润滑及润滑理论
摩擦学原理润滑原理
( v) 0
或
v 0
不可压缩流体：密度为常数，代入公式7.2为
divv 0
或
v 0
•
在直角坐标系中，速度向量vn和梯度向量的表达式为
vx v v y v z x y z
i
空间点与面元相应n方向上的应力矢量： 则作用于流体团外面力矢量和等于：
p
S
i
s
对时间的全导数等于作用于流体团的Biblioteka 力的根据动量定理，流体团的动量
主矢
V
即
d Vi f i pnis dt S
（7.7）
7.2.2流体动力学方程
fluid dynamics equations
F fi
7.2.2流体动力学方程经典力学中牛顿第 二定律、动量定理、动量矩定理在流体力学 中的具体表达，用实体法推导。 如图：取任意瞬时t，位于任意封闭控制 面S围成的空体积τ内的流体团为研究对象。 t瞬时质量力矢量场： f i f i ( x1 , x2 , x3 , t ) t瞬时密度场：
dV i dV i d d d Vi Vi Vi dt dt dt dt dt
由于
p
S
ni
s pij n js
1919年Hardy提出边界润滑状态；理论基础：主要 是物理化学和表面吸附理论。
0.005~0.0lm
过渡区：润滑 状态？ 研究以完善整个 摩擦学理论体系
boundary lubrication
20世纪60年代以后，发展了弹性流体动压润滑理论； 理论基础：Reynolds流体润滑理论与Hertz弹性接触理 论相耦合 elastic-hydrodynamic lubrication (EHL) 0.1m~1m 21世纪起始，纳米润滑；理论基础：基于连续介质 理论的经典润滑理论的拓展，必须通过研究分子量级 上的作用 第七章:介绍流体动压和弹性流 体动压润滑，脂润滑 第八章:典型零部件的润滑设计 第九章:介绍各类润滑计算中的 常用 数值方法 第十章:润滑状态的转化进行了 讨论
摩擦.磨损.润滑及润滑剂概论
第一章摩擦.磨损.润滑及润滑剂概论摩擦、磨损、润滑的种类及其基本性质│润滑剂及其基本性能指标│润滑剂的种类一、摩擦.磨损.润滑的种类及其基本性质摩擦、磨损、润滑是一种古老的技术，但一直未成为一种独立的学科。
1964年英国以乔斯特（Jost）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）。
摩擦学是研究相互作用、相互运动表面的科学技术，也可以说是有关摩擦、磨损及润滑的科学与技术统称为摩擦学（Tribology）。
科学地控制摩擦，中国每年可节省400亿人民币。
故改善润滑、控制摩擦，就能为我们带来巨大的经济利益。
中国工程院咨询研究项目《摩擦学科学及工程应用现状与发展战略研究》调查显示，2006年全国消耗在摩擦、磨损和润滑方面的资金估计为9500亿元，其中如果正确运用摩擦学知识可以节省人民币估计可达到3270亿元，占国内生产总值GDP的1.55%。
美国机械工程学会在《依靠摩擦润滑节能策略》一书中提出，美国每年从润滑方面获得的经济效益达6000亿美元。
1986年，中国的《全国摩擦学工业应用调查报告》指出，根据对我国冶金、石油、煤炭、铁道运输、机械五大行业的调查，经过初步统计和测算，应用已有的摩擦学知识，每年可以节约37.8亿元左右，约占生产总值（5个行业1984年的可计算部分）的2.5%。
润滑油的支出仅是设备维修费用的2%～3%。
实践证明，设备出厂后的运转寿命绝大程度取决于润滑条件。
80%的零件损坏是由于异常磨损引起的，60%的设备故障由于不良润滑引起。
中国每1000美元产值消耗一次性能源（折合石油）为日本的5.6倍，电力为日本的2.77倍，润滑油耗量为日本的3.79倍。
第一章 摩擦学基础知识(润滑)
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
h
阻力大小、流动性强弱
标准锥体，150g，25 ℃ ，5s
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 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）
五、添加剂 • 作用越来越大，在润滑脂、合成油中不加添加剂，
六、对润滑剂的要求
较低的摩擦系数 良好的吸附和渗入能力 有一定的黏度 有较高的纯度和抗氧化性 没有腐蚀性 有良好的导热性和较大的热容量
七、润滑装置 单体供油装置 油壶， 油杯，
油枪
油杯
压配式油杯
滴油式油杯
油芯式油杯
油环
油链
• 集中供油装置 a) 简单的少数点位集中供油 b) 设备中心、车间及工厂级集中供油 泵站+(稳压+冷却)+过滤+分配器+工位润滑
η t = η0 ( 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:
η = η0 e
ap
粘温关系曲线
3、油性—反映在摩擦表面的吸附性能 油性 （边界润滑和粗糙表面尤其重要） 4、闪点—瞬时燃烧和碳化的温度； 闪点 燃点—长时间连续燃烧的温度（高温性能）； ； 燃点 5、凝点—冷却，由液体转变为不能流动的临界 凝点 温度； (低温启动性能) 6、极压性（EP）, 在重压下表面膜破裂的最大 极压性（EP） 接触载荷，用PB表示，(极限载荷） 7、酸值—限制润滑剂变质后对表面的腐蚀 酸值
流体润滑原理
3. Navier-Stocks方程
纳维-斯托克斯方程是流体力学的基本方程，建立了流体力学中速度与压力之间关系。
把粘性流体看作连续介质，取一个无限小的质点来研究其应力与速度之间的关系。如右图表示了一个质点在三维坐标中的受力情况。 通过每一点的三个相互垂直的平面上各有三个应力，共有九个应力分量。
。这两个力作用于单元体的质点中心。
式中：x 单位质量在x方向所受的体积力； u 流体在x方向的速度分量。
3. Navier-Stocks方程
作用于单元体上所有力的平衡条件为：体积力-惯性力+六个表面力＝0。
则有：
式（S-4）为力的平衡方程。 式中：u、v、w分别为x、y、z方向的速度分量。
流体润滑原理
2. 雷诺方程
3. Navier-Stocks方程
4. 雷诺方程应用
5. 弹流体动力润滑简介
1. 概述
1. 概述
润滑：用具有润滑性的一层膜把相对运动的两个表面分开，以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低，这就是润滑。
一、润滑的分类
3. Navier-Stocks方程
把式（S-1）、（S-2）（τ）、（S-3）（σ）代入（S-4）式中：
式中：
3. Navier-Stocks方程
代入（S-4）的三个方向:
式（S-5）为纳维-斯托克斯方程，是速度与压力关系的方程。
3. Navier-Stocks方程
3. Navier-Stocks方程
设备润滑基础知识
产中,在许多工况下添加剂使用可以使润滑油的性能大大改善，使用寿命也可成 倍的提高。
1、润滑理论基础:
1.3润滑脂的主要性能指标：
表观 包括颜色、光泽、透明度、稠度、杂质、均匀性等方面。一般在洁净、无色 的玻璃上涂一薄层1~2mm润滑脂，对光检查。 针入度 表征润滑脂稀稠程度的指标，标志润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱。 针入度愈小，润滑脂愈稠，承载能力强，密封性能好：反之则流动性愈强, 承载能 力则相对较弱，密封性能也相对差一些。 滴点 表示润滑脂在规定的加热条件下，从标准测量杯的孔口滴下第一滴时的温度， 它表示润滑脂耐高温的能力。选择润滑脂的使用温度上限时，一般滴点应高于实 际工作温度20~30℃以上为宜。 皂分 在润滑脂的组分中，作为稠化剂的金属皂的含量。皂分高，机械安定性好， 但起动力矩增大。 机械杂质 润滑脂中机械杂质的来源包括金属碱中的无机盐类，制脂设备上磨损的 金属微粒和外界混入的杂质（如尘土、沙砾等）。润滑脂中的决不允许含有机械 杂质，它往往会造成设备的严重磨损和擦伤。 其它 包括抗水性和机械稳定性等。在实际生产中有许多工况下添加剂使用可以使 润滑脂的性能大大改善，使用寿命可成倍的提高。
混合摩擦（混合润滑）：既有边界摩擦又有流体摩擦（即半流体摩擦）的混合 状态。摩擦系数一般为0.1~0.01，能较有效的降低摩擦阻力，减轻磨损。是一 般机械设备在实际工况下最为常见的摩擦方式，尤其是在设备开停车的阶段时 通常会发生此类摩擦。
1.2 润滑油
1.2.1润滑油的组成
炼厂 化工厂
矿物基础油
85-90%
1.1.1边界膜按结构形式
2024版润滑的学习ppt课件
02 润滑材料选择与 性能评价
常用润滑材料介绍
润滑油
矿物油、合成油、动植物 油等，具有降低摩擦、减 少磨损、冷却降温、密封 隔离等作用。
润滑脂
由基础油、稠化剂和添加 剂组成，具有承载能力强、 密封性好、抗水淋性好等 特点。
固体润滑剂
石墨、二硫化钼、聚四氟 乙烯等，适用于高温、低 温、真空等极端工况。
Байду номын сангаас
润滑材料性能指标
粘度
反映润滑油的流动性， 影响润滑效果和油耗。
粘度指数
表示润滑油粘度随温度 变化的程度，粘度指数 越高，粘度受温度影响
越小。
闪点
表示润滑油在高温下的 稳定性，闪点越高，油
品的热稳定性越好。
倾点
表示润滑油在低温下的 流动性，倾点越低，油 品的低温流动性越好。
润滑材料选用原则
01
根据机械设备的工作条 件（温度、压力、速度 等）选用合适的润滑材 料。
建立设备润滑信息化管理系统，实现设备润 滑数据的实时采集、分析和共享，提高设备 润滑管理的效率和准确性。
04 环保与节能型润 滑剂发展趋势
环保型润滑剂市场需求
严格的环境法规推动 环保型润滑剂需求增 长。
工业企业对环保生产 的重视，增加对环保 型润滑剂的使用。
消费者对环保产品的 偏好提高，推动市场 需求。
磨损类型
粘着磨损、磨粒磨损、疲 劳磨损和腐蚀磨损。
润滑剂分类与特性
油性
粘度
反映液体润滑剂内摩擦力的大小， 影响润滑效果和使用寿命。
反映液体润滑剂在金属表面吸附 能力的大小，影响抗磨性能。
极压性
反映液体润滑剂在极端条件下防 止金属表面擦伤和烧结的能力。
润滑剂分类
第六章润滑与润滑剂-精品文档
粘度指数的物理意义还可改写成
L U T 100 VI LH TTຫໍສະໝຸດ ——衡量粘温特性温度变化范围。
粘度指数VI是表示被测油粘度随温度
的变化程度
LH T
• • 与标准油粘度随温度变化程度 L TU
的比值。
第二节 流体动压润滑雷诺方程
一、流体动压润滑的承载机理 图a 图b 图c 图d 增压过程 溢出附加流动 附加流动为零 C-C 截面压力最大 压力分布曲线
即：
qxdy+qydx+wodxdy=
qx (qx+ x
• • •
dx)dy+(qy+
qx x
q y y
dy)dx+whdxdy
将上式展开并消去同类项可得：
d z
h
；
是比例常数，被定义为流体的动力粘 度。具有这种特性的流体称为牛顿流体。
2、动力粘度的单位 (1)国际制单位
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。
国际单位是 m²/s 。
物理单位是cm²/s,叫做“斯”,常用St表示， St/100叫厘斯,用cSt表示
换算关系：1m2/s=104St=106cSt ； 1St=1cm2/s=10-4m2/s=100cSt
4、相对粘度
0
E
t
恩氏粘度是相对粘度的一种,它是用200ml的粘性流体,在给定的 温度t下流经一定直径和长度的毛细管所需的时间,与同体积的蒸 馏水在20℃时流经同样的毛细管所需时间的比值来衡量流体的粘 性。恩氏粘度用 0 E t 表示
Chapter 7 润滑理论
Chapter 7润滑理论中国矿业大学China University of Mining and Technology润滑的分类流体动压润滑弹性流体动压润滑润滑状态的转化¾由斯特里贝克曲线可知，润滑类型随着转速、裁荷和润滑剂粘度的变化而变化，润滑状态可以从一种润滑状态转变润滑原理润滑状态的转化在1900-1902年间，德国学者斯特里贝克(Stribeck)对滚动轴承与滑动轴承的摩擦进行了试验，研究运动速Stribeck曲线¾第Ⅰ区此时摩擦副的表面被连续流体膜隔开，因此用流体力学来处理这类润滑问题，摩擦阻力完全决定于流体的内摩擦(粘润滑状态的转化第Ⅰ区¾流体润滑状态，包括流体动压润滑和弹性流体动压润滑。
平均润滑膜厚h与摩擦副表面的复合润滑状态的转化第Ⅱ区¾混合润滑状态，平均润滑膜厚h与摩擦副表面的复合粗糙度的比值λ约为3，典型膜厚在1μm以下，此润滑状态的转化第Ⅲ区¾边界润滑状态，平均润滑膜厚h与表面的复合粗糙度的比值λ趋于0(小于0.4～1)，典型膜厚在1-流体动压润滑流体动力润滑是指两个作相对运动物体的摩擦表面，借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷。
流体动力润滑形成的必要条件：z楔形空间；相对运动（保证流体由大口进入）；流体润滑状态z流体动压润滑：依靠运动副的两个滑动表面的形状在相对运动时产生收敛型油楔，形成具有流体润滑状态流体润滑状态流体润滑的基本方程流体润滑的基本方程流体润滑的基本方程流体润滑的基本方程流体润滑的基本方程流体润滑状态动压动压推力轴承平面动压径向轴承平面动压径向轴承的展开面为平面, 只形成一个楔形间隙, 无需开设供气装置。
这种轴承的结构简单, 但稳定性较差。
当轴瓦采用多孔质材料时, 可使稳定性能得到改善。
在轴瓦外加上弹性膜片支承可以提高轴承的稳定性。
多楔动压径向轴承多楔动压径向轴承。
设备润滑基础知识
精选课件
2016年11月3日
1
主要内容
一、润滑理论基础 二、润滑剂选用原则 三、设备润滑方式及标准 四、设备润滑故障分析 五、设备润滑常见误区
精选课件2Fra bibliotek1、润滑理论基础:
1.1磨擦按润滑状态分类：
干摩擦：既无润滑又无湿气的摩擦，金属间的摩擦系数达0.3~1.5，磨 损严重，发热很多，寿命相对很短。 流体摩擦(流体润滑)：两相对运动表面间被一层具有压力的流体完全隔 开的摩擦。它的摩擦阻力很小，只与流体内部的分子运动阻力（即黏 度）有关。摩擦系数约0.01~0.001或更小，摩擦损耗功率小，几乎没有 磨损，是一种非常理想的摩擦状态。 边界摩擦（边界润滑）：在摩擦表面间存在一层即具有润滑性能，又 能吸附在表面上的极薄的边界膜（一般在0.1um以下），使其处于干摩 擦和流体摩擦的边界状态。摩擦阻力的大小不取决于润滑剂的黏度， 而与表面的吸附性质和边界膜有关。摩擦系数一般为0.15~0.3，能比较 有效的降低摩擦阻力和减轻磨损。
精选课件
3
1.1.1边界膜按结构形式
a、吸附膜：润滑剂中的极性分子靠分子力吸附在金属表面上，形成定向排列 的分子栅，亦称为物理吸附膜。形成膜即可以是单分子层，也可以是多分子层。 分子间的内聚力使吸附膜具有一定承载能力，能有效的防止两摩擦表面直接接 触，构成吸附膜之间的摩擦。这种边界膜的润滑性能通常称润滑油的油性，在 温度、速度和载荷不太高的情况下极易形成并起作用。 此外润滑剂中的活性分子靠离子键吸附在金属表面上，形成另一种熔点低、剪 切强度小的化学吸附膜，可防止粘着和降低摩擦力。 在重载、高温时吸附膜很容易破裂，使金属摩擦面直接接触。 b、反应膜：在润滑剂中添加硫、氯、磷等与金属表面进行化学反应生成的膜， 称为反应膜，它的熔点高、剪切强度和摩擦系数较低，主要用在重载、高滑动 速度和高温作条件下。
第7章 流体润滑理论
4 流动静压润滑的摩擦扭矩
微元dA面积内的流体承受的剪切力：
u r r drd df dA (rddr) h h h
2
以油腔外的整体面积对上式进行积分，得摩擦扭矩：
T
h
0
2
r0
r1
2 4 4 r drd (r0 r1 ) 2h
3
5 能量损失
≤0.4,干摩擦 ≤1，边界摩擦； ＝1～3，混合摩擦； ＞3，流体摩擦
润滑状态的判别
润滑状态
干摩擦 边界润滑
膜厚比 λ
λ < 0.4 0.4<λ<1
载荷的分布
载荷全部由微凸体承担 载荷主要由微凸体承担
混合润滑
流体润滑
1<λ<3
λ>3
载荷由微凸体、油膜共同 承担
载荷全部由油膜承担，摩 擦磨损 极小。
• 缺点：需要一套供油装置，设备费高，维护管理麻
烦。
静压润滑轴承的轴瓦内表面上有四个对称的油 腔，使用一台油泵，经过四个节流器分别调整油的 压力，使得四个油腔的压力相等。当轴上无载荷时， 油泵使四个油腔的出口处的流量相等，管道内的压 力相等，使轴颈与轴瓦同心。 当轴受载后，轴颈向下移 动，油泵使上油腔出口处 的流量减小，下油腔出口 处的流量增大，形成一定 的压力差。该压力差与载 荷保持平衡，轴颈悬浮在 轴瓦内。使轴承实现液体 摩擦。适用范围广，供油 装置复杂。
1 1 0exp[ p+ ( )] 温度压力对粘度的影响： T T0
粘度随压力的变化
3000 2500
运动粘度
2000 1500 1000 500 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 压力 MPa
润滑基础知识培训课件
润滑基础知识培训课件目录一、润滑基础理论 (2)1.1 润滑油的作用与分类 (3)1.2 润滑油的性能指标 (4)1.3 润滑系统的组成与功能 (6)二、润滑材料与选择 (7)2.1 常用润滑油脂的种类与特性 (8)2.2 润滑油脂的选择原则与方法 (10)2.3 不同工况下的润滑材料选择 (11)三、润滑装置与维护 (12)3.1 润滑装置的类型与选用 (14)3.2 润滑装置的日常维护与保养 (15)3.3 润滑装置的故障诊断与排除 (15)四、润滑油品的监测与质量控制 (17)4.1 润滑油品的常规检测项目 (18)4.2 润滑油品的质量控制标准 (18)4.3 润滑油品的替代与升级 (20)五、润滑管理与安全 (22)5.1 润滑油品的管理制度与流程 (23)5.2 润滑系统的安全操作与维护 (24)5.3 润滑事故的处理与预防 (25)六、案例分析 (27)6.1 润滑系统故障案例分析 (29)6.2 润滑油品选用与使用案例分析 (30)6.3 润滑管理与安全案例分析 (31)一、润滑基础理论润滑概述：润滑是机械设备中不可或缺的一环，旨在减少摩擦、降低磨损、防止损坏和提高设备性能。
良好的润滑是确保机械设备正常运行和延长使用寿命的关键因素。
润滑原理：润滑原理主要包括液体润滑、边界润滑和干摩擦润滑。
液体润滑是通过润滑油膜将相对运动件之间完全隔开，减小摩擦和磨损；边界润滑则是润滑油在摩擦表面形成边界膜，起到润滑作用；干摩擦润滑则是在特定条件下，如高温或高负荷，无法形成有效的润滑油膜，需要通过其他方式如固体润滑材料来减小摩擦。
润滑油的作用：润滑油在机械设备中扮演着多重角色。
它起到润滑作用，减少运动部件之间的摩擦和磨损；同时，还能起到冷却、降温作用，通过油的循环流动将摩擦产生的热量带走；此外，润滑油还能起到密封、防锈和清洁等作用。
润滑剂的种类与选择：根据机械设备的运行要求和工作环境，选择合适的润滑剂至关重要。
摩擦、磨损及润滑理论
一、摩擦、磨损及润滑三者关系
当在正压力作用下相互接触的两个物体受切向外力的影响而发 生相对滑动，或有相对滑动趋势时，在接触表面上就会产生抵抗滑 动的阻力，这一自然现象叫做摩擦。 其结果必然有能量损耗和摩擦表面物质的丧失或转移，即磨损。 据估计，世界上在工业方面约有30%的能量消耗于摩擦过程中。 所以人们为了控制零件在摩擦中损坏，在摩擦面间加入润滑剂来降
由式（3-10）可知，若将速度V降低，则p/x亦将降低，此时油
膜各点的压力强度也会随之降低。如V降低过多，油膜将无法支持外 载荷，而使两表面直接接触，致使油膜破裂，液体摩擦也就消失。 c）润滑油必须有一定的粘性。 d）有足够充足的供油量。
习题：
第三章 摩擦、磨损及润滑理论
一、选择题
3-1 现在把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术统称为 。 （1）摩擦理论；（2）磨损理论；（3）润滑理论；（4）摩擦学； 3-2 两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称 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 ； 。 ；
低摩擦，减小磨损的产生，所以说三者互为因果关系。
二、摩擦的种类
干摩擦：粘着、犁刨 边界摩擦（润滑）：很薄的油膜， 0.4 摩擦（滑动） 混合摩擦（润滑）：膜厚比0.4 3.0 液体摩擦（润滑）：被厚的油膜完全隔开， 3 5
N
V 没有润滑剂
N
V 很薄油膜
a）相对运动表面间必须形成油楔；
由上式可见，若两平板平行时，任何截面处的油膜厚度h=h0，
第7章--流体润滑理论
)
压力无量纲方程
p* h02 p , h* h
6UB
h0
K h1 h0
无量纲压力方程为:
P*
1 K
1
h
*
(K
K 1 2)h *2
1 K
2
最大无量纲压力p *
K
4(K 1)(K 2)
压力分布
0.04 0.03
K=1
0.02 0.01 0.00
1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
p 3U dh ( y2 L2 )(当 L 0.25时, 计算结果比较准确.)
h3 dx
4B
四、流体静压润滑
• 流体静压润滑的油膜是由外界通入压力流体而 强制形成的.
• 优点: • 1．静压承轴利用外界供给压力油，形成承
载油膜密封于完全液体摩擦状态，f很小，起 动力矩小，效率高。 • 2．静压轴承不磨损，寿命长，长期保持精 度。 • 3．能在低速和重载下工作。
弹性变形形成流体动力油膜
流体润滑
楔形油膜
弹性流体润滑（EHL）
挤压油膜
润滑状态过程
STRIBECK根据滑动轴承与滚动轴承的实际测量，研 究了随着工况条件的改变，润滑状态的过度过程。 为了消除温度对粘度的影响，采用25℃ 作为计算摩 擦因数的依据，将润滑状态分为三个区域。
流体润滑: 油膜h>Rq，摩擦特性完全取决于液体的体 相性能，μ与流体的粘度有关。气体润滑、磁浮。
Qc p
1
5
4.11
06
189.5 8 8 01
03
1.8
8
0.7
4C
五、流体动压润滑
5.1推力轴承的设计
结构:瓦块固定, 转子旋转, 并承担载荷。瓦块开有油 槽, 斜表面, 转子运动将油 带入收敛楔形产生动压润 滑。
第6章弹性流体润滑理论
x* x / b; H hE LL /W ; H 0 h0E LL /W ; H H 0
q*
W ELL
2
q 12U
0b
dq * dx
H3
x , x* , p q q* 0;
求 x* , x* 1(x b)之 间 的 积 分 ,从 而 求 得 在
Hertz接 触 边 缘 处 的 q *
H0 6.07107
h0 H0 R 6.07107 20 1.21103mm 1.21m
滚子轴承
1 当量曲率半径：
内圈半径R1，外圈半径R2，滚子直径d=2r, 令 λ=d/Dm，Dm为平径直径。滚子与内圈的接触点：
RiRR 11rr
(Dmd)d 2 22
(Dmd)d
d(1)
2
222
滚子与外圈的接触点：
速
度
参
数
:U
U E 'R
载荷参数
:W
W
E 'R
（W为单位长度载荷）
线接触弹性润滑状态图
横坐标为弹性参数
ge
U WR2L2
0.5
0.5
WU
纵坐标为粘性参数 W 2 3 0.5 1.5 0.5
gv UR2L3 GW U
使用方法与步骤：
1. 计算出材料参数、载荷参数、速度参数；
2. 计算出弹性参数ge、粘性参数gv;
2 线接触的刚性方程
2.1几何关系
线接触摩擦副包括摩擦轮、齿轮。 两个圆柱体接触可等效地简化为平 面与圆柱体接触，其等效半径为： h0
1 1 1
R
R1
R2
其 间 隙 h为 :
h h0 (R
h
第6章 流体润滑理论
∂ ( ρu ) ∂ ( ρv) ∂ ( ρw) ∂ρ + + + =0 ∂x ∂y ∂z ∂t
流体两个状态方程：
ρ = ρ ( p, T )
η = η ( p, T )
THE END
第6章 流体润滑理论
6-1 概述
流体润滑：两摩擦面被一薄层粘性流体完全分开，由所建立的流体膜 压力平衡外载荷（取决于流体的粘性） 主要优点：摩擦系数小，（完全液体时约为0.001～0.008，气体润滑 时更小），功率损失小，温升低，延长摩擦面使用寿命 分类：流体动压润滑，流体静压润滑 流体动压润滑，又分为： ①靠表面间的收敛楔形间隙形成动力油膜 ②考虑压粘效应及表面弹性变形形成流体动力油膜 ③ 靠两表面间径向挤压运动建立油膜 如两金属表面间能建立一层完整的流体润滑膜，表面几乎不发生磨 损。
dh =0 dt
∂ h 3 ∂p ∂h ∂ h 3 ∂p ( )+ ( ) = 6(U 1 − U 2 ) ∂x η ∂x ∂z η ∂z ∂x
(5)
η不变，并设
U 2 = 0,U 1 = U ，得常见二维形式Reynolds方程 ∂ ∂p ∂h ∂ 3 ∂p (h ) + (h 3 ) = 6Uη ∂x ∂x ∂z ∂z ∂x
ω=
1 dp y ( y − h) 2η dz
流量：（对无限宽平板）
Uh h 3 dp q x = ∫ udy = − ( ) 0 2 12η dx
h
dp 在油膜中某一点 x 处，设其间隙为 h* ，该处， = 0 dx
*
uh * ⇒ q* = x 2
h − h* dp = 6Uη 由连续性方程： q x = q ⇒ dx h3
∂ h 3 ∂p ∂ h 3 ∂p ∂h ( )+ ( ) = 6(U 1 − U 2 ) + 12(V2 − V1 ) ∂x η ∂x ∂z η ∂z ∂x
流体动压润滑理论
流体动压润滑理论（简介）在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低，这就是流体润滑。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关发展简史时间人物经典理论及现象1883年塔瓦（Tower）流体动压现象1886年雷诺（Reynold）流体动压润滑理论及雷诺方程1.流体动压现象)当动环回转时，由于静环表面有很多微孔，动环的转动使其表面与静环表面上的微孔形成收敛缝隙流体膜层，使每一个孔都像一个微动力滑动轴承。
也就是说，当另一个表面在多孔端面上滑动时，会在孔的上方及其周边产生流体动压力，这就是流体动压效应。
（实例）流体动压润滑——流体动压润滑是依靠运动副两个滑动表面的形状，在其相对运动时，形成产生动压效应的流体膜，从而将运动表面分隔开的润滑状态。
特点）a.流体的粘度，一般遵循粘性切应力与切应变率成比例规律b.楔形润滑膜，依靠运动副的两个滑动表面的几何形状，在相对运动时产生收敛型流体楔，形成足够的承载压力，以承受外载荷。
形成动压润滑的条件：a.润滑剂有足够的粘度b.足够的切向运动速度（或者轴颈在轴承中有足够的转速）c.流体楔的几何形状为楔形（轴在轴承中有适当的间隙）2.流体动压润滑理论)在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低。
滑动轴承运动副间要现成流体薄膜，必须使运动副锲形间隙中充满能够吸附于运动副表面的粘性流体，并且运动副表面相对运动可以带动润滑流体由大端向间隙小断运动，从而建立起布以承受载荷。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关。
流体润滑具有极低的摩擦阻力，摩擦系数在0.001～0.008或更低（气体润滑），并能有效地降低磨损。
流体润滑的分类：根据液体压力形成的方式可分为流体静压润滑和流体动压润滑。
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机遇是留给有准备的人。自环保部公布国IV标准时间表后，具有前瞻性眼 光的企业也在加快研发符合新标准的产品。 “东风润滑油正在全力研发符 合国IV标准的产品，范围涵盖了汽油机、柴油机以及工程机械等特殊要求 的润滑产品。整装待发，准备充分；顺势而行，早做准备。东风润滑油的 这种敏锐的嗅觉将在未来的产品竞争上占据有利立足点。”
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混合润滑状态，平均润滑膜厚h与摩 擦副表面的复合粗糙度 的比值λ约为3， 典型膜厚在1μm以下，此时摩擦表面的 一部分被流体润滑膜隔开，承受部分载
荷，也会发生部分表面微凸体的接触， 以及有边界润滑膜承受部分载荷。
流体润滑状态，包括流体动压润
滑、流体静压润滑和弹性流体动压润 滑。平均润滑膜厚h与摩擦副表面的 复合粗糙度 的比值λ大于3。
摩擦学基础知识 —润滑及润滑理论
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国IV标准将成为润滑油战场导火索
“国Ⅳ标准正式实施后将有可能成为润滑油 战场的导火索，虽然距离实施还有一段时间，但
这场战役已经提前打响。”东风润滑油董事长。
环保部发布公告称，自2013年7月1日起， 所有生产、进口、销售和注册登记的车用压燃式 发动机与汽车，都必须符合国Ⅳ排放标准的要求。
受去年PM2.5事件的影响，北京市环保局宣 布北京市将在全国率先实施国IV机动车排放标准， 时间表确定在今年下半年。
润滑的重要性！
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精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
竞争白热化、政策标准的提升、经济全球化等各方面因素都对润滑油
行业带来了巨大的挑战，但是毫无疑问，绝不会有人轻易放弃这块“黄金
蛋糕”。由此润滑油市场战幕已经拉开。
抓住机遇，竞争中生存！
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第一节 概 述
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。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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国IV标准将成为润滑油战场导火索
随着国Ⅳ排放标准日程表的推进，所带来的震荡不仅仅 体现在汽车生产和制造行业，同时也让汽车维修、养护 等行业面临巨大冲击。面对更高的标准和更严格的要求， 中国汽车后市场也在加快优胜劣汰的脚步，各类产品面 临着升级换代的处境。
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一、 润滑体系研究现状
对于润滑的系统研究约在19世纪末逐渐展开。
1883年塔瓦（Tower）发现了轴承中的流体动压现象。
彼得洛夫（Петров）研究了同心圆柱体的摩擦及润滑。
雷诺（Reynold）应用了数学和流体力学的原理对流体动压现象进行了分析， 发表了著名的雷诺方程，为流体动力润滑奠定了基础。后来一些科学家， 在求解雷诺方程，以及将雷诺方程应用于工程实际中作出了贡献，并解决 了很多雷诺方程假设以外的问题。
润滑的原理是给滑动的负 荷提供一个减摩的油膜。
为什么需要润滑？
—润滑的作用 降低摩擦，减少磨损 降温冷却：采用液体润滑剂循环润滑系统，可以将摩擦时产生的热量带走， 降低机械发热。 防止腐蚀 冲洗作用：随着润滑剂的流动，可将摩擦表面上污染物、磨屑等冲洗带走。 密封作用：防止冷凝水、灰尘及其他杂质的侵入。 减振作用：将冲击、振动的机械能转变为液压能，起阻尼、减振或缓冲作用
根据最新报告显示，未来几年全球润滑油需求将以年均 2.6%的速度增长，到2015年全球润滑油需求将达到 4170万吨/年。其中亚太地区将从1353万吨增加至1650 万吨，年均增速为4%。
东风润滑油的掌门人梁冰表示：“目前我国的汽车保有 量已经突破1亿辆，乐观的估计，到2015年，国内汽车 后市场的规模将超过美国，成为全球汽车售后第一大国， 所以润滑油市场是一块‘黄金蛋糕’。”
润滑的经济价值！
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国IV标准将成为润滑油战场导火索
未知是最大的恐惧。润滑油行业将面临国际油价未知的挑战。国际能源市 场价格波动是润滑油行业的晴雨表，据某位长期研究国际经济的权威观察 家分析，业内对今年的国际油价看法不一，考虑到地缘政治因素的一方认 为中东地区局势非常不稳定，一旦发生冲突供应渠道中断，国际油价的大 幅度上升会挑战各行各业的忍耐力。而另一方认为欧洲经济的疲软将带来 需求量的降低，预言油价将会下跌。
h—间隙，N—压力； —复合粗糙度 h R
边界润滑状态，平均润滑膜厚h与 表面的复合粗糙度 的比值λ趋于0(小 于0.4～1)，典型膜厚在1-50nm时，摩 擦表面微凸体接触增多，润滑剂的粘 度对降低摩擦所起作用很小，几乎完 全不起作用，载荷几乎全部通过微凸 体以及边界润滑膜承担。
** 由斯特里贝克曲线可知，润滑类型随着转速、裁荷和润滑剂粘度的变化 而变化，润滑状态可以从一种润滑状态转变到另一种润滑状态。
20世纪中叶，格鲁宾（Грубин）提出了著名的弹性流体动力润滑的计算公 式。
道松（Dowson）郑绪云（Cheng）温诗铸等的进一步发展，使弹性流体动 力润滑理论日趋成熟。
随着科学技术的发展，流体润滑中的紊流、惯性、热效应以及非牛顿流 体润滑等问题也展开了研究。自从1886 年O. Reynolds 在B. Tower的实验基 础上，建立润滑理论以来，流体润滑理论经历了流体润滑（1886）、弹性 流体润滑（1949）、薄膜润滑（1988）与分子润滑（1991）的发展阶段。
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二、润滑的分类
按 润 形滑 态剂 分的 物 质
液体润滑 脂润滑 固体润滑 气体润滑
按
滑 形 态 分
摩 擦 面 间 的
润
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流体润滑 边界润滑 固体润滑流体动力润滑 流体力润滑 弹性流体动力润滑9
三、润滑状态的转化
斯特里贝克(Stribeck)曲线： 德国学者斯特里贝克(Stribeck) 对 滚动轴承与滑动轴承的摩擦进行 了试验，研究运动速度、法向载 荷和润滑剂的粘度等参数与摩擦 系数之间的关系，并将它们间的 关系绘制成一条曲线，称为斯特 里贝克曲线。