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
3. 边界摩擦：油膜厚度小于1 m ，处于干摩擦，
液体摩擦之间
一、磨损
1.磨损过程：
磨合磨 损阶段
I
（1）跑和磨损阶段
（2）稳定磨损阶段 O
（3）剧烈磨损阶段
磨损量q q
稳定磨损阶段
II
剧烈磨损阶段
III
t 时间t
（1）跑和磨损阶段
零件表面呈尖峰状态，磨损 速度较快，磨损到一定程度 后，尖峰渐渐被磨平，磨损 速度减慢
（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
物理单位：cm2/s，—1St（斯） （3）条件粘度（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
为了使润滑持续，可靠，不漏油， 防止污物进入机体，必须密封。
§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 )
液体摩擦之间
一、磨损
1.磨损过程：
磨合磨 损阶段
I
（1）跑和磨损阶段
（2）稳定磨损阶段 O
（3）剧烈磨损阶段
磨损量q q
稳定磨损阶段
II
剧烈磨损阶段
III
t 时间t
（1）跑和磨损阶段
零件表面呈尖峰状态，磨损 速度较快，磨损到一定程度 后，尖峰渐渐被磨平，磨损 速度减慢
（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
物理单位：cm2/s，—1St（斯） （3）条件粘度（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
为了使润滑持续，可靠，不漏油， 防止污物进入机体，必须密封。
§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 )
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）。
第二章摩擦、磨损及润滑
理性能指标为粘度，粘度的大小表示了液体流动时其内摩擦阻 力的大小，粘度越大，内摩擦阻力就越大，液体流动性就越差
2）润滑脂 俗称黄油。由润滑油+稠化剂混合而成。 润滑脂的主要性能指标是 锥入度，反映其稠度大小。 滴点，决定工作温度。 耐水性
3)固体润滑剂： 石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。
4）气体润滑剂：如空气、氮气、二氧化碳等。 注：润滑油和润滑脂在实际中应用最广。
油环、油链润滑装置
滑
装 置 脂润滑装置 固体润滑装置 气体润滑装置
喷油润滑装置
油雾润滑装置 手工润滑装置 滴下润滑装置 集中润滑装置
密封方法及装置
三、密封方法及装置
密封装置是一种能保证密封性的零件组合。它一般包括被密封表面 （例如轴的圆柱表面）、密封件（例如O形密封圈、毡圈等）和辅助件 （例如副密封件、受力件、加固件等）。
一、典型宏观磨损过程
一个机械零件的磨损 过程大体可分为三个阶段： 1）跑合（磨合）阶段 磨合（跑合）：是指新零 件在运转初期的磨损。
磨 损 量 磨合
稳定磨损
剧烈磨损
O
时间
磨 损1
磨
损
新的摩擦副表面比较粗糙，真实微观接触面积比较小，压强大，因 此运转初期的磨损比较快。但是，磨损以后表面的微观凸峰降低，接 触面积增大，压强减小，磨损的速度逐渐减慢。 2）稳定磨损阶段 这个阶段属于零件的正常工作阶段，磨损率稳 定且较低。这一阶段的长短代表零件使用寿命的 长短，磨损曲线的斜率极为磨损率，斜率越小磨 新摩擦表面的微观形貌 损率越低，零件使用寿面之间加入润滑剂，以降低摩擦、减轻磨 损。润滑作用：
（1）减少摩擦系数，提高机械效率； （2）减轻磨损，延长机械的使用寿命。 此外，润滑还可起到散热降温，防锈、防尘，缓冲吸振等作用。
2）润滑脂 俗称黄油。由润滑油+稠化剂混合而成。 润滑脂的主要性能指标是 锥入度，反映其稠度大小。 滴点，决定工作温度。 耐水性
3)固体润滑剂： 石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。
4）气体润滑剂：如空气、氮气、二氧化碳等。 注：润滑油和润滑脂在实际中应用最广。
油环、油链润滑装置
滑
装 置 脂润滑装置 固体润滑装置 气体润滑装置
喷油润滑装置
油雾润滑装置 手工润滑装置 滴下润滑装置 集中润滑装置
密封方法及装置
三、密封方法及装置
密封装置是一种能保证密封性的零件组合。它一般包括被密封表面 （例如轴的圆柱表面）、密封件（例如O形密封圈、毡圈等）和辅助件 （例如副密封件、受力件、加固件等）。
一、典型宏观磨损过程
一个机械零件的磨损 过程大体可分为三个阶段： 1）跑合（磨合）阶段 磨合（跑合）：是指新零 件在运转初期的磨损。
磨 损 量 磨合
稳定磨损
剧烈磨损
O
时间
磨 损1
磨
损
新的摩擦副表面比较粗糙，真实微观接触面积比较小，压强大，因 此运转初期的磨损比较快。但是，磨损以后表面的微观凸峰降低，接 触面积增大，压强减小，磨损的速度逐渐减慢。 2）稳定磨损阶段 这个阶段属于零件的正常工作阶段，磨损率稳 定且较低。这一阶段的长短代表零件使用寿命的 长短，磨损曲线的斜率极为磨损率，斜率越小磨 新摩擦表面的微观形貌 损率越低，零件使用寿面之间加入润滑剂，以降低摩擦、减轻磨 损。润滑作用：
（1）减少摩擦系数，提高机械效率； （2）减轻磨损，延长机械的使用寿命。 此外，润滑还可起到散热降温，防锈、防尘，缓冲吸振等作用。
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。。
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。
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。
《摩擦磨损与润滑》课件
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。
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
总结与展望
• 总结摩擦与磨损的基本概念和润滑的基本原理。 • 展望未来摩擦磨损与润滑领域的发展趋势。
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Biblioteka 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
《摩擦磨损润滑基础》课件
3
润滑剂的性能指标包括粘度、极压性、抗磨性、 抗氧化性等，这些指标需要根据实际需求进行选 择。
摩擦学材料的选择与应用
摩擦学材料是指具有良好摩擦性能和耐磨性能的材料，如金属、塑料、陶瓷等。
选择摩擦学材料时需要考虑其硬度、强度、耐磨性、耐腐蚀性等性能指标，以及成 本和加工难易程度等因素。
摩擦学材料广泛应用于机械、汽车、航空航天、能源等领域，如轴承、齿轮、密封 件、刹车片等，以提高设备性能和延长使用寿命。
智能化润滑决策
02
基于大数据和人工智能技术，实现智能化润滑决策，提高润滑
效率并减少浪费。
智能润滑材料
03
开发具有自适应、自修复功能的智能润滑材料，以适应各种复
杂工况和环境。
环境友好型润滑剂的开发
生物可降解润滑剂
利用可生物降解的油脂、植物油等作为基础油，减少对环境的污 染。
低挥发性有机化合物润滑剂
降低润滑剂中挥发性有机化合物的含量，减少对大气环境的污染。
。
摩擦和磨损之间存在相互影响的 关系，摩擦会导致磨损，而磨损 也会改变接触表面的性质，进一
步影响摩擦。
润滑对摩擦和磨损的影响
1
润滑剂能够有效地减少摩擦和磨损，通过在接触 表面形成润滑膜，将接触表面分隔开来，从而减 少直接接触的面积和压力。
2
润滑剂的选择和使用需要根据不同的工况和材料 特性进行，选择合适的润滑剂能够显著提高设备 的使用寿命和效率。
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。
机械设计本科课件—摩擦、磨损及润滑理论
则为液体摩擦。
三、牛顿流体定律
S(面积)
N0
0
A
V
x
h
V=0
B
y
如图3-6所示，在两个平行的平板间充满具有一定粘度的润滑油， 若平板A以速度V移动，另一平板B静止不动，则由于油分子与平板 表面的吸附作用，将使贴近板A的油层以同样的速度V随板移动；而 贴近板B的油层则静止不动。由于层与层之间速度不同，于是形成 各油层间的相对滑移，在各层的界面上就存在有相应的剪应力。
为。 （1）液体摩擦；（2）干摩擦；（3）混合摩擦；（4）边界摩擦； 3-3 两摩擦表面间的膜厚比=0.4～3时，其摩擦状态为 ；
两摩擦表面间的膜厚比<0.4时，其摩擦状态为 ； 两摩擦表面间的膜厚比>3～5时，其摩擦状态为 。 （1）液体摩擦；（2）干摩擦；（3）混合摩擦；（4）边界摩擦；
3-4 采用含有油性和极压添加剂的润滑剂，主要是为了减小 。 （1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损；（3）磨粒磨损；（4）腐蚀
磨损；
3-5 通过大量试验， 得出的摩擦副的磨损过程图 （磨损量q与时间t的 关系曲线）， 图中 是正确的。
q
q
t a) q
t b) q
t c)
t d)
3-6 根据牛顿液体粘性定律，大多数润滑油油层间相对滑动时
所产生的切应力与偏导数v/y之间的关系是 。
（1）
2
v；（2）
y
v y
；（3）
v；（4）
什么主要特点？如何防止或减轻这些类型的磨损发生？ 4、获得流体动压润滑的必要条件是什么？ 5、润滑剂的作用是什么？常用润滑剂有哪几种？
3-10 当压力加大时，润滑油的粘度 。 （1）随之加大；（2）保持不变；（3）随之减小； （4）增大还是减小或不变，视润滑油性质而定；
三、牛顿流体定律
S(面积)
N0
0
A
V
x
h
V=0
B
y
如图3-6所示，在两个平行的平板间充满具有一定粘度的润滑油， 若平板A以速度V移动，另一平板B静止不动，则由于油分子与平板 表面的吸附作用，将使贴近板A的油层以同样的速度V随板移动；而 贴近板B的油层则静止不动。由于层与层之间速度不同，于是形成 各油层间的相对滑移，在各层的界面上就存在有相应的剪应力。
为。 （1）液体摩擦；（2）干摩擦；（3）混合摩擦；（4）边界摩擦； 3-3 两摩擦表面间的膜厚比=0.4～3时，其摩擦状态为 ；
两摩擦表面间的膜厚比<0.4时，其摩擦状态为 ； 两摩擦表面间的膜厚比>3～5时，其摩擦状态为 。 （1）液体摩擦；（2）干摩擦；（3）混合摩擦；（4）边界摩擦；
3-4 采用含有油性和极压添加剂的润滑剂，主要是为了减小 。 （1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损；（3）磨粒磨损；（4）腐蚀
磨损；
3-5 通过大量试验， 得出的摩擦副的磨损过程图 （磨损量q与时间t的 关系曲线）， 图中 是正确的。
q
q
t a) q
t b) q
t c)
t d)
3-6 根据牛顿液体粘性定律，大多数润滑油油层间相对滑动时
所产生的切应力与偏导数v/y之间的关系是 。
（1）
2
v；（2）
y
v y
；（3）
v；（4）
什么主要特点？如何防止或减轻这些类型的磨损发生？ 4、获得流体动压润滑的必要条件是什么？ 5、润滑剂的作用是什么？常用润滑剂有哪几种？
3-10 当压力加大时，润滑油的粘度 。 （1）随之加大；（2）保持不变；（3）随之减小； （4）增大还是减小或不变，视润滑油性质而定；
第三章 摩擦, 磨损与润滑
v
h
v
F
v
h≈R
h/ Ra
h≈0
h-间隙 Ra-表面粗糙度 n/pm
Ra
当hn/pm超过一定值时，为流 体动压油膜，最小油膜厚度h 大于金属表面粗糙度Rz1与Rz2 之和；
边界润滑
混合润滑（部分弹 性流体动力润滑）
F
Ra
F
• 膜厚比l
摩擦(润滑)状态可用膜厚比l来大致估计
l
hmin
2 2 Rq R 1 q2
• 压力升高时润滑油的黏度会加大。
当压力在5MPa以下时，黏度随压力变化很小，忽略不计；
压力在100MPa以上时，黏度随压力变化很大。 • 齿轮传动啮合处的局部压力可达4 000MPa，因此，分析滚动轴承、 齿轮等高副接触零件的润滑状态时，不能忽视高压下润滑油黏度的 变化。
2．油性
• 润滑油在金属表面上的吸附能力 • 油中的极性物质吸附于金属表面，形成一层定向排列的极性分子吸附 层——边界膜 • 边界膜对金属的吸附力大、不易破裂，则摩擦系数小，润滑效果好， 表明润滑油的油性好。
第三章 摩擦、 磨损与润滑
基本要求
1、摩擦、磨损和润滑的概念、种类及性质 2、边界润滑的特点和润滑机理
3、流体动压润滑的润滑机理，形成流体动压润滑的 条件
4、摩擦特性曲线的意义，流体润滑、混合润滑和边 界润滑的特点及用膜厚比判定摩擦状态 5、磨损的过程，磨损的种类及减轻摩擦磨损的途径 和措施
摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。对于机器来讲， 摩擦会使效率降低，温度升高，表面磨损。过大的磨损会使机 器丧失应有的精度，进而产生振动和噪音，缩短使用寿命。
1P=100cP=0.1Pa· s
（2）运动黏度n • 某一温度下，润滑油的动力黏度与其密度的比值称为运动黏度 • 运动黏度n 的表达式为 式中：h——动力黏度，Ｐa· s
摩擦磨损与润滑基本知识优秀课件
润滑
加润滑剂，↓摩擦、磨损，防止烧结的一种 方法
分类
流体润滑和边界润滑 流体润滑：静压、动压(油膜轴承) 弹性流体动压润滑
摩擦磨损与润滑基本 知识
一、前言
摩擦学(Tribology)
摩擦(Friction) 磨损(Wear) 润滑(Lubrication) 三者的相互关联
根本任务
降低机器的摩擦与磨损 减少能耗 使及其处于最佳运行状态
相互关系
摩擦→能量损失
世界能源1/3～1/2
摩擦
磨损
流体的内摩擦例外
稳定磨损
磨合→表面硬化、光洁度↑、间隙合理 磨损减缓 决定机器寿命
急剧磨损
磨损、噪音、振动↑ 及时换油、检修
磨损的类型
粘着磨损
滑动轴承…… 减缓的办法：更光滑的表面
磨料磨损
占50% 多尘 减缓的办法：足够的过滤
疲劳磨损
周期型载荷→材料表面发生裂纹、脱落 特征：裂纹和麻点 减缓的办法：硬度适宜、高光洁度、高粘度油
不同VI VG320油 低温到中温 粘度变化
运动粘度,cSt
10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
0
中温至低温的粘度变化
VI95的矿物油 VI220的合成油 VI162的合成油
10
20
30
40
温度,℃
压力对粘度的影响
埃林(Eyring)粘度空穴理论 被压缩液体的粘度随压力的增加而提高 可计算出实际压力下的粘度
运动粘度,cSt
中温至高温的粘度变化
350 300 320 250 200 150 100
50 0 40
221082 180 50
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
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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。
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？
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。
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
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。
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。
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；
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。
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。
三、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？