摩擦磨损及润滑概述 PPT课件

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：
磨 损 量 磨合
1）磨合阶段
磨合（跑合）：是指新零件在
运转初期的磨损。
O
稳定磨损
剧烈磨损 时间
包括摩擦表面轮廓峰的形状变化和表面材料被加工硬化两个过程。
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新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。
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摩擦学的发展 摩擦、磨损、润滑是一种古老的技术，但一直未成为一
门独立的学科。1964年英国以乔斯特为首的一个小组，受英 国科研与教育部的委托，调查了润滑方面的科研与教育状况 及工业在这方面的需求。于1966年提出了一项调查报告。这 项报告提到，通过充分运用摩擦学的原理与知识，就可以使 英国工业每年节约510,000,000英镑，相当于英国国民生产总 值的1%。这项报告引起了英国政府和工业部门的重视，同年 英国开始将摩擦、磨损、润滑及有关的科学技术归并为一门 新学科--摩擦学（Tribology）。
膜厚比： hmin
Rq21 Rq22
混合摩擦
hmin 最小公称油膜厚度
Rq1、Rபைடு நூலகம்2 两表面形貌轮廓的均方根
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三、 滑动摩擦状态 1. 干摩擦 表面间无任何润滑剂或保护膜，表面金属 直接接触时的摩擦。 →功耗↑ 磨损↑ 温度↑
2. 边界摩擦λ≤1 运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油膜，不 足以将两金属表面完全分开，其表面部分 微观高峰部分仍将相互搓削。
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
基本要求
1、了解摩擦的种类及其基本性质，干摩擦、边界摩擦润滑、 弹性流体动压润滑理轮、常用润滑剂及添加剂的种类、 工业常用润滑脂的种类及性能； 2、掌握磨损的概念、分类及设计原则、润滑油粘度及其
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整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
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应机有械的产精品度的，易进损而零产件生大振部动分和是噪由音于，磨缩损短超使过用限寿度命而。报废。
世界上使用的能源大约有 1/3～1/2 消耗于摩擦。如果能够尽力 减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。
润滑是减小摩擦、减少磨损、提高机械效率的最常用最有效方法。
研究摩擦、磨损与润滑的科学与技术构成了摩擦学。
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反应膜在高温下破裂后，能生成新的化合物，形成新的反应膜， 这种能力称为极压性。 能生成反应膜的润滑油称为极压油。
注：温度对边界膜的影响很大。温度越高，边界膜越容易破坏。
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3. 流体摩擦 λ≤3～4
是指摩擦表面完全被流体膜隔开，彼 此不直接接触摩擦性质取决于流体内 部分子间粘性阻力的摩擦。
其摩擦系数最小， f ≈ 0.001 ~ 0.008，
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三、磨损的机理：
二、摩擦的分类 内摩擦
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。
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静摩擦 2、按运动的状态不同分为：
动摩擦
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
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 段的长短直接影响机器的寿命。
新摩擦表面的微观形貌
3）剧烈磨损阶段
零件经长时间工作磨损以后，表面精度下降，效率降低，冲击 振动加大，温度升高，导致磨损加剧，最终导致零件报废。
注：设计机器时，应该力求缩短磨合期，延长稳定磨损期，
推迟剧烈磨损的到来。
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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
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三、磨损的机理：
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
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。
国 家
节 约
备 注
英 国 510,000,000英 镑 国 民 生 产 总 值1%
美 国 1,600,000,000美 圆 占 能 耗11%
日 本 273,000,000美 圆
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西 德 1,000,000,000马 克
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§4-1 摩 擦
一、摩擦的机理 “机械说” --摩擦原因是表面微凸体的相互阻碍作用； “分子说” --摩擦原因是表面材料分子间的吸附力作用； “机械－分子说” 两种作用均有。
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§4-0 概 述
当在正压力作用下相互接触的两个物体受切向力的影响而发生相 对运动或相对运动的趋势时，在接触表面上会产生抵抗运动的阻力， 这种自然现象叫做摩擦。
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 引言
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
摩擦性质取决于边界膜和表面吸附性能，
比干摩擦的磨损轻，f ≈ 0.1 ~ 0.3
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边界摩擦靠边界膜起润滑作用，边界膜的类型如下：
物理吸附膜 边界膜分为： 吸附膜 化学吸附膜
反应膜
润滑剂中的极性分子与金属表面相互吸引，形成定向排列的分 子栅，称为物理吸附膜。
润滑油靠物理吸附形成边界膜的能力，称为油性。 润滑剂中的活性分子靠离子键吸附在金属表面上形成的吸附膜， 称为化学吸附膜。 在润滑剂中添加入硫、磷、氯等元素，它们与表面金属发生化 学反应生成的边界膜，称为反应膜。
摩擦和磨损极轻，是理想的摩擦状态。
4.混合摩擦 λ≤1～3
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， 常统称为边界摩擦。
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§4-2 磨 损
磨损—由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。 后果—降低机器的效率和可靠性，甚至促使机器提前报废。 磨损率：单位时间（或单位行程、转角等）材料的损失量。 耐磨性：是指材料抵抗脱落的能力，与磨损率成倒数关系。