摩擦、磨损及润滑
化学吸附膜 中等载荷、速度和温度
化学反应膜 重载、高速和高温 三、混合摩擦（润滑） 膜厚比
(a)
hlim /( Ra1 Ra 2 )
(b)
λ越大，油膜承载比例大，，f越小
四、流体摩擦（润滑） 膜厚比λ >5 全液体摩擦
§2—2 磨损
一、典型的磨损过程 1、跑合磨损过程 在一定载荷作用下形成 一个稳定的表面粗糙度， 且在以后过程中，此粗糙 度不会继续改变，所占时 间比率较小
2、磨粒磨损
由于摩擦表面上的硬质突出物或从外部进入摩擦表面 的硬质颗粒，对摩擦表面起到切削或刮擦作用，从而引起 表层材料脱落的现象，称为磨粒磨损。这种磨损是最常见 的一种磨损形式，应设法减轻这种磨损。 为减轻磨粒磨损，除注意满足润滑条件外，还应合理 地选择摩擦副的材料、降低表面粗糙度值以及加装防护密 封装置等。
1、润滑油 有机油、矿物油、合成油 性能指标： 1）粘度 2）油性 4）闪点和燃点 5）极压性能
3）凝点
6）氧化稳定性
2、润滑脂 钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂 性能指标： 1）针入度 3、固体润滑剂 2）滴点 3）安定性
石墨、二硫化钼、氮化硼 、蜡、 聚氟乙烯、 酚醛树脂
4、润滑剂的添加 二、粘性定律与润滑油的粘度
合理地选择材料及材料的硬度(硬度高则抗疲劳磨 损能力强)，选择粘度高的润滑油，加入极压添加剂或 MoS2及减小摩擦面的粗糙度值等，可以提高抗疲劳磨 损的能力。
8
2018/11/12 机械设计基础
4、腐蚀磨损
在摩擦过程中，摩擦面与周围介质发生化学或电化学反应而 产生物质损失的现象，称为腐蚀磨损。腐蚀磨损可分为氧化 磨损、特殊介质腐蚀磨损、气蚀磨损等。腐蚀也可以在没有 摩擦的条件下形成，这种情况常发生于钢铁类零件，如化工 管道、泵类零件、柴油机缸套等。
摩擦、磨损和润滑
摩擦、磨损和润滑§1 摩擦在一定的压力下，表面间摩擦阻力的大小与两表面间的摩擦状态有密切关系，不同摩擦状态下，产生摩擦的物理机理是不同的。
一、摩擦状态按摩擦状态，即表面接触情况和油膜厚度，可以将滑动摩擦分为四大类，干摩擦、边界摩擦（润滑）、液体摩擦（润滑）和混合摩擦（润滑），如图所示。
1.干摩擦两摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜的纯净金属接触时的摩擦，称为干摩擦。
在工程实际中没有真正的干摩擦，因为暴露在大气中的任何零件的表面，不仅会因氧气而形成氧化膜，且或多或少也会被润滑油所湿润或受到"污染"，这时，其摩擦系数将显著降低。
在机械设计中，通常把不出现显著润滑的摩擦，当作干摩擦处理。
2.边界摩擦两摩擦表面各附有一层极薄的边界膜，两表面仍是凸峰接触的摩擦状态称为边界摩擦。
与干摩擦相比，摩擦状态有很大改善，其摩擦和磨损程度取决于边界膜的性质、材料表面机械性能和表面形貌。
3.液体摩擦两摩擦表面完全被液体层隔开、表面凸峰不直接接触的摩擦。
此种润滑状态亦称液体润滑，摩擦是在液体内部的分子之间进行，故摩擦系数极小。
这时的摩擦规律已有了根本的变化，与干摩擦完全不同。
关于液体摩擦（液体润滑）的问题，将在滑动轴承中进一步讨论。
4.混合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。
二、干摩擦理论干摩擦理论主要有：（1）机械理论认为摩擦力是两表面凸峰的机械啮合力的总和，因而可解释为什么表面愈粗糙，摩擦力愈大；（2）和表面分子相互吸引分子-机械理论认为摩擦力是由表面凸峰间的机械啮合力F1两部分组成，因而这一理论可解释为什么当接触表面光滑时，摩擦力也会力F2很大。
但上述两种理论不能解释能量是如何被消耗的；（3）粘着理论；（4）能量理论等。
a) 结点b) 界面剪切c) 软金属剪切a) 结点b) 界面剪切c) 软金属剪切大量的试验表明，工程表面的实际接触面积约为名义接触面积的10-2～10-3，这样接触区压力很高，使材料发生塑性变形，表面污染膜遭到破坏，从而使基体金属发生粘着现象，形成冷焊结点（如图a 所示）。
第2章摩擦、磨损及润滑概述2知识分享
（4）飞溅润滑装置
• 当回转件的圆周速度较大 （5m/s<v<12m/s）时，润 滑油飞溅雾化成小滴飞起 ，直接散落到需要润滑的 零件上，或先溅到集油器 中，然后经油沟流入润滑 部位，这种润滑方式称为 飞溅润滑。
• 齿轮减速器中的轴承常采 用这种润滑方法
粘度与温度和压力的关系
1. 粘度与温度的关系
• 粘度随温度的升高而降低 • 粘度随温度变化小，粘-温性
能好。
2. 粘度与压力的关系
• 只有在压力超过20MPa时，粘 度才随压力的增大而增大， 高压时更明显。
2.2.1.2 润滑脂的分类和主要质量 指标
• 润滑脂是在润滑油中加入稠化剂(如钙、钠、锂等 金属皂基）而形成的脂状润滑剂，又称为黄油或 干油。
2.2.2 润滑方法和润滑装置
• 机械设备的润滑，主要集中在传动件和支承 件上，各零部件的润滑将在相关章节中学习 ，这里仅介绍常见的润滑方法和润滑装置
• 机器的润滑方法有分散润滑和集中润滑两大 类。
• 分散润滑是各个润滑点各自单独润滑，这种 润滑可以是间断的或连续的，压力润滑或无 压力润滑
• 集中润滑是一台机器的许多润滑点由一个润 滑系统同时润滑
恩氏度（˚ Et） ——中国惯用 常用的有： 赛氏通用秒（SUS） ——美国惯用
雷氏秒 ——英国惯用
运动粘度与条件粘度之间的换算关系：
当 1 .3 5 E t≤ 3 .2 时 V t ， 8 .0 E t 8 .E 6 t 4cSt 当 E t 3 .2 时， V t 7 .6 E t 4 E .0 t cSt 当 ° E t> 1 .2 时 6 ， V t= 7 .1 ° E t4 cSt
汽车的磨擦、磨损与润滑-
汽车的磨擦、磨损与润滑一、概述摩擦、磨损与润滑是汽车在制定、制造、使用与修理中不可避免而又必需妥善解决的问题。
它是研究各运动部件摩擦副表面摩擦、磨损、润滑这三者互相关系的一门科学与技术。
据有关资料统计，现在世界上有不少能源以各种不同的形式消耗于摩擦损失，依据美国环保局(EPA)测得的典型汽车能量分布状况可知，燃料能量消耗在汽车各种摩擦损失上的比例，活塞摩擦损失占3.0%，发动机其它摩擦损失占4.5%，变速器摩擦损失占1.5%，车轴摩擦损失占1.5%，总计占10.5%，亦即燃料的热能中有10.5%消耗在汽车的各种摩擦损失中。
摩擦不仅消耗能量，而且伴随着磨损的产生。
依据使用和试验统计，汽车零部件的主要失效形式是磨损，磨损型的故障约占50%。
其中，磨损造成的故障在发动机总成故障中占47.2%：在变速器故障中占65.3%：在驱动桥故障中占72.9%……由于磨损型故障而带来的修理费用约占汽车使用费用总数的25%。
由此可见，摩擦带来能量的损失，磨损产生材料的损耗和零部件的失效，而降低摩擦损失、减少磨损、延长车辆使用寿命的重要措施和有效途径就是润滑。
二、润滑的功能每辆汽车都是围绕完成某一功能而由许多互相依赖、互相作用的构件和零件组合而成的一个系统。
汽车在运行中，由于受到外部环境的干扰和内部因素的作用，在功能转换过程中，由于各种矛盾的对抗而产生摩擦和磨损，同时，因摩擦磨损引起系统的功能变化，导致各单元的尺寸发生变化，造成精度下降、功能降低、严重时会引发故障和事故。
由图1可见，在输入变量一定的状况下，假设要提升有用输入，就必需设法降低损耗输出，为此，对汽车用户来说，除正确调整各部间隔和操作外，简单而有效的办法是正确地进行润滑，充分发挥润滑剂的作用，这是降低损耗输出最有效、具体而经济的方法。
润滑的功能、价值和成本间的关系为：价值=功能/成本价值是把润滑剂加入到运动体之间形成一层具有一定强度的油膜，减少机件的磨损，降低能源消耗，确保机件正常运转，提升有用输出。
机械零件的摩擦、磨损、润滑及密封
3
主要性能指标：
润滑剂、添加剂
1）锥入度（稠度）
重1.5N的标准锥体，于25℃恒温下，由润滑脂表面经
5s后刺入的深度。 它标志着润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱。 2）滴点 在规定的加热条件下，润滑脂从标准测量杯的孔口滴
下第一滴时的温度叫润滑脂的滴点。
滴点决了润滑油的工作温度。
3
3、固体润滑剂
润滑剂、添加剂
1、润滑油 润滑油
润滑剂、添加剂
机油：动物油、植物油 矿物油：来源充足、价格低廉、用途广。 化学合成油
评定指标 1）粘度： ① 动力粘度： 油呈层流分布，层与层之间 的摩擦剪应力τ应满足如下关系：
v y
此式称为牛顿液体流动定律。
η——比例常数，即：流体动力粘度。表征液体内摩擦阻力大小。 单 位：国际单位： Pa.s（帕.秒） 绝对单位： 称为1P（泊） P=0.1Pa.s=100cP(厘泊)
如石墨、二硫化钼、氮化硼、石蜡、聚四氟乙烯、酚醛树 脂等。石墨和二硫化相应用最广。
固体润滑剂一般用于不宜使用润滑油和润滑脂的特殊条件
下。此外，它还可以作为润滑油或润滑脂的添加剂使用，以 及与金属或塑料等混合制成自润滑复合材料使用。 三、添加剂
有时为了改善某些性能还加入一些添加剂，添加剂可以改
变润滑剂的各种性能，起到提高承载能力、降低摩擦和减少 磨损的目的。目前世界各国都普遍使用加有添加剂的润滑油。
6 密封装置
二、 接触式旋转轴密封 1 、 毡圈密封
毡圈为标准件，密封结构简单，对轴 的偏心或窜动不敏感，但摩擦、磨损较严 重，只用于低速、脂润滑的场合。
2 、油封密封
油封是依靠有弹性的唇部进行密封的标准密封件。油封密封，
因结构简单、价格便宜、检修方便，是目前应用最广泛的一种接触
(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。
摩擦磨损与润滑
摩擦、磨损与润滑摩擦―、概述相互接触的物体、在接触面间产生的租止物体相对运动的现象称为摩擦。
由于摩擦而产生的阻力，称为摩擦力。
我们可以观察在机械运动中产生的摩擦，同时存在摩擦力、摩擦热和磨损三个现象。
其中：摩擦力属于运动副的一种力学特征；摩擦热是能量转换的一种形式。
磨损是摩擦表面物质转移的一种形式。
在机械运动中，发生相对运动的零件或部件统称为运动副，如轴与轴承、齿轮啮合、平面导轨、蜗杆与蜞轮、链条与链轮、带传动等。
这些运动剃在相对运动的同时都会发生摩擦，因此我们也称这些运动副为摩擦副。
摩擦是自然界普遍存在的现象，对人们的生活和生产都有着重要的作用。
如人们利用摩擦振动使提琴、胡琴发音。
有了摩擦人们才能走路，汽车、火车才能行驶，等等。
某些机械利用摩擦力来传递动力和运动，如摩擦压力机、摩擦离合器、带传动等。
但是，摩擦力也有它有害的方面，它对某些机械运动副起不良作用，主要有以下几点。
(1)消耗大量的功，机械运动中克服摩擦面间的摩擦力所作的功称为无用功，它大约占总消耗功的三分之一，从而降低了机械效率。
(2)造成磨损由于摩擦表面的直接接触，零件表面产生严重磨损。
降低机械的运动精度，间隙变大，出现振动和噪声，不仅影响机械的正常运转，同时还缩短了机械的寿命。
据统计，大约有80%的损坏零件是由于磨损造成的。
⑶产生热量，机槭设备运行中用来克服摩擦力损失的那部分能量转换成热能的形式散发出来。
其中一部分散发到空气中，另一部分来不及散发就使机械零件温度升高，降低机械强度，甚至产生热变形、热疲劳、热磨损，导致破坏机件精度，影响机械正常运转。
特别是在要求运动灵敏度高的部位，如数控机床的导轨，丝杠螺母、測量仪器等，热变形更会影响机械的工作精度和寿命。
摩擦会导致磨损，最终将破坏机槭的正常运转，这是一个客观规律。
滚动摩擦两接触物体沿接触表面滚动时的摩擦称为滚动摩擦。
滚动摩擦时，其接触处常常表现为点与点（如球形滚动轴承）或线与线（如圆柱滚子轴承）的摩擦。
机械设计第二章(摩擦磨损润滑)知识点详细总结
第2章摩擦磨损润滑1.摩擦摩擦磨损、润滑和密封失效是现代机械系统的主要失效原因。
➢干摩擦：两摩擦表面间直接接触不加入任何润滑剂的摩擦称为干摩擦。
➢边界摩擦：两表面加入润滑油后，在金属表面会形成一层边界膜(约为0.02μm)。
油膜较薄时，在载荷的作用下，边界膜互相接触，横向剪切力比较弱，这种摩擦状态称为边界摩擦。
➢液体摩擦：两摩擦表面间被一层具有一定压力、一定厚度、连续的流体润滑剂完全隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力的摩擦，称为液体摩擦。
➢混合摩擦：摩擦副处于干摩擦、边界摩擦和液体摩擦的混合状态，称为混合摩擦。
磨损曲线度。
此外，润滑剂还能防锈、减振、密封、清除污物和传递动力等。
润滑剂：润滑油、润滑脂（1）润滑油的主要性能指标➢粘度：液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力阻止分子间的相对运动而产生的一种内摩擦力，称为液体的粘性。
分为动力粘度、运动粘度和相对粘度。
➢油性：反映在摩擦表面的吸附性能（边界润滑和粗糙表面尤其重要）;➢闪点：润滑油蒸汽遇到火焰即能发出闪光的最低温度，是衡量润滑油易燃性的指标；➢凝点：冷却，由液体转变为不能流动的临界温度(低温启动性能);➢极压性：反映在金属表面生成化学反应膜的性能。
（2）润滑脂的主要性能指标➢针入度：在25℃恒温下，使重量为1.5N的标准锥体在5s内沉入润滑脂的深度(以0.1mm计)。
它标志着润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱。
➢滴点：指润滑脂受热熔化后从标准测量杯的孔口滴下第一滴时的温度。
它标志着润滑脂耐高温的能力。
4.液体摩擦润滑根据两摩擦表面间形成压力油膜原理的不同，可将液体摩擦润滑分为液体动力润滑、弹性流体动力润滑和液体静压润滑。
5.摩擦学研究现状及发展趋势液体润滑理论；表面处理技术；纳米摩擦学；生物摩擦学；。
机械设计题库03_摩擦、磨损及润滑概述
摩擦、磨损及润滑概述一 选择题(1) 摩擦副表面为液体动压润滑状态，当外载荷不变时，摩擦面间的最小油膜厚度随相对滑动速度的增加而 B 。
A. 变薄B. 增厚C. 不变(2) 两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为 B 。
A. 干摩擦B. 边界摩擦C. 混合摩擦D. 液体摩擦(3) 减少磨损的方法有很多种，其中 D 是错误的。
A. 选择合适的材料组合B. 改滑动摩擦为滚动摩擦C. 生成表面膜D. 增加表面粗糙度E. 建立压力润滑油膜(4) 各种油杯中， C 可用于脂润滑。
A. 针阀油杯B. 油绳式油杯C. 旋盖式油杯(5) 为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中， D 是不合理的。
A. 降低表面粗糙程度B. 增大润滑油粘度C. 提高表面硬度D. 提高相对滑动速度(6) 摩擦副接触面间的润滑状态判据参数膜厚比λ值为 B 时 ，为混合润滑状态；λ值为 C 可达到液体润滑状态。
A. 0.35B. 1.5C. 5.2(7) 摩擦与磨损最小的摩擦状态是 D ，摩擦与磨损最大的摩擦状态是 A 。
A. 干摩擦B. 边界摩擦C. 混合摩擦D. 液体摩擦(8) 已知某机械油在工作温度下的运动黏度s mm /202=ν，该油的密度ρ为3/900m kg ，则其动力黏度为 D s Pa ⋅。
A. 18000B. 45C. 0.0018D. 0.018(9) 在一个零件的磨损过程中，代表使用寿命长短的是 B 。
A. 剧烈磨损阶段B. 稳定磨损阶段C. 磨合阶段D. 以上三个阶段之和(10) 润滑脂是 A 。
A. 润滑油与稠化剂的混合物B. 金属皂与稠化剂的混合物C. 润滑油与添加剂的混合物D. 稠化剂与添加剂的混合物(11) 对于齿轮、滚动轴承等零件的润滑状态，应采用 C 理论。
A. 流体动力润滑B. 流体静力润滑C. 弹性流体动力润滑D. 极压润滑(12) 采用含有油性和极压添加剂的润滑剂，主要是为了减少 A 。
摩擦与润滑概述
润滑剂、添加剂和润滑方法 润滑剂、
一、润滑剂 动植物油、矿物油、合成油。 润滑油 ：动植物油、矿物油、合成油。 粘度是润滑油的主要质量指标，粘度值越高，油越稠，反之越稀； 粘度是润滑油的主要质量指标，粘度值越高，油越稠，反之越稀；
（ 粘度的种类有很多， 粘度的种类有很多，如：动力粘度、运动粘度、条件粘度等。 具体说明） 动力粘度、运动粘度、条件粘度等。 具体说明）
摩
三、 ４种滑动摩擦状态
摩 擦2
擦
１. 干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。 干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。 ２. 边界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，其摩擦性质取决 边界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开， 于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。 于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。 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 流体摩擦是指摩擦表面被流体膜隔开， 间粘性阻力的摩擦。流体摩擦时的摩擦系数最小，且不会有磨损产生， 间粘性阻力的摩擦。流体摩擦时的摩擦系数最小，且不会有磨损产生，是 理想的摩擦状态。 理想的摩擦状态。
பைடு நூலகம்
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 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。 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。 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， 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。 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 随着科学技术的发展， 领域，形成了微－纳米摩擦学理论，引发出许多新的概念， 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 了超润滑的概念等。从理论上讲， 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） 量级（ 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 摩擦状态即可认为属于超润滑。关于这方面的研究也是目前微－ 摩擦学研究的一个重要方面。 摩擦学研究的一个重要方面。
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2.1 摩擦与磨损
各类机器在工作时，零件相对运动的接触部分都存在着摩擦， 摩擦是机器运转过程中不可避免的物理现象。 磨损是摩擦的结果；
润滑是减少摩擦和磨损的有力措施；
三者是相互联系不可分割的。
摩擦、磨损及润滑概述 • 摩擦与磨损
2.1.1 摩擦及其分类
定义：在外力作用下，一物体相对于另一物体运动或有运动
摩擦、磨损及润滑概述 • 润滑
（3）条件粘度 在规定的温度下从恩氏粘度计流出200ml样品所需要的时间 与同体积蒸馏水在20℃时流出所需的时间之比值为该液体的 条件粘度，以 E 表示恩氏粘度（即为条件粘度）。 运动粘度和恩氏粘度之间可通过下式进行换算：
0 t
当1.35≤E≤3.2时 当E>3.2时
第2章 摩擦、磨损及润滑概述
Chapter 2 Summarize of friction abrasion and lubrication
石
静
新侨职业技术学院
• 摩擦磨损润滑和密封失效是现代机械系统的主要
失效原因。
• 消极影响：消耗能源； 破坏精度（包括磨损和爬行）； 增大噪声 • 积极作用：驱动(摩擦轮、无级变速） 缓冲，如宇航员座椅； 自锁，如钉子等
摩擦、磨损及润滑概述 • 摩擦与磨损
2.1.3 磨损分类 按磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同，一般工况下把 磨损分为：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。 实际上大多数磨损是以上述4种磨损形式的复合形式出现的。 磨粒磨损：由外界硬质颗粒或硬表面的微峰在摩擦副对偶表面相对运动
过程中引起表面擦伤与表面材料脱落的现象
摩擦、磨损及润滑概述 • 摩擦与磨损
2.2 润滑 思考：什么是润滑？ 润滑的定义：
将一种具有润滑性能的物质加入到摩擦副表面之间，以 达到抗磨减摩的作用。 为什么需要润滑 减少：摩擦 抑制：磨损
移除：热量
防止：锈蚀
摩擦、磨损及润滑概述 • 润滑
润滑的原理
润滑的原理是给滑动的负荷提供一个减摩的油膜
摩擦、磨损及润滑概述 • 润滑
趋势时，两物体接触面间产生的障碍物体运动的切向阻力。
摩擦在一般情况下是有害的，因此应尽量减少摩擦。
有些情况下却要利用摩擦工作，如带传动、摩擦制动器等。
刹车时，小凸轮转动 推动刹车片张开，与 刚圈接触。刹车片与 刚圈之间的摩擦力使 车轮停止转动。
带传动 摩擦制动器
摩擦、磨损及润滑概述 • 摩擦与磨损
2.2.1 润滑剂的性能与选择 1.润滑油 润滑油的主要物理性能指标有：粘度、凝点、闪点、燃点和 油性等。 粘度可用动力粘度、运动粘度、条件粘度等表示。 粘度随温度的升高而降低，随压强的升高而加大。 （1）动力粘度
设长宽高各为 1m 的流体，若上下两 面发生 1m/s 的相对滑动，所需施加的力 为 1N 时， 则该流体的粘度为 1 个国际 单位制的动力粘度记为 Pa.s
轴向式
径向式
因考虑到 轴要伸长，轴 向间隙取大些， 宜1．5～2mm。
径向间隙 不大于0．1— 0．2mm。
摩擦、磨损及润滑概述 • 密封方法及装置
2、移动运动密封装置
机器中相对移动的零件间的密封称为移动密封。移动密封多 采用密封圈密封。 （1）O形密封圈 （2）V形密封圈 （3）Y形和U形密封圈 （4）L形密封圈 见课本22-23页
粘着磨损：又称咬合磨损，它是指滑动摩擦时摩擦副接触面局部发生金
属粘着，在随后相对滑动中粘着处被破坏，有金属屑粒从零件表面被拉拽 下来或零件表面被擦伤的一种磨损形式。
疲劳磨损：因循环交变应力引起疲劳使材料脱落的磨损 腐蚀磨损：是指摩擦副对偶表面在相对滑动过程中,表面材料与周围介质
发生化学或电化学反应,并伴随机械作用而引起的材料损失现象
摩擦、磨损及润滑概述 • 摩擦与磨损
2.1.2 磨损及其过程
运动副之间 的摩擦 严重磨损 机器提早 报废
磨损也有有利的一面，如：为了降低表面粗糙度对机械零件 进行磨削、研磨和抛光等精加工以及刀具的刃磨等，均利用 了磨损的原理。
跑合磨损阶段：可将原始粗糙度逐渐磨平， 使两摩擦表面贴合得更好。oa段 稳定磨损阶段：摩擦副的正常工作阶段， 此时，磨损缓慢而稳定。当磨损达到一定 量时，进入剧烈磨损阶段。ob段 剧烈磨损阶段：摩擦条件将发生很大的变化， 温度急剧升高，磨损速度大大加快，机械效 率明显降低，精度丧失，并出现异常的噪声 和振动，最后导致完全失效。oc段
(8) ____主要用于高温、高压、防止污染等场合。 A 气体、固体润滑剂 B 润滑脂 C 润滑油 D 液体润滑剂 (9) ____磨损往往发生于高速、重载的场合。 A 疲劳 B 磨粒 C 腐蚀 D 粘着 (10) ____是指润滑脂的稠度。 A 粘度 B 锥入度 C 滴点 D 熔点
作业 2.1-2.6
●
干摩擦
●
●
液体摩擦
边界摩擦
●
混合摩擦
摩擦、磨损及润滑概述 • 摩擦与磨损
a)干摩擦
b) 液体摩擦
c)边界摩擦
d)混合摩擦
干摩擦：表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦； 液体摩擦：表面间的润滑膜把摩擦副完全隔开，摩擦力的大小取决于流体 分子内部摩擦力的摩擦； 边界摩擦：表面间被极薄的润滑膜所隔开，且摩擦性质与润滑剂的粘度无 关而取决于两表面的特性和润滑油油性的摩擦； 混合摩擦：摩擦副处于干摩擦、边界摩擦和流体摩擦混合状态时的摩擦。
U形密封圈
“自紧作用”
摩擦、磨损及润滑概述 • 密封方法及装置
压盖轴向压紧 填料产生径向 力抱紧在轴上
结构简单， 一般只用于低速 （v ＜ 4～5m/s） 脂润滑处，主要 起防尘作用。
毛毡密封 摩擦、磨损及润滑概述 • 密封方法及装置
（2）端面密封（机械密封装置）
通过石墨块与旋转盘 的接触实现密封。
(4) ____密封有迷宫式密封、螺旋式密封等。 A 接触式 B 半接触式 C 混合接触式 D 非接触式 (5) 在两物体接触区产生阻碍运动并消耗能量的现象称为____。 A 粘着 B 疲劳 C 摩擦 D 磨损 (6) 润滑油最重要的一项物理性能指标为____。 A 油性 B 粘度 C 凝点 D 闪点 (7) 由于接触应力作用而产生的磨损称为____磨损。 A 疲劳 B 磨粒 C 腐蚀 D 粘着
2.3.2 常见密封装置
1、回转运动密封装置
回转轴与固定件之间的密封，既要保证密封效果，又要减少 相对运动间的摩擦、磨损，其密封件有接触式和非接触式两 类。
摩擦、磨损及润滑概述 • 密封方法及装置
（1） 密封圈密封装置
O形 密封圈
J形密封圈
密封圈密封—密封
圈由弹性材料制成、它靠 自身弹力或弹簧压紧力的 作用而套在轴上起密封作 用。
摩擦、磨损及润滑概述 • 润滑
（3）油浴润滑装置
将需要润滑的部件设置在密封的箱体中，使需要润滑的零件的一部分浸 在油池中。
（4）飞溅润滑装置
当回转件的圆周速度较大（5m/s<v<12 m/s)时，润滑油雾化成小滴飞起，直接 散落到需要润滑的零件上，或先溅到集 油器中，然后经油沟流入润滑部位。
（5）油绳、油垫润滑装置
摩擦、磨损及润滑概述 • 密封方法及装置
3、静密封装置
结合面平整、光 洁，在螺栓固紧压力 下贴紧而密封。 一般，结合面的 间隙小于5µ m,且需 研磨加工。
静密封
摩擦、磨损及润滑概述 • 密封方法及装置
2.3.3 密封装置的选择
使用时，应根据压力、速度、工作温度等工作条件，选择经 济、合理的密封类型和结构（参见表2.4）。 密封件大部分都有相应的标准和规格，应尽量选用标准件。
是用油绳、毡垫或泡沫塑料等浸在油 中，利用毛细管的虹吸作用进行供油。
摩擦、磨损及润滑概述 • 润滑
（6）油环、油链润滑装置
依靠套在轴上的环或链把油从油池中带到轴上再流向润滑部位。
摩擦、磨损及润滑概述 • 润滑
（7）喷油润滑装置
当回转件的圆周速度超过12m/s时，用喷嘴将压力油喷到摩擦副上，由油 泵以一定的压力供油。
1—动密封环 2—静密封环 3—弹簧
摩擦、磨损及润滑概述 • 密封方法及装置
（3）曲路密封（迷宫式密封）装置
—脂润滑或油润滑，轴 的转速较高，但工作温 度不高于密封用脂的滴 点
将旋转件与静止件 之间的间隙做成迷宫曲 路形式，在间隙中充填 润滑油或润滑脂以加强 密封效果。
密封可靠，密封件 不易损坏，但结构较复 杂。
（8）油雾润滑装置
—利用压缩空气将油雾化，再经喷嘴喷射到 所润滑表面，适用于高速、轻载的齿轮和轴承 齿轮： 圆周速度为 v ＞ 5～15m/s 轴承： dn ＞ 600000mm· r/min(d为轴承内 径，n为工作转速) 油雾润滑装置的组成： 喷管、吸管和油量调节器
油雾润滑装置
摩擦、磨损及润滑概述 • 润滑
用于高温、高压、防污染等场合。
摩擦、磨损及润滑概述 • 润滑
2.2.2 润滑方法和润滑装置
机器的润滑方法：
分散润滑和集中润滑
润滑装置 油润滑装置 脂润滑装置 固体润滑装置 气体润滑装置
摩擦、磨损及润滑概述 • 润滑
油润滑装置 （1）手工给油润滑装置
油壶
油枪
（2）滴油润滑装置
主要是滴油式油杯，依靠油的自重向润滑部位滴油。
摩擦、磨损及润滑概述 • 密封方法及装置
自测题 (1)跑合的意义是使相对滑动零件能在____阶段工作。 A 跑合磨损 B 稳定磨损 C 剧烈磨损 D 有效磨损 (2) ____密封是利用各种密封圈或毡圈密封。 A 接触式 B 非接触式 C 半接触式 D 混合接触式 (3) 粘着磨损中的涂抹、擦伤、撕脱又称为____。 A 点蚀 B 烧蚀 C 胶合 D 疲劳
8 .0 E -
8.64 E