摩擦磨损与润滑_宏观磨损规律与磨损理论课件
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摩擦、磨损及润滑PPT课件
§2—2 润滑
一、润滑剂及主要性能 1、润滑油 有机油、矿物油、合成油
性能指标：粘度、油性、凝点等 2、润滑脂
性能指标：针入度、滴点等 3、固体润滑剂
石墨、二硫化钼、氮化硼、蜡
二、粘度常用单位 （1）动力粘度η
单位：N·s/m2 （2）运动粘度v
v (Pa s) / (kg / m3 )
（2）稳定磨损阶段 （3）剧烈磨损阶段
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
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
2、磨损分类： （1） 粘着磨损 （2） 磨粒磨损 （3） 疲劳磨损 （4） 腐蚀磨损
静密封：密封后各件固定不动 一、分类 动密封：有相对的运动
密封圈和填料是常用密封件
二、用途
防尘密封等
物理单位：cm2/s，—1St（斯） （3）条Fra Baidu bibliotek粘度（相对粘度）—恩氏粘度
三、润滑剂的选用
1. 低速、重载、高温、间隙大 ——粘度大的润滑油
2. 高速、轻载、低温、间隙小 ——粘度小的润滑油
3. 气、固态主要用于高温，高压，防污染 的场合
§2—3 密封装置
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）
摩擦磨损与润滑概述PPT课件
第二定律：摩擦力与表面接触面积无关。
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。。
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
§4-1 基本知识 §4-2 摩 擦 §4-3 磨 损 §4-4 润滑剂、添加剂和润滑方法 §4-5 流体润滑原理简介
§4-1 概 述
• 摩擦 －相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象； • 磨损 －由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移； • 润滑 －减轻摩擦和磨损所应采取的措施。
(3)、降低温升
(4)、防止锈蚀
(5)、缓和冲击振动
(6)、清洗作用
(7)、形成密封
§4-4 润滑剂、添加剂和润滑方法
一、润滑剂 1、润滑的作用 2、润滑剂的类别
润滑剂的类别：
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。。
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
§4-1 基本知识 §4-2 摩 擦 §4-3 磨 损 §4-4 润滑剂、添加剂和润滑方法 §4-5 流体润滑原理简介
§4-1 概 述
• 摩擦 －相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象； • 磨损 －由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移； • 润滑 －减轻摩擦和磨损所应采取的措施。
(3)、降低温升
(4)、防止锈蚀
(5)、缓和冲击振动
(6)、清洗作用
(7)、形成密封
§4-4 润滑剂、添加剂和润滑方法
一、润滑剂 1、润滑的作用 2、润滑剂的类别
润滑剂的类别：
《摩擦磨损与润滑》课件
探讨不同类型的磨损以及其原因。
磨损的类型与机理
磨粒磨损
解释粒子间的相互作用和磨粒 磨损的机理。
接触疲劳
讨论因重复接触而导致的磨损 形式。
表面疲劳
介绍因表面材料疲劳而引起的 磨损现象。
润滑的基本原理
1
分子薄膜润滑
揭示由分子薄膜形成的润滑原理。
2
润滑剂作用
探讨润滑剂是如何减少摩擦和磨损的。
3
液态润滑
介绍液态润滑的原理和优势。
常见的润滑方式与方法
干润滑
讨论干润滑的方式和适用场景。
液体润滑
介绍液体润滑的种类和特点。
固体润滑
探讨固体润滑剂的使用和效果。
Biblioteka Baidu
摩擦磨损与润滑的应用领域
工业制造
展示摩擦磨损与润滑在工业制造过程中的应用。
交通运输
探讨摩擦磨损对交通运输系统的影响。
日常生活
介绍摩擦磨损与润滑在日常生活中的应用案例。
《摩擦磨损与润滑》PPT 课件
在这个《摩擦磨损与润滑》PPT课件中，将介绍摩擦与磨损的概念、原理与分 类，磨损的类型与机理，以及润滑的基本原理。还会探讨常见的润滑方式与 方法，以及摩擦磨损与润滑的应用领域。最后对内容进行总结并展望未来。
摩擦与磨损的概念介绍
摩擦现象
介绍摩擦的概念和基本原理。
磨损分类
磨损的类型与机理
磨粒磨损
解释粒子间的相互作用和磨粒 磨损的机理。
接触疲劳
讨论因重复接触而导致的磨损 形式。
表面疲劳
介绍因表面材料疲劳而引起的 磨损现象。
润滑的基本原理
1
分子薄膜润滑
揭示由分子薄膜形成的润滑原理。
2
润滑剂作用
探讨润滑剂是如何减少摩擦和磨损的。
3
液态润滑
介绍液态润滑的原理和优势。
常见的润滑方式与方法
干润滑
讨论干润滑的方式和适用场景。
液体润滑
介绍液体润滑的种类和特点。
固体润滑
探讨固体润滑剂的使用和效果。
Biblioteka Baidu
摩擦磨损与润滑的应用领域
工业制造
展示摩擦磨损与润滑在工业制造过程中的应用。
交通运输
探讨摩擦磨损对交通运输系统的影响。
日常生活
介绍摩擦磨损与润滑在日常生活中的应用案例。
《摩擦磨损与润滑》PPT 课件
在这个《摩擦磨损与润滑》PPT课件中，将介绍摩擦与磨损的概念、原理与分 类，磨损的类型与机理，以及润滑的基本原理。还会探讨常见的润滑方式与 方法，以及摩擦磨损与润滑的应用领域。最后对内容进行总结并展望未来。
摩擦与磨损的概念介绍
摩擦现象
介绍摩擦的概念和基本原理。
磨损分类
摩擦磨损及润滑概述课件
2）润滑性（油性）
润滑性是指润滑油中的分子与金属表面吸附形成一边界 油膜，以减小摩擦和磨损。润滑性愈好，吸附能力愈强。 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。
3）极压性
润滑性能是润滑油中加入含硫、氯、磷的有机极性化合 物之后，油中的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。
济南大学专用
第15页/共40页
作者： 潘存云教授
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
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。
cSt
济南大学专用
第22页/共40页
作者： 潘存云教授
润滑油的特性
η
0.08
1）粘----温相关性
0.07
温度 t ↑ → η ↓ 压力p ↑ → η ↑
0.06 0.05 0.04
但p <100Mpa时可忽略。变化很
小
0.03
L-TSA32 L-TSA32 L-潘T存S云A教授3研2制 L-TSA32
优点：密封简单、不需要经常添加、不易流失；对速 度和温度不敏感，适用范围广。
《摩擦磨损润滑基础》课件
探索不同测试方法以测量润滑膜的磨损量。
3
压力分布测试
研究润滑膜在不同压力下的分布情况。
摩擦现象的类型
干摩擦
分析干燥环境下的摩擦现象 和摩擦性能。
润滑摩擦
探讨润滑条件下的摩擦现象 和润滑剂的作用。
粘滞摩擦
了解粘滞材料之间的摩擦特 性。
摩擦力的计算方法
1
应力法
计算不同物体之间的最大摩擦力。
2
相互转动法
使用相互转动的物体计算摩擦力。
3
重力法
利用物体的质量和重力计算摩擦力。
摩擦力与压力之间的联系
研究液体润滑剂的特性和 应用。
润滑方式的选择
1
干润滑 vs. 液体润滑
比较干润滑和液体润滑在不同工况下的
边界润滑
2
优缺点。
了解边界润滑剂在降低摩擦和磨损中的
应用。
3
滑动润滑
研究滑动条件下润滑方式的选择。
润滑膜的性质和形成
1 润滑膜的功能
探索润滑膜在减小摩擦和 磨损方面的作用。
2 气体润滑膜
了解气体润滑膜的性质和 产生机制。
1 摩擦力的增加
探讨增加压力如何影响摩擦力。
2 地面摩擦力
研究地面和物体之间的摩擦力。
3 摩擦力的变化
分析不同表面条件下摩擦力的变化情况。
磨损的定义和分析
《摩擦磨损润滑基础》课件
磨损控制
采取有效的润滑措施、材料选择和工艺改进等手段，降低磨损发生的概率和程度 ，延长设备使用寿命。
03
润滑基础
润滑剂的种类与特性
01
润滑油的种类与特性
润滑油是最常用的润滑剂之一，具有润滑、冷却、清洁和防锈等功能。
根据用途和成分的不同，可分为矿物油、合成油和动植物油等。
02 03
润滑脂的种类与特性
选择润滑剂时需要考虑摩擦副的材料、工作条件、环境因素和经济性等因素，以确保润滑 剂能够满足使用要求，并发挥最佳的润滑效果。
润滑剂的应用范围
润滑剂广泛应用于汽车、机械、航空航天、船舶和铁路等领域，用于减少摩擦和磨损，提 高机械效率和使用寿命。
润滑剂的更换周期与注意事项
润滑剂在使用过程中会逐渐消耗和污染，需要定期更换。更换时需要注意清洁和检查摩擦 副的磨损情况，以确保润滑效果和使用安全。
《摩擦磨损润滑基础》ppt 课件
目录
• 摩擦学基础 • 磨损基础 • 润滑基础 • 摩擦磨损润滑的相互关系 • 实际应用案例 • 未来发展趋势与挑战
01
摩擦学基础
摩擦定义与特性
摩擦定义
摩擦是两个接触表面在相对运动 或试图相对运动时所发生的阻力 。
摩擦特性
摩擦具有静态摩擦和动态摩擦两 种特性，静态摩擦是开始运动瞬 间产生的阻力，动态摩擦是运动 过程中的阻力。
采取有效的润滑措施、材料选择和工艺改进等手段，降低磨损发生的概率和程度 ，延长设备使用寿命。
03
润滑基础
润滑剂的种类与特性
01
润滑油的种类与特性
润滑油是最常用的润滑剂之一，具有润滑、冷却、清洁和防锈等功能。
根据用途和成分的不同，可分为矿物油、合成油和动植物油等。
02 03
润滑脂的种类与特性
选择润滑剂时需要考虑摩擦副的材料、工作条件、环境因素和经济性等因素，以确保润滑 剂能够满足使用要求，并发挥最佳的润滑效果。
润滑剂的应用范围
润滑剂广泛应用于汽车、机械、航空航天、船舶和铁路等领域，用于减少摩擦和磨损，提 高机械效率和使用寿命。
润滑剂的更换周期与注意事项
润滑剂在使用过程中会逐渐消耗和污染，需要定期更换。更换时需要注意清洁和检查摩擦 副的磨损情况，以确保润滑效果和使用安全。
《摩擦磨损润滑基础》ppt 课件
目录
• 摩擦学基础 • 磨损基础 • 润滑基础 • 摩擦磨损润滑的相互关系 • 实际应用案例 • 未来发展趋势与挑战
01
摩擦学基础
摩擦定义与特性
摩擦定义
摩擦是两个接触表面在相对运动 或试图相对运动时所发生的阻力 。
摩擦特性
摩擦具有静态摩擦和动态摩擦两 种特性，静态摩擦是开始运动瞬 间产生的阻力，动态摩擦是运动 过程中的阻力。
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三、表面品质与磨损
10、表面几何品质可以用哪些表面形貌参 数来描述呢？
宏观偏差
波纹度
粗糙度
三、表面品质与磨损
最小磨损量Qmin 粗糙度与磨损有着什么层面 上的关系呢？
美国、苏联做了很多试验与相关研究，比较一致看法：对于不同 的磨损工况条件, 表面粗糙度都具有一个最优值HR0 , 此时磨损 量最小,如图所示。
轻微工况下表面压力 不高而润滑充足, 润 滑膜易于形成, 磨损 主要由于粗糙峰的机 械作用引起
三、表面品质与磨损
16、这幅图呢？ 磨损量有什么不 同？
由对于繁重的工作条件， 粘着磨损出现的可能性增 加，相互交叉的痕迹方向 将避免大面积的接触点， 从而提高抗磨损性能。
另问：上面4幅模型中，机床导轨宜采用哪种轨迹方向呢？
课程内容总结与回顾
摩擦、磨损与润滑
宏观磨损规律与磨损理论
一、摩擦副材料
1、根据使用要求不同, 摩擦学中的材料可分为哪几类？
可分为摩阻材料和摩擦副材料两类。 2、什么是摩阻材料，其应用场合？摩阻材料的基本要 求有哪些？常见的一些摩阻材料？ 3 1 ）、摩阻材料又称制动材料或刹车材料，广泛应用于各种运 2）、金属基摩阻材料：铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩阻材料 ）、具有高而且稳定的摩擦系数；有良好的耐磨性，不易划 输工具及各种机器设备的制动器、离合器和摩擦传动装置上， 等；非金属基摩阻材料：主要以石棉为基体，添加调节摩擦性 伤摩擦配偶件的表面和发生严重的粘着；磨合性好，在摩擦过 摩阻材料的性能直接关系到部件的工作能力和可靠性。 能的填料，再用粘结剂在热压模具内压制成型；半金属基摩阻 程中噪音、振动小；具有良好的物理、机械性能。摩阻材料工 材料：半金属基摩阻材料是无石棉摩阻材料中的一种，是以金 作时，因摩擦系数高，发热量大，故要求摩阻材料具有良好的 属纤维代替石棉纤维的摩阻材料。 导热性，大的热容量，而且有一定的高温机械强度；
图 滑动轴承的磨合
二、磨损过程曲线
9、良好的磨合性能表现特征有哪些？提高磨 这时候，润滑油黏度 合性能的措施可以有哪些？ 高好，还是低好呢？另外，
1）、合理选用磨合规范；
加入添加剂又可以起到什 么作用呢？
磨合时间短，磨合磨损量小，以及磨合后的表 2）、选择适当的润滑油和添加剂； 面耐磨性高。
3）、采用合适的材料配对； 4）、控制制造精度和表面粗糙度。
ຫໍສະໝຸດ Baidu、表面品质与磨损
13、表面波纹度对 磨损的影响？
粗糙度相类似
结论：波纹度大的表面将
使相配合表面的磨合磨损量 增加，而磨合后的稳定磨损 率却趋于一致。
三、表面品质与磨损
14、摩擦表面的加工痕迹方向对磨 合时间和磨合磨损量有影响吗？有什 么影响？
三、表面品质与磨损
15、哪一个磨损 量最小？看出什 么了吗？原因又 是什么？
二、磨损过程曲线
5、请仔细观察每一幅图，各有什么特征？
二、磨损过程曲线
6、磨合前后的变化？
磨合使接触 面积显著地 增加和峰顶 半径增大。
二、磨损过程曲线
随磨合时间的延续，经 过磨合磨损表面由塑性 接触过渡到弹塑性接触， 甚至弹性接触状态。
二、磨损过程曲线
7、那么，怎样可以提高正常磨损寿命？
二、磨损过程曲线
Archard体积磨损 度修正公式
考虑表面膜的影响以及切向应力 和边界膜解附使接触峰点尺寸的 数;β为与表面膜有关的系数;σs 为受压屈服极限。 增加
式中, km 为与材料性质有关的系数;α为常数; f 为摩擦系
从Holm 和Achard 修正公式可以得出:磨损量与滑动距离和载荷 成正比,而与摩擦副中软材料的屈服极限或硬度成反比。 实验研究表明:磨损量与滑动距离成正比的结论基本上适合于各种 磨损条件。而磨损量与载荷的正比关系只适合于一定的载荷范围。 例如, 钢对钢的摩擦时, 当载荷超过H/ 3 时, 磨损量将随载荷以 指数形式增加。磨损量与材料硬度成反比的关系也已被许多实验所 证实, 特别适合于磨粒磨损。
三、表面品质与磨损
17、表面层物理品质一般有哪些评判指标？
冷作硬化 微硬度 残余应力的分布
18、表面层物理品质对磨损性能的影响？ 分别有哪些影响？ 19、我们也讨论了这么多，那研究表面品 质与磨损之间关系的目的是什么？
四、黏着磨损理论
Holm推导出单位 滑动位移中的磨 损体积公式： 式中, V 为磨损体积; s 为滑动位移; W 为载荷; H 为 材料硬度; P 为原子与原子接触后脱离表面的概率。
一、摩擦副材料
3、何谓摩擦副材料？摩擦系数低的材料耐磨损性能越好吗？ 1）、摩擦副材料又分为减摩材料和耐磨材料。一般情况下, 材料的减摩性与耐磨性是统一的, 即摩擦系数低的材料通常也 具有耐磨损性能。然而, 并非所有的摩擦副材料都兼有这两种 性能。有些减摩材料并不耐磨, 而某些耐磨材料可能摩擦系数 很高。 4、摩擦副材料的选择依据主要是什么？通常对于摩擦副材 料的主要技术要求有哪些？ 2）、摩擦副材料的选择依据主要是摩擦表面的压力、滑动 速度和工作温度。 机械性能；减摩耐磨性能；热学性能；润滑性能。
8、那么这幅 图，又可以获 得哪些信息？ 如果三者允许 的总磨损量相 同, 那哪一个 磨损寿命最长
如图所示，同一型号的三部发动机采 用三种磨合规范所得的磨损曲线。
二、磨损过程曲线
流体动压润滑区
非流体动压润滑区
良好的磨合还能够有效地改善摩 擦副其它性能。如图所示，滑动 轴承经磨合后可以改善表面形貌， 使轴承临界特性数降低，更利于 建立流体动压润滑膜。又如发动 机的合理磨合提高了缸套活塞环 的表面品质，减少擦伤痕迹，提 高密合性，可使发动机的耗油量 较一般情况下降达50%。
三、表面品质与磨损
如图所示，我们可以 看出摩擦副所处的工况条 件不同，最优粗糙度也不 同。在繁重工况条件下， 由于摩擦副的磨损严重， 因而最优粗糙度也相应增 大。
11、请比较不同工况下的最优粗糙度？
三、表面品质与磨损
不同粗糙度的表面在磨 合过程中粗糙度的变化
12、请看此图，说说你 看到的信息？
1）、在一定的工况条件下，不论 原有的粗糙度如何，经磨合后都会 达到与工况相适应的最优粗糙度。 此后，表面粗糙度稳定在最优粗糙 度下持续工作； 2）、当HR > HR0 时, 由于剧烈的 机械磨损使HR下降而趋于HR0值； 3）、当HR < HR0 时, 表面分子作 用使HR 增加到最优值HR0； 4）、只有在表面具有最优粗糙度 的情况下磨损量才会最小。