磨擦与润滑

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摩擦、磨损和润滑

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)。

机械设计第四章:摩擦、磨损与润滑概述

机械设计第四章:摩擦、磨损与润滑概述

化学吸附膜(化学键)
度影响较大
反应膜:比较稳定
§4-1 摩擦
三、流体摩擦
流体摩擦:指运动副的摩擦表面被流体膜隔开(λ>3~4) 摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。 摩擦系数最小(f=0.001-0.008),无磨损产生,是理想的 摩擦状态。
四、混合摩擦
混合摩擦:摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状 态(=1~3) 。 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。
汽车的磨合期如同运动员在参赛前的热身运动
目的:汽车磨合也叫走合。汽车磨合期是指新车
或大修后的初驶阶段。机体各部件机能适应环境的 能力得以调整提升。新车、大修车及装用大修发动 机的汽车在初期使用阶段都要经过磨合,以便相互 配合机件的磨擦表面进行吻合加工,从而顺利过渡
到正常使用状态。汽车磨合的优劣,会对汽车寿命、
滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等 用于低速 用于高速
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑办法
三、润滑方法
滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等
用于低速
用于高速
浸油与飞溅润滑
喷油润滑
油脂润滑常用于运转速度较低的场合,将润滑脂涂抹于需润 滑的零件上。润滑脂还可以用于简单的密封。

思考题:
4—1 4—5 4—10 4—11
§4-1 摩擦
滑动摩擦分为:
干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦
一、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。通 常将未经人为润滑的摩擦状态当作“干摩擦”处理。
§4-1 摩擦
二、边界摩擦

摩擦与润滑

摩擦与润滑

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。

《机械设计》第三节-摩擦-磨损-润滑

《机械设计》第三节-摩擦-磨损-润滑

t
度不会继续改变,所占时
间比率较小
O
时间t
2、稳定磨损阶段
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
3、急剧磨损阶段 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
二、磨损的类型
弹性变形
流体摩擦(润滑)
塑性变形
边界膜
边界摩擦(润滑)—最低要求
边界膜 液体

混合摩擦(润滑)
边界膜
液体
一、干摩擦
摩擦理论: 库仑公式 Ff f () Fn
新理论:分子—机械理论、能量理论、粘着理论
简单粘着理论:
Ff
Ar B
Fn
sy
B
a
n
Ar Ari i 1
f () Ff B Fn sy
(3)条件粘度(相对粘度)—恩氏粘度
3、影响润滑油粘度的主要因素
(1)温度 润滑油的粘度随着温度的升高而降低
粘度指数VI ,35,85,110
(2)压力
p 0 ep
P>10MP时,随P↑→ηP↑
4、配油计算
K v vB vA vB
配油比
1、根据摩擦面间存在润滑剂的状况,滑动摩擦分
为哪几种? 2、获得流体动力润滑的基本条件是什么?
3、典型的磨损分哪三个阶段?磨损按机理分哪几 种类型?
4、什么是流体的粘性定律?
5、粘度的常用单位有哪些?影响粘度的主要因素是 什么?如何影响?
6、评价润滑脂和润滑油性能的指标各有哪几个?
润滑油压分布
v1
v2

摩擦与润滑基本知识

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。

第四章 摩擦、磨损及润滑概述

第四章  摩擦、磨损及润滑概述

第四章 摩擦、磨损及润滑概述
第一节 摩擦 一、摩擦效果——能量损耗、发热、磨损
——利用摩擦 二、摩擦分类 内摩擦:发生在物质内部,阻碍分子间相对运动 外摩擦:
静摩擦 动摩擦——滚动摩擦
滑动摩擦——
1.干摩擦 机械传动中不允许
2.边界摩擦 边界油膜(十层分子厚度仅 为0.02μm),金属突峰接触,摩擦系数0.1 左右
油温 3.疲劳磨损(点蚀) 提高表面硬度、减小粗糙度值和控制接触应

4.流体体磨粒磨损、流体侵蚀磨损
流动所夹带的硬物质引起的机械磨损,管道 磨损
流体冲蚀作用引起的机械磨损,燃汽轮机叶 片、火箭发动机尾喷管的磨损。
5.腐蚀磨损
机械化学磨损是指由机械作用及材料与环境 的化学作用或电化学作用共同引起的磨损
2.流体静力润滑 3.弹性流体动力润滑 λ>3~4 4.边界润滑 5.混合润滑
1.如图所示,在 情况下,两相对运动的平 板间粘性流体不能形成油膜压力。
2.摩擦副接触面间的润滑状态判据参数膜厚 比值λ为 时,为混合润滑状态,值λ为 时,可达到流体润滑状态。
A.6.25; B. 1.0;C. 5.2; D. 0.35。
λ≤1——边界摩擦
λ>3——流体摩擦
1≤λ≤3——混合摩擦
第二节 磨损 一、磨损过程 ——磨合、 稳定磨损、 剧烈磨损。 二、磨损分类 1.磨粒磨损 开式齿轮传动 合理选择材料,提高表面硬度
2.粘着磨损 ——轻微磨损、胶合、咬死
齿轮传动、蜗杆传动滑动轴承等 合理选择摩擦副材料、润滑剂,限制压力和
3.各种油杯中, 可用于脂润滑。
A.针阀式油杯;B.油绳式油杯;C.旋盖式油杯。
4.为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损,下列措施中, 是不合理的

摩擦与润滑整理资料

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。

边界摩擦和润滑化学作用

边界摩擦和润滑化学作用

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(3)氯系极压剂
• 主要品种:含氯29~72%的氯化石蜡等。 • 性能特点:反应活性较高,摩擦系数较小,在极 压条件下可起润滑作用。但遇水即分解HCl,引 起金属腐蚀。 • 作用机理: • ① 有机氯化合物在摩擦下,在金属表面与铁反应 形成氯化亚铁保护膜(层状结构) →而达到减摩 抗磨的作用。 • 而且, 前述各种抗磨极压剂的载荷能力排序如下: 氯系<磷系<硫系
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固体润滑添加剂作用机理:
• 将纳米技术应用于润滑领域,使 固体润滑添加剂的颗粒达到纳米 级,是解决现有添加剂存在问题 的一个有效的方法。 • (1)纳米材料粉末近似为球形,它 们起类似“微型球轴承” 的作用, 从而提高了摩擦副表面的润滑性 能(如图3a) 。 • (2)在重载和高温条件下,两摩擦 表面间的颗粒被压平,形成一滑 动系,降低了摩擦和磨损。 图3 纳米材料润滑作用模型
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(6)纳米固体型抗磨极压剂-研究热点和发展方向
• 主要品种:一类是具有层状结构的物质,
如石墨、二 硫化钼和氮化硼等 另一类是以胶体硼酸盐、聚四氟乙烯和稀 土化合物。第三类是软金属如铅、铜等。
• 性能特点:固体润滑添加剂有着优良的抗
磨减摩性能,同时较好地解决了有机化合 物添加剂的环保和腐蚀问题,但在使用过 程中的一个最大困难就是它们在润滑油中 的分散稳定性。
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(2)磷系抗磨极压剂
• 主要品种:磷酸酯(二苯基磷酸酯)、亚磷酸酯、 次膦酸酯、氨基磷酸盐、磷酸酯胺盐等。 • 性能特点:吸附能力强,反应活性高,抗擦伤性 能和抗烧结作用大。但也可能引起腐蚀反应。 • 作用机理:① 有机磷化合物先吸附在金属表面上 →② 在摩擦下,分解和水解 →③ 摩擦反应形成 无机亚磷酸铁保护膜 →而达到抗磨损的作用。 • 而且, 各种磷系抗磨极压剂的性能排序如下: • 次膦酸酯<磷酸酯<氨基磷酸盐<磷酸酯胺盐

摩擦与润滑基础知识

摩擦与润滑基础知识

摩擦与润滑基础知识目录一、摩擦学概述 (3)1. 摩擦定义及分类 (4)2. 摩擦现象产生原因 (5)3. 摩擦学研究内容 (6)二、润滑基础 (7)1. 润滑概念及作用 (8)2. 润滑剂的种类与选择 (9)3. 润滑剂的性能指标 (11)三、摩擦与润滑原理 (13)1. 摩擦原理 (14)(1)干摩擦与湿摩擦 (15)(2)静摩擦与动摩擦 (16)(3)摩擦系数 (17)2. 润滑原理 (17)(1)液体润滑理论 (18)(2)边界润滑理论 (19)(3)混合润滑理论 (20)四、摩擦与润滑影响因素 (21)1. 材料性质影响 (22)2. 载荷影响 (23)3. 速度影响 (24)4. 温度影响 (24)5. 环境影响 (25)五、摩擦与润滑在机械设备中的应用 (26)1. 机械设备中的摩擦现象分析 (28)2. 润滑系统在机械设备中的作用 (29)3. 典型机械设备的润滑设计实例 (30)六、摩擦与润滑的试验方法及设备 (31)1. 摩擦试验方法及设备 (32)2. 润滑试验方法及设备 (33)3. 实验结果分析与评价 (34)七、摩擦与润滑的故障诊断及维护保养 (35)1. 摩擦故障类型及诊断方法 (36)2. 润滑系统故障分析及处理 (38)3. 设备维护保养策略与建议 (39)八、摩擦与润滑的未来发展趋势 (41)1. 新材料在摩擦与润滑领域的应用 (42)2. 智能润滑技术的发展趋势 (43)3. 绿色环保理念在摩擦与润滑领域的应用前景 (44)一、摩擦学概述摩擦学是研究摩擦现象及其产生机理、摩擦过程中的物理和化学变化、摩擦性能和润滑技术的一门科学。

它是机械工程、材料科学、物理学和化学等多个学科的交叉领域。

在现代工程实践中,摩擦学对于提高机械效率和可靠性、节约能源、减少磨损和延长设备寿命等方面具有至关重要的作用。

摩擦是一种普遍存在的物理现象,任何相互接触的物体在相对运动时都会产生摩擦。

摩擦与润滑基础

摩擦与润滑基础
Viscosity, cSt 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
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。

摩擦与润滑

摩擦与润滑

第十章摩擦和润滑第一节摩擦与润滑机理当两个紧密接触的物体沿着它们的接触面作相对运动时,会产生一个阻碍这种运动的阻力,这种现象叫摩擦,这个阻力就叫做摩擦力。

摩擦力与垂直载荷的比值叫做摩擦系数。

摩擦定律可描述如下:摩擦力与法向载荷成正比:F∝P摩擦力与表面接触无关,即与接触面积大小无关。

摩擦力与表面滑动速度的大小无关。

静摩擦力(有运动趋向时)FS大于动摩擦力FK,即Fs>FK。

摩擦定律公式:F=f·P或f=F/P式中F——摩擦力f——摩擦系数;P——法向载荷,即接触表面所受的载荷;载荷机器中凡是互相接触和相互之间有相对运动的两个构件组成的联接称为“运动副”(也可称为“摩擦副”),如滚动轴承里的滚珠与套环;滑动轴承的轴瓦与轴径等等。

任何机器的运转都是靠各种运动副的相对运动来实现,而相对运动时必然伴随着摩擦的发生。

摩擦首先是造成不必要的能量损失,其次是使摩擦副相互作用的表面发热、磨损乃至失效。

磨损是运动副表面材料不断损失的现象,它引起了运动副的尺寸和形状的变化,从而导致损坏。

例如油在轴承内运转,轴承孔表面和轴径逐渐磨损,间隙逐渐扩大、发热,使得机器精度和效率下降,伴随着产生冲击载荷,摩擦损失加大,磨损速度加剧,最后使机器失效。

润滑是在相对运动部件相互作用表面上涂有润滑物质,把两个相对运动表面隔开,使运动副表面不直接发生磨擦,而只是润滑物质内部分子与分子之间的摩擦。

所以,摩擦是运动副作相对运动时的物理现象,磨损是伴随摩擦而发生的事实,润滑则是减少摩擦、降低磨损的重要措施。

第二节摩擦分类摩擦有许多分类法。

1.按摩擦副运动状态分静磨擦:一个物体沿着另一个物体表面有相对运动趋势时产生的摩擦,叫做静摩擦。

这种摩接力叫做静摩擦力。

静摩擦力随作用于物体上的外力变化而变化。

当外力克服了最大静摩擦力时,物体才开始宏观运动。

动磨擦:一个物体沿着另一个物体表面相对运动时产生的摩擦叫做动摩擦。

这时,产生的阻碍物体运动的切向力叫做动摩擦力。

摩擦学与润滑学研究

摩擦学与润滑学研究

摩擦学与润滑学研究摩擦学和润滑学是机械工程学的重要分支,主要研究摩擦、磨损、润滑和密封等方面的问题。

摩擦学和润滑学在很多领域都有着重要的应用,如机械工业、汽车工业、轨道交通、飞行器、船舶、军事装备等。

在这篇文章中,我将简要介绍摩擦学和润滑学的基本概念和研究内容,以及它们在现代工业中的应用。

一、摩擦学1.1 摩擦的基本概念摩擦是物体相对运动时产生的阻力,也是物体静止时阻碍其运动的力。

摩擦force 是由于接触面之间存在微小颗粒间的力学相互作用引起,是由于表面几何和物质特性,包括材料粗糙度、硬度、弹性、塑性、润湿性等方面。

摩擦力的大小取决于接触面的材料、表面特性、受力面的压力以及相对运动速度等因素。

摩擦力的方向始终垂直于接触面,与运动方向相反。

1.2 摩擦的磨损和热效应摩擦磨损是暴露在环境中的材料被力或微动摩擦力磨损去除的现象,是摩擦过程中产生的不可逆现象,磨损后造成的表面形貌和性质发生变化,特别是体现在磨损面的失效问题,对机械传动、轴承、密封等工程实际应用有着深远的影响。

在摩擦过程中,能量被转化为热能,因此摩擦产生的热效应也是摩擦学研究的重要方面。

当摩擦面受到外力作用时,摩擦面的材料开始发热。

当发热时,热量被摩擦面从接触点周围传递到大规模边界层(FBL),然后扩散到热影响区域(TIR)。

热效应对于不同的摩擦材料和运动速度有不同的影响,在液体中,摩擦发热可被通过润滑来控制。

1.3 摩擦的控制和应用摩擦能量损失造成能源和材料的浪费以及系统效率的降低。

因此,降低摩擦力和磨损是摩擦学的主要目标。

摩擦学研究的主要内容包括摩擦学理论、材料摩擦和磨损机理、摩擦学测试技术和摩擦学应用控制等。

摩擦学的应用涉及到润滑学、机械制造、材料科学、表面和界面科学等多个领域。

随着现代制造和工程学的不断发展,摩擦学的研究越来越受到关注。

二、润滑学2.1 润滑的基本概念润滑是表面之间存在的液体、固体或气体薄膜作为分离媒体,以减小摩擦、磨损和热效应,从而对不同的运动副表面进行的交互减摩或消耗能量等措施。

摩擦与润滑基本知识

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。

第4章摩擦与润滑状态

第4章摩擦与润滑状态

三、润滑脂及其主要性能
组成:基础油+稠化剂+添加剂+澎润土 润滑脂的性能指标主要有针入度、滴点、 析油量、机械杂质、灰分、水分等 1)针入度
软硬程度 H(mm)/0.1 阻力大小、流动性强弱 标准锥体,150g,25 ℃ ,5s
h
三、润滑脂及其主要性能
2)滴点----固体流体的温度转折点,表示耐 热性 3)防水性能; 4)静音性能; 5)种类
三、流体摩擦
当两摩擦表面被流体(液体或气体)完 全隔开时,摩擦表面不会产生金属间的 直接摩擦,流体分子层间的粘剪阻力就 是摩擦力,这种摩擦称为流体摩擦。
三、流体摩擦
实现流体摩擦有下列三种方法:
1)流体动压润滑 楔形空间,油膜厚度最大
三、流体摩擦
2)弹性流体动压润滑 考虑了接触区弹性变形和压力对接触区润滑 油粘度的影响的动压润滑称为弹性流体动力 润滑,简称为弹流润滑。
A)钙基脂:抗水,适于轻中重载荷; B)钠基脂:高温,但不抗水; C)锂基脂:多用途,最好; D)铝基脂:高度耐水性,航运机械 E)其它特种润滑脂(特种合成油、添加剂、稠化剂 等)
一、润滑油的粘度
1)动力粘度η
图示,长、宽、高各为1m的流体,如果使立方体顶 面流体层相对底面流体层产生1m/s的运动速度,所 需要的外力F为1N时,则流体的粘度η为1N•s/m² , 叫做“帕秒”,常用Pa•s表示。有时也用“(dyn •s/cm2)泊P”、“厘泊cP”表示。 换算关系:1Pa• S=10P=1000cP
二、润滑油的特性
1、粘温特性
润滑油的粘度随温 度的变化存在指数 关系:
t 0 t0 / t
m
2、润滑油的粘压 特性
粘度和压力的关系 近似表示为:

第四章-摩擦磨损和润滑概述

第四章-摩擦磨损和润滑概述
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。
静摩擦 2、按运动的状态不同分为:
动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
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
三、磨损的机理:
磨粒磨损
磨损类型:
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。
三、磨损的机理:
磨粒磨损
磨损类型:
粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损
腐蚀磨损
微动磨损
粘附磨损—也称胶合,当摩擦表面的轮廓峰在相互作用的各点 处由于瞬时的温升和压力发生“冷焊”后,在相对运动时,材 料从一个表面迁移到另一个表面,便形成粘附磨损。严重的粘 附磨损会造成运动副咬死。
三、磨损的机理:
磨粒磨损
磨损类型:
(1)润滑是减小摩擦、减小磨损的最有效的方法; (2)合理选择摩擦副材料; (3)进行表面处理; (4)注意控制摩擦副的工作条件等。
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法
润滑:在两个摩擦表面之间加入润滑剂,以减小摩擦和磨损。 此外,润滑还可起到散热降温,防锈、防尘,缓冲吸振等作 用一。、 润滑剂 凡是能减小摩擦阻力,减小磨损的物质都可作为润滑剂。 1、润滑剂的分类

机械设计的摩擦学与润滑技术

机械设计的摩擦学与润滑技术

机械设计的摩擦学与润滑技术摩擦学和润滑技术是机械设计中非常重要的一部分,它们对于机械系统的性能、寿命和效率都有着直接的影响。

摩擦学主要研究机械表面之间的相互作用和摩擦现象,润滑技术则是为了减少摩擦和磨损而采取的措施。

本文将从摩擦学和润滑技术的基本原理、常见问题以及未来发展方向等方面进行探讨。

1. 摩擦学的基本原理摩擦是指两个物体相对运动时由于黏附和阻碍而产生的相互阻力。

摩擦力的大小取决于物体表面的粗糙程度、接触面积以及施加在物体上的压力等因素。

摩擦学通过研究摩擦系数、摩擦力和摩擦磨损等参数,来理解和优化摩擦现象。

2. 摩擦学的应用摩擦学的应用非常广泛,例如在机械传动系统中,通过合理选择润滑方式和材料来减少能量损失和磨损,提高传动效率和寿命;在轴承和密封件中,采用润滑剂和润滑膜形成的摩擦系统可以降低摩擦和磨损,减少能量损失;在工具刀具中,通过表面涂层和处理等方式,可以降低切削力和磨损,提高切削效率和使用寿命。

3. 润滑技术的基本原理润滑是通过在摩擦表面之间形成润滑膜,减少直接接触而减小摩擦和磨损的过程。

润滑技术主要包括干润滑和液体润滑两种形式。

干润滑通常是利用一些固体润滑剂,如固体脂肪酸、陶粒等,形成润滑膜来减小摩擦;液体润滑则是利用润滑油、润滑脂等液体材料来形成润滑膜。

4. 润滑技术的应用润滑技术在机械设计中起着至关重要的作用。

在发动机等高温高速摩擦系统中,润滑油可以起到降低摩擦、冷却和清洁的作用;在轴承和齿轮传动系统中,润滑油和润滑脂可以减少摩擦和磨损,提高传动效率和使用寿命;在光学器件、半导体制造等领域,可以利用特殊的润滑技术来保持系统的稳定性和精度。

5. 摩擦学与润滑技术的未来发展方向随着机械设计和制造的不断发展,摩擦学和润滑技术也在不断创新和改进。

未来的发展方向主要包括以下几个方面:发展更高效的润滑剂和润滑脂,以适应更高速、更高温和更重载的工况要求;研发基于纳米技术的新型润滑材料和润滑技术,以实现更小摩擦和更长使用寿命;研究润滑液的微观结构和流变性质,深入理解润滑膜的形成和破坏机制。

摩擦与润滑概述(“摩擦”相关文档)共8张

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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。

机械设计课件:摩擦、磨损及润滑概述

机械设计课件:摩擦、磨损及润滑概述

4.3潤滑劑、添加劑和潤滑方法
4.3.1潤滑劑
潤滑劑不僅可以改善摩擦狀體、減小摩擦、減輕磨損, 保護零件不遭受銹蝕,而且在採用迴圈潤滑時,還能起到 散熱作用。此外,潤滑油膜還具有緩衝、吸振的能力。使 用潤滑脂,既可以防止內部潤滑劑外泄,又可阻止外部雜 質侵入,避免加劇零件磨損,起到密封作用。
潤滑劑可分為液體潤滑劑、半固體潤滑劑、固體潤滑 劑以及氣體潤滑劑四種基本類型。其中以液體潤滑劑應用 最為廣泛。
液體摩擦是指兩摩擦表面完全被液體層隔開、表面凸峰 不直接接觸的摩擦,如圖4.1(c)所示。此種潤滑狀態亦稱 液體潤滑,摩擦是在液體內部的分子之間進行,故摩擦係數 極小(油潤滑時約為0.001~0.008),此時不會產生磨損, 是理想的摩擦狀態 。
4.2.1磨損過程分析
4.2磨損
摩擦導致零件表面材料的逐漸喪失或轉移,即形成磨 損。磨損改變零件的尺寸和形狀,降低零件工作的可靠性, 影響機器效率,甚至導致機器提前報廢。因此,機械設計時 應考慮如何避免或減緩磨損,以保證機器達到預期壽命。磨 損量可用體積、重量或厚度來衡量。通常把單位時間內材料 的磨損量稱為磨損率,用表示。磨損率是研究磨損的重要參 數。耐磨性是指磨損過程中材料抵抗脫落的能力,通常用磨 損率的倒數表示。另外,也應當指出,磨損也不都是有害的, 工程上有不少利用磨損作用的場合,如精加工中的磨削及拋 光,機器的“磨合”過程等都是磨損有利的一面。
4.1.2邊界摩擦
兩摩擦表面各附有一層極薄的邊界膜,兩表面仍是凸 峰接觸的摩擦狀態稱為邊界摩擦,如圖4.1(b)所示。與幹 摩擦相比,摩擦狀態有很大改善,其摩擦和磨損程度取決於 邊界膜的性質、材料表面機械性能和表面形貌。
當兩摩擦表面存在潤滑油時,由於潤滑油中的脂肪酸 是一種極性化合物,它的極性分子能牢固地吸附在金屬表 面上。單分子膜吸附在金屬表面上如圖4.4(a)所示,圖中 o為極性原子團。這些單分子膜整齊的呈橫向排列,很像一 把刷子。邊界摩擦類似兩把刷子間的摩擦,其模型如圖4.4 (b)所示。吸附在金屬表面的多層分子膜的模型如圖4.4 (c)所示。分子層距離金屬表面越遠,吸附能力越弱,抗 剪切強度越低,到若干層以後,就不再受約束。因此,摩 擦因數將隨著層數的增加而下降,三層時要比一層降低約 一半。比較牢固地吸附在金屬表面上的分子膜,稱為邊界 膜。邊界膜極薄,一個分子的長度約為2nm(1nm=109m)。如果邊界膜有10層,其厚度也僅0.02μm。
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第十章磨擦与润滑机械的润滑是为了降低两个相对运动的接触表面(简称摩擦副)间的摩擦及磨损。

良好的润滑能提高机械效率,保证机械长期可靠地工作,节约能源。

润滑不良的机械,轻则功率降低,磨损增大;重则使机械损坏。

一.磨擦与润滑的概念当两个紧密接触的物体沿着它们的接触面作相对运动时,会产生一个阻碍这种运动的阻力,这种现象叫摩擦,这个阻力就叫做摩擦力。

摩擦力与垂直载荷的比值叫做摩擦系数。

摩擦定律可描述如下:1.摩擦力与法向载荷成正比:F∝W2.摩擦力与表面接触无关,即与接触面积大小无关。

3.摩擦力与表面滑动速度的大小无关。

4.静摩擦力(有运动趋向时)F S大于动摩擦力F K,即Fs>F K。

摩擦定律公式:F=f·W或f=F/W式中f——摩擦力;W——法向载荷,即接触表面所受的载荷;机器中凡是互相接触和相互之间有相对运动的两个构件组成的联接称为“运动副”(也可称为“摩擦副”),如机床里的滑块与导轨;滚动轴承里的滚珠与套环;滑动轴承的轴瓦与轴径等等。

任何机器的运转都是靠各种运动副的相对运动来实现,而相对运动时必然伴随着摩擦的发生。

摩擦首先是造成不必要的能量损失,其次是使摩擦副相互作用的表面发热、磨损乃至失效。

磨损是运动副表面材料不断损失的现象,它引起了运动副的尺寸和形状的变化,从而导致损坏。

例如油在轴承内运转,轴承孔表面和轴径逐渐磨损,间隙逐渐扩大、发热,使得机器精度和效率下降,伴随着产生冲击载荷,摩擦损失加大,磨损速度加剧,最后使机器失效。

润滑是在相对运动部件相互作用表面上涂有润滑物质,把两个相对运动表面隔开,使运动副表面不直接发生磨擦,而只是润滑物质内部分子与分子之间的摩擦。

所以,摩擦是运动副作相对运动时的物理现象,磨损是伴随摩擦而发生的事实,润滑则是减少摩擦、降低磨损的重要措施。

二.磨擦分类摩擦有许多分类法。

1.按摩擦副运动状态分静磨擦:一个物体沿着另一个物体表面有相对运动趋势时产生的摩擦,叫做静摩擦。

这种摩接力叫做静摩擦力。

静摩擦力随作用于物体上的外力变化而变化。

当外力克服了最大静摩擦力时,物体才开始宏观运动。

动磨擦:一个物体沿着另一个物体表面相对运动时产生的摩擦叫做动摩擦。

这时,产生的阻碍物体运动的切向力叫做动摩擦力。

2.按摩擦副接触形式分滑动摩擦:接触表面相对滑动时的摩擦叫做滑动摩擦。

滚动磨擦:在力矩作用下,物体沿接触表面滚动时的摩擦叫做滚动摩擦。

3.按摩擦副表面润滑状态分。

干摩擦:指既无润滑又无湿气的摩擦。

流体摩擦:即流体润滑条件下的摩擦。

这时两表面完全被液体油膜隔开,摩擦表现为由粘性流体引起。

边界摩擦:指摩擦表面有一层极薄的润滑膜存在时的摩擦。

这时,摩擦不取决于润滑剂的粘度,而是取决于接触表面和润滑剂的特性。

混合摩擦:属于过度状态的摩擦,包括半干摩擦和半流体摩擦。

半干摩擦是指同时有边界摩擦和干摩擦的情况。

半流体摩擦是指同时有液体摩擦和干摩擦的情况。

炼油化工设备中的一些摩擦副的工作条件是复杂的,如处于高速、高温、或低温、真空等苛刻环境条件下工作,其摩擦、磨损情况也各有不同的特点。

三.产生磨擦的原因对于接触表面作相对运动时产生摩擦力这一现象有各种各样的解释,综合起来有以下几点:机械上发生相对运动的部位一般都经过加工,具有光滑的表面。

但实际上,无论加工程度怎样精密,机件表面都不可能“绝对”平滑,在显微镜下看来,都是有高有低、凸凹不平的,如图11-1所示。

图 11 - 1 金属表面形状如果摩擦表面承受载荷而又紧密接触的突起和陷下部分就会犬牙交错地嵌合在一起,两个接触表面作相对运动时,表面上的突起部分就会互相碰撞,阻碍表面间的相对运动。

另外,由于两个摩擦表面承受载荷并紧密接触,表面是由若干突起部分支撑着的,支撑点处两表面之间的距离极小,处于分子引力的作用范围之内,表面作相对运动时,突起部分也要跟着移动,因此就必须克服支撑点处的分子引力。

还有,出于碰撞点和支撑点都要承受极高的压力,这就便这些地方的金属表面发生严重的变形、一个表面上的突起就会嵌入另一表面中去。

碰撞和塑性变形都会导致产生局部瞬间高温,而撕裂粘结点要消耗动力。

以上各点综合起来就表现为摩擦力。

四.磨损物体工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象,叫做磨损。

图10-2 磨擦量与时间的关系示意图机械零件正常运动的磨损过程一般分为三个阶段,见图11—2。

(1)跑合阶段(又称磨合阶段)新的摩擦副表面具有一定的粗糙度,真实接触面积较小。

跑台阶段,表面逐渐磨平,真实接触面积逐渐增大,磨损速度减缓,如图11—2中o-a线段。

人们有意利用跑台阶段的轻微磨损,为正常运行的稳定磨损创造条件。

选择合理的跑合规程、采取适当的磨擦副材料及加工工艺,使用含活性添加剂的润滑油(摩合油)等方法,都能缩短跑合期。

跑合结束应重新换油。

(2)稳定磨损阶段这一阶段磨损缓慢稳定。

如图11-23中a—b线。

这一线段的斜率就是磨损速度,横坐标时间就是零件耐磨寿命。

(3)剧烈磨损阶段图11-2b点以后,磨损速度急剧增长,机械效率下降,功率和润滑油的损耗增加,精度丧失,产生异常噪声及振动,摩擦副温度迅速升高,最终导致零件失效。

有时也会发生下述情况:ⅰ转入稳定磨损阶段后,长时间内磨损甚微,并无明显的剧烈磨损阶段,零件寿命较长。

ⅱ跑合阶段和稳定磨损阶段无明显磨损,当表层达到疲劳极限后,产生剧烈磨损。

ⅲ磨损条件恶劣,跑台阶段后,立即转入剧烈磨损阶段,机器无法正常运转。

根据磨损的破坏机理及机械零件表面磨损状态,磨损可大体分为下列几种类型。

1.粘着磨损磨擦副相对运动时,由于固相粘结,接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面的现象,叫做粘着磨损,严重时摩擦副咬死。

2.磨料磨损硬的颗粒或硬的突起物,在摩擦过程中引起材料脱落,这种现象叫做磨料磨损。

3. 表面疲劳磨损两接触表面作滚动或滑动复合摩擦时,在交变接触压应力作用下,使材料表面疲劳而产生物质损失的现象叫做表面疲劳磨损。

齿轮副、滚动轴承、钢轨与轮箍及凸轮副都能产生表面疲劳磨损。

表面疲劳磨损分为扩展性及非扩展性两种。

当交变压应力较大时,由于材料塑性稍差或润滑选择不当而发生扩展性表面疲劳磨损。

4. 分层磨损分层磨损的理论认为,当两个滑动表面接触时,通过接触点传递正向和切向力。

较硬表面的微凸体,在滑动时会使软表面发生塑性变形。

由于传递力的反复作用、表面的塑性变形增大,因而引起次表面(10~100μm深)出现空隙。

空隙容易在金相的晶界或所含杂质的交界面处发生。

在力的反复作用下,空隙增大,并与相邻的空隙连接起来形成裂纹。

裂纹因切向力的影响会沿着平行十表面的方向发展。

当裂纹发展到一定长度就会伸延向表面,最后使表面层脱落,形成长而薄的磨损碎片。

5. 电蚀磨损电蚀磨损主要出现在旋转的带电设备上。

出于设备带电,在轴颈及轴承之间就有电位差。

当两表面有电位差后,就有可能由于下述原因使摩擦表面损伤。

电蚀磨损所引起的表面损伤多为呈麻点状的点蚀。

6.腐蚀磨损(或称腐蚀机械磨损)当摩擦是在腐蚀性环境中进行时,摩擦表面会发生化学反应,并在表面上生成反应物。

一般情况厂,反应产物与表面粘结得不牢,容易在下一步的摩擦过程中被擦掉.新露出的金属表面又产生反应物、这样不断地循环下去,金属表面便被逐渐磨损。

腐蚀磨损须具备腐蚀及摩擦两个条件。

7.微振磨损微振磨损是振幅在10-7~10-5mm范围的振动性滑动引起的磨损,多发生在机械连接处的零件上(如螺栓、花键等)。

这些零件在振动载荷厂产生磨损。

8.侵蚀侵蚀是指含有颗粒的流体撞击在一物体上,使物体表面受到的损伤。

侵蚀问题对一些在高速下工作的零件来说显得比较突出,例如强度大、密度小的用碳纤维强化的塑料涡轮叶片,要求叶片的前线应具有较高的抗侵蚀性。

五.润滑在发生相对运动的各种摩擦副的接触面之间加入润滑油(剂),从而使两磨擦面之间形成润滑膜,将原来直接接触的干摩擦面分隔开来,变干摩擦为润滑油(剂)分子间的摩擦,达到减少摩擦,降低磨损,延长机械设备的使用寿命,这就是润滑。

1.润滑要求由于各摩擦副的作用、工作条件及其性质不同对于润滑的要求是各不相同的,归纳有以下几点:(1)根据摩擦副的工作条件和作用性质,选用适当的润滑油。

(2)根据摩擦副的工作条件和作用性质,确定正确的润滑方式和方法,将润滑油按一定的分配到各摩擦面之间。

(3)搞好润滑管理。

2.润滑油的作用使用润滑油的目的是为了润滑机械的摩擦部位,减少摩擦抵抗、防止烧结和磨损、减少动力的消耗,以提高机械效率。

除此之外,还有一些实用方面的作用,归纳如下:(1)减少摩擦。

在摩擦面之间加入润滑油、能使摩擦系数降低,从而减少了摩擦阻力,节约能源的消耗。

在流体润滑条件下,润滑油的粘度和油膜厚度对减少摩擦起到十分重要的作用。

随着摩擦副接触面间金属-金属接触点的增多,出现了边界润滑条件,此时润滑油(添加剂)的化学性质和化学活性就显得极为重要(2)降低机械零件的粘着磨损。

表面疲劳磨损和腐蚀磨损与润滑条件很有关系。

在润滑剂中加入抗氧、抗腐剂有利于抑制腐蚀磨损,而加入油性剂、耐压抗磨剂可以有效地降低粘着磨损和表面疲劳磨损。

(3)冷却作用。

润滑利可以减轻摩擦,并可以吸热、传热和散热,因而能降低机械运转摩擦所造成的温度上。

(4)防腐作用。

摩擦面上有润滑剂覆盖时.就可以防上或避免因空气、水滴、水蒸汽、腐蚀性气体及液体、尘土、氧化物等所引起的腐蚀、锈蚀。

润滑油的防腐能力与保留于金属表面的油膜厚度有直接关系,何时也取决于润滑剂的组成。

采用某些表面活性剂作为防锈剂能使润滑剂的防锈能力提高。

(5)绝缘性。

精制矿物油的电阻大,如作为电绝缘材料的电绝缘油的电阻是2×1016Ω/mm2(水是0.5×106Ω/mm2)。

(6)力的传递。

油可以作为静力的传递介质例如汽车的起重机液压油。

也可经作为动力的传递介质,例如自动变速机油。

(7)减振作用。

润滑油吸附在金属表面上,本身应力小,所以,在磨擦副受到冲击载荷时具有吸收冲击能的本领。

如汽车的减振器就是油液减振的(将机械能转变为流体能)。

(9)清洗作用。

润滑油(脂)对某些外露部件形成密封,防止水分或杂技的侵入。

3.润滑油的类型3.各种润滑状态按照磨擦副表面润滑状态,可把润滑类型分为:流体润滑、边界润滑、混合润滑,如图11-3。

(1) 流体润滑。

在两摩擦面之间加有液体润滑剂,润滑油把两磨擦面完全隔开,变金属接触干摩擦为液体的内磨擦,这就是流体润滑(图11-4)。

流体润滑的优点是液体润滑剂的内摩擦力小,通常为0.001~0.01,只有金属直接接触的几千分之—。

实现流体润滑的条件:(a) 磨擦表面间必须有相对运动。

(b) 顺着表面运动的方向.油层必须成楔形。

(c) 润滑油与摩擦表面必须有一定的附着力(与油性有关,润滑油随磨擦表面运动时必须有一定的内摩擦力、亦即必须有一定的粘度。

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