摩擦和磨损与润滑学的基本原理
摩擦、磨损与润滑概述
1、摩擦是引起能量损耗的主要原因。
2、摩擦是造成材料失效和材料损耗的主要原因。
3、摩擦学：
关于摩擦、磨损与润滑的学科(Tribology)
4、润滑是减小摩擦和磨损的最有效的手段。
§4-2 摩 擦
一、摩擦的概念：
正压力作用下，相互接触的两物体受切向外力的影 响而发生相对位移，或有相对滑动的趋势时，在接触 表面上就会产生抵抗滑动的阻力－摩擦。
Ff Ar B
Ar Ari A a b
干摩擦理论：
机械理论： 摩擦力是两表面凸峰的机械啮合力的总和。
分子理论： 产生摩擦的原因是表面材料分子间的吸引力作用。
分子-机械理论： 摩擦力是由两表面凸峰的机械啮合力和表
面分子相互吸引力两部分组成。
粘附理论：
阿蒙顿摩擦定律：
第一定律：摩擦力与法向载荷成正比。
R —0.4两粗糙面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。
件上。润滑脂还可以用于简单的密封。
常用的润滑装置
常用润滑装置
一、间歇润滑装置
常用润滑装置
一、间歇润滑装置
常用润滑装置
二、间歇润滑装置
§4-5 流体润滑原理简介
英国的雷诺于1886年继前人观察到的流体动压现象流，体润总滑1 结出流体动压润滑理 论。20世纪50年代普遍应用电子计算机之后，线接触弹性流体动压润滑的理论开 始有所突破。
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4章 磨擦 磨损及润滑
工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)；
润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌号为LAN10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。
二、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。
添加剂的作用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
提高油性、极压性 延长使用寿命 改善物理性能
添加剂的种类
油性添加剂 极压添加剂 分散净化剂 消泡添加剂 抗氧化添加剂 降凝剂 增粘剂
三、润滑方法
润滑油润滑在工程中的应用最普遍，常用的供油方式有： 滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等
具体说明
三、流体静压润滑 流体静压润滑是指借助外部供入的压力油形成的流体膜来承
受外载荷的润滑方式。
具体说明
采用流体静压润滑可在两个静止且平行的摩擦表面间形 成流体膜，其承载能力不依赖于流体粘度，故能用粘度极低 的润滑剂，且既可使摩擦副有较高的承载能力，又可使摩擦 力矩降低。
返回
详细说明
在设计或使用机器时，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。为此就必须对形成磨损的机理有所了 解。
二、磨损的分类
关于磨损机理与分类的见解颇不一致，大体上可概括为：
磨粒磨损 也简称磨损，是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。
疲劳磨损
粘附磨损 运
也称点蚀，是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。 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
《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
液
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
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
力
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
摩擦磨损与润滑课件第一章绪论
表示润滑剂在长期储存和使用过程中抵抗氧 化变质的能力。
05
CATALOGUE
润滑理论简介
润滑理论的发展历程
01
古代润滑理论
古代人类在实践中发现某些物质可以减少摩擦，如油脂、动物脂肪等，
但缺乏科学理论支撑。
02
近代润滑理论
随着工业革命的发展，机械设备的广泛应用，润滑理论逐渐形成。例如
，库伦提出了关于摩擦的定律，奠定了现代摩擦学的基础。
02
CATALOGUE
摩擦现象与原理
摩擦现象的分类
01
02
03
干摩擦
表面之间没有润滑剂，如 金属之间的摩擦。
流体摩擦
表面被润滑剂分开，如滑 轮中的润滑油与金属表面 之间的摩擦。
边界摩擦
表面间有一层极薄的润滑 剂，如滑动轴承中的润滑 油膜与轴颈之间的摩擦。
摩擦产生的原理
表面粗糙度
由于表面微观不平度，实际接触面积 小于名义接触面积，导致实际接触点 承受压力，产生弹性变形和塑性变形 ，从而产生摩擦。
疲劳剥落
由于循环接触应力作用 ，使表面材料发生疲劳
裂纹并剥落。
粘着与撕脱
由于粘着作用，使材料 从一个表面转移到另一 个表面，或从一个表面
撕脱。
腐蚀与磨损
由于腐蚀介质的作用， 使表面材料发生腐蚀并
导致磨损。
04
CATALOGUE
润滑及其作用
润滑剂的种类
润滑油
主要用于液体润滑，如发动机 机油、齿轮油等。
交通运输领域
润滑理论在交通运输领域中涉及汽车、飞机和船舶等交通 工具的发动机润滑、传动系统润滑和液压系统润滑等方面 。
科研领域
润滑理论也是摩擦学、流体力学、材料科学等领域的重要 研究方向之一，对于推动相关学科的发展具有重要意义。
第三章 摩擦、磨损和润滑
适当的润滑是减小摩擦、减轻磨损和降低能量消耗的有效手 段。
第一节 摩 擦
摩擦的种类 1）内摩擦：发生在物质内部，阻碍分子间相对运动的摩擦。 2）外摩擦：当相互接触的两个物体发生相对滑动或有相对滑
在液体摩擦状态下，其摩擦性能取决于流体内部分子之间的 粘滞阻力，故摩擦因数极小(约为0.001～0.008)，是一种理想的 摩擦状态。摩擦规律也已有了根本的变化，与干摩擦完全不同。
四、混合摩擦
当两摩擦表面不能被具有压力的液体层完全分隔开，摩擦表 面间处于既有边界摩擦又有液体摩擦的混合状态称为混合摩擦。
边界膜有两大类：吸附膜和化学反应膜。吸附膜又分为物理 吸附膜与化学吸附膜。
物理吸附膜是由分子引力所 形成的。吸附膜吸附在金属表面 的模型如图2.3.4所示。
化学吸附膜是润滑油分子 以其化学键力作用在金属表面 形成保护膜，它的剪切强度与 抗粘着能力较低，但熔点较高 (约120°C)。所以，能在中等 速度及中等载荷下起润滑作用。
机械零件的磨损过程分为：磨合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损 阶段。
按照磨损失效的机理，磨损主要有四种基本类型，即磨粒磨损、 粘着磨损、接触疲劳磨损和腐蚀磨损。
（1）磨粒磨损 外界进入摩擦表面间的硬质颗粒或摩擦表面上 的硬质凸峰，在摩擦过程中引起表面材料脱落的现象。特征是摩擦表 面沿着滑动方向形成划痕，在一些脆性材料上还会有崩碎和颗粒。
中心值列于表2.3.1。
此外，常用的还有比较法测定粘度，称为条件粘度(或相对粘 度)。我国常用的条件粘度为恩氏粘度，即在规定温度下200cm3的 油样流过恩氏粘度计的小孔(直径2.8 mm)所需时间(s)与同体积的 蒸馏水在20°C下流过相同小孔时间的比值即为该油样的恩氏粘度， 以符号°Et表示，其角标t表示测定时的温度。美国常用赛氏通用 秒(SUS)，英国常用雷氏秒(R)作为条件湿或吸附于金属摩擦表面 形成边界膜的性能称为油性。吸附能力强，则愈有利于边界油膜的 形成，油性愈好。
摩擦学中的磨损和润滑研究
摩擦学中的磨损和润滑研究一、引言摩擦学是研究摩擦、磨损和润滑等问题的一门重要学科，其涉及到材料学、力学、化学、电子学等多个学科领域。
磨损和润滑是摩擦学研究的关键问题，其研究对于提高机械设备的使用寿命、降低能源消耗、提高生产效率等方面具有重要意义。
本文将重点阐述摩擦学中磨损和润滑的研究现状及未来发展方向。
二、磨损与磨损机理磨损是指摩擦双体之间的材料表面损伤和材料的松散、脱落等现象，它会对机械设备的寿命和性能产生严重影响。
磨损机理包括磨粒磨损、微动磨损、疲劳磨损等。
其中磨粒磨损主要是由于磨粒在摩擦过程中撞击表面而造成的局部磨损。
微动磨损是由微观结构上的相对位移和相互接触引起的。
疲劳磨损是由于表面应力加载和循环变化引起的。
三、润滑与润滑机理润滑是指在两个表面之间形成液体或膜层，降低摩擦系数和磨损的现象。
润滑机理主要分为液体润滑、固体润滑和气体润滑。
液体润滑是指在两个表面之间形成液体膜层，减少表面间的接触和摩擦；固体润滑是指添加固体润滑剂，形成在表面上的保护膜层，减少表面间的接触及摩擦；气体润滑是指利用高压气体形成气体薄层，以减少表面间接触，减轻摩擦力和磨损。
四、研究现状1. 磨损研究在磨损方面，目前的研究主要集中在材料的选择和改性上，包括表面改性、材料合成和涂层技术。
表面改性的方法包括化学改性、物理改性和机械改性等。
化学改性主要是通过表面处理等方法，改变材料表面化学性质以提高耐磨性和耐腐蚀性能。
物理改性是利用离子注入、电子束强化等方法改变材料的物理性能；机械改性主要是通过表面处理、高温等方式增强材料的硬度和韧性。
2. 润滑研究在润滑方面，目前的研究主要集中在润滑剂的开发和润滑机理的研究上。
润滑剂的研究主要包括传统的润滑油和润滑脂的改进，以及新型的润滑剂的研究和应用。
润滑机理的研究主要是将摩擦、粘度、黏度、液态密度等多个参数综合考虑，构建一个更为科学合理的润滑理论体系。
五、未来发展方向未来的磨损和润滑研究将更加注重材料的基础性能和提高材料防磨损和润滑性能。
第四章摩擦、磨损及润滑概述§4―1摩擦学发展概况§4―2
机械设计教案（68）第四章 摩擦、磨损及润滑概述大纲要求：了解机械零件的润滑状态；了解机械零件的摩擦与磨损规律；掌握常用润滑 材料和润滑方式；了解常用密封方法和密封件的性能与选用。
（2＋1 学时） 重点内容：机械零件的摩擦状态、磨损规律。
常用润滑油和润滑脂的主要性能指标及选 用原则。
常用润滑方式。
常用密封方法。
常用密封件的性能及选用。
§4―1 摩擦学发展概况Jost 的报告，Tribology诞生，摩擦学研究得到世界各国的广泛重视，成果丰硕。
§4―2 摩擦静摩擦 滚动摩擦摩擦 摩擦 干摩擦动摩擦 滑动摩擦 边界摩擦流体摩擦 混合摩擦边界摩擦 流体摩擦 混合摩擦膜厚比λ≤ 1 λ ＞ 3 1 ≤λ≤ 3F.P.Bowden ,Tabor在 1945年提出摩擦的粘着理论，1963 年又进一步提出修正的粘着 理论。
目前可以解释很多摩擦现象。
边界摩擦理论认为：边界膜 吸附膜 物理吸附膜 （靠润滑油中的极性分子形成――油性）化学吸附膜 （靠润滑油中的化学键结合形成）反应膜（靠润滑油中的 S、P、Cl等与金属表面的化学反应形成――极压性）维持边界膜是相互运动的摩擦表面所必需的，否则将会产生剧烈摩擦。
吸附膜 只在较低温度下存在。
反应膜 只在较高温度下（通常 150 o C～200 o C)才能生成。
反应膜牢固，但有腐蚀性。
添加剂的合理应用 ，见图4－10流体润滑（液体润滑） 动压液体润滑 （滑动轴承中讲述）静压液体润滑§4―3 磨损磨损的一般规律 ，图 4－6 ――磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段 跑合（磨合）的重要性――有合适的磨合期，按一定的规程进行缓慢、逐级加载，并注 意润滑油的清洁，防止磨粒磨损。
磨损按其机理可分为：粘附磨损磨粒磨损机械设计教案（68）疲劳磨损冲蚀磨损（流体磨粒磨损和流体侵蚀磨损）腐蚀磨损（机械化学磨损）§4－3 润滑剂、添加剂和润滑方法（一）润滑剂1．润滑油润滑油的种类润滑油的主要性质指标：⑴ 粘度――表征润滑油流动时的内部阻力。
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。
机械设计中的摩擦磨损和润滑
机械设计中的摩擦磨损和润滑摩擦磨损和润滑是机械设计中的重要方面，这两个因素对机械设备的性能和寿命有着重要影响。
本文将探讨摩擦磨损和润滑在机械设计中的作用和常见应用。
一、摩擦磨损的概念和分类摩擦磨损是指两个物体之间相对运动时由于接触表面之间的摩擦而引起的材料的消耗和表面损伤现象。
摩擦磨损可以分为磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损三种类型。
1. 磨损：磨损是两个物体之间的相对运动导致因摩擦产生的材料表面的剥落，导致机械件的尺寸变化和表面的形貌改变。
2. 疲劳磨损：疲劳磨损是指由于周期性或反复相对运动引起的机械件表面的微裂纹，最终导致疲劳断裂。
3. 腐蚀磨损：腐蚀磨损是在润滑条件不良的情况下，湿润介质中的化学腐蚀作用导致的磨损。
二、机械设计中的摩擦磨损控制方法为了减少机械设备的摩擦磨损，降低机械件的磨损速率，保证设备的正常工作和寿命，需要使用合适的摩擦磨损控制方法。
1. 表面处理：通过表面处理，如材料表面的加工硬化、表面喷涂、镀层和涂层等，可以增加机械件的硬度和降低磨损。
2. 润滑：润滑是减少摩擦磨损的有效方法，通过在接触面上形成润滑膜，可以降低摩擦系数和磨损率。
常见的润滑方式有干润滑、液体润滑和混合润滑等。
3. 选用合适材料：在设计中选择抗磨材料，如高硬度材料、耐磨合金材料等，可以有效减少磨损。
三、润滑在机械设计中的应用润滑在机械设计中起着至关重要的作用，它可以降低机械设备的能量损耗和磨损，提高机械传动效率和使用寿命。
1. 润滑油：润滑油是机械润滑的一种常用方式，润滑油能够在机械件接触面形成润滑膜，降低表面之间的摩擦和磨损。
根据使用条件和要求的不同，可选用润滑油、润滑脂和固体润滑剂等。
2. 润滑系统：润滑系统是机械设计中常见的应用之一，它可以在机械运行过程中持续提供润滑油或润滑脂，并保持一定的油膜厚度，减少磨损，并实时监测润滑状态。
3. 润滑剂选择：在机械设计中，润滑剂的选择十分关键。
根据使用条件和要求，需考虑润滑剂的温度范围、粘度、氧化安定性等特性，以确保润滑剂的良好性能。
第四章-摩擦磨损和润滑概述
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
第04章 摩擦
流体润滑1
流体动力润滑形成的必要条件： 楔形空间； 相对运动（保证流体由大口进入）； 连续不断地供油。
（动画）
流体润滑原理简介
二、弹性流体动力润滑
返回目录
干摩擦特点：摩擦系数一般在f干=0.1数量级，阻力大、 磨损重、发热高、易胶合、寿命短。
前一页
后一页
退 出
2、边界摩擦： 两金属表面间由于润滑油与金属表面的吸附作用， 在金属表面形成极薄的油膜（边界膜）将金属表面隔 开，但高峰部分仍将相互搓削，此时的摩擦称为边界 摩擦。
返回目录
摩擦系数一般在 f边=10-2 数量级，边界膜厚度<1微米。
在规定的加热条件下，润滑脂从标准测量杯的孔口 滴下第一滴时的温度叫润滑脂的滴点。
滴点决了润滑油的工作温度。返 Nhomakorabea目录前一页
后一页
退 出
3、固体润滑剂
如石墨、二硫化钼、氮化硼、石蜡、聚四氟乙烯、 酚醛树脂等。石墨和二硫化相应用最广。 固体润滑剂一般用于不宜使用润滑油和润滑脂的 特殊条件下。此外，它还可以作为润滑油或润滑脂的 添加剂使用，以及与金属或塑料等混合制成自润滑复 合材料使用。 三、添加剂 有时为了改善某些性能还加入一些添加剂，添 加剂可以改变润滑剂的各种性能，起到提高承载能 力、降低摩擦和减少磨损的目的。目前世界各国都 普遍使用加有添加剂的润滑油。
阻力大小。 单位：国际单位： Pa.s（帕.秒） 绝对单位：称为1P（泊）P=0.1Pa.s=100cP(厘泊)
后一页
退 出
② 运动粘度
机械设计基础课件第章摩擦磨损及润滑概述
cSt= 1 mm2/s。
润滑油的牌号就是该润滑油在40C（或100C）时运动粘度
（以厘斯为单位）的平均值。例图2-7 L-AN15。
机械设计基础
第二十七页，编辑于星期五：十一点 三十八分。
或泊的百分之一，即厘泊（cP）。
1 P=0.1 Pa·s
1 cP=0.001 Pa·s
机械设计基础
第二十六页，编辑于星期五：十一点 三十八分。
2）、运动粘度
在工程中，常常将流体的动力粘度与其密度的比值作
为流体的粘度，这一粘度称为运动粘度，常用表示。运
动粘度的表达式为：
运动粘度单位：SI制——m2/s。 C.G.S. 制 ： Stoke ， 简 称 St （ 斯 ） ， 1
到另一个表面，便形成粘附磨损。
机械设计基础
第十七页，编辑于星期五：十一点 三十八分。
❖2、磨粒磨损 也简称磨损。外部进入的硬质颗粒 或摩擦表面上的硬质突出物在较软材料的表面上进行 微切削（犁刨出很多沟纹时被移去的材料）的过程 叫磨粒磨损 。
机械设计基础
第十八页，编辑于星期五：十一点 三十八分。
3、疲劳磨损 也称点蚀，是由于摩擦表面材料 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。
摩擦分类：
微观宏观
§2-1 摩擦
内摩擦 外摩擦
是否相对运动
静摩擦
滑动摩擦
动摩擦 位移形式 滚动摩擦
机械设计基础
第五页，编辑于星期五：十一点 三十八分。
滑动摩擦
干摩擦 边界摩擦 流体摩擦 混合摩擦
边界润滑 流体润滑 混合润滑
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摩擦和磨损与润滑学的基本原理一、摩擦和摩擦的种类1.什么是摩擦？相互接触的物体沿着它们的接触面做相对运动时，会产生阻碍物体相对运动的阻力，这种现象称为摩擦。
这种阻力叫摩擦力。
2.摩擦的种类摩擦的种类很多，因为研究的依据不同，摩擦的分类也不同。
按摩擦副的运动状态分为静摩擦和动摩擦；按摩擦副运动形式分类分为滑动摩擦、滚动摩擦和自旋摩擦；按摩擦发生的部位分类分为内摩擦和外摩擦；按摩擦副表面润滑状况分类分为静摩擦、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦。
本文重点介绍静摩擦、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦（液体摩擦）和混合摩擦。
（1）静摩擦是指摩擦表面没有任何吸附膜或化合物存在时的摩擦。
静金属的摩擦会产生表面粘着。
（2）干摩擦是指在大气条件下，摩擦表面没有任何润滑剂存在的摩擦。
严格说干摩擦是在接触表面上无任何其他介质，如自然污染膜、润滑膜以及湿气等。
干摩擦是消耗动力最多，磨损最严重的一种摩擦。
（3）边界摩擦是指摩擦表面有一层极薄得润滑膜存在时的摩擦。
这层膜称为边界油膜。
（4）流体摩擦是指摩擦表面完全被润滑油膜隔开时的摩擦。
这种摩擦发生在界面的润滑剂膜内，摩擦阻力最小，磨损最小。
（5）混合摩擦——是指属于过渡状态的摩擦，包括半干摩擦和半流体摩擦。
半干摩擦是指同时存在着干摩擦和边界摩擦的混合摩擦。
半流体摩擦是指同时存在着流体摩擦和边界摩擦（或干摩擦）的混合摩擦。
二、磨损和磨损的种类1.什么是磨损？是指两个相互接触的物体发生相对运动时，物体表面的物质不断地转移和损失。
磨损的结果使相对运动的物体表面不断有微料抖落，表面性质、几何尺寸均发生改变。
2.磨损的三个阶段磨损阶段、稳定磨损阶段和急剧磨损阶段3.磨损的种类按磨损的破坏机理，通常把磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种。
（1）粘着磨损由于摩擦表面存在着一定的粗糙度，在压力的作用下，当摩擦表面做相对运动时，在真空接触点上产生瞬时高温，使其表面软化，熔化，甚至相互粘着，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面，这种现象就叫做粘着磨损。
粘着磨损严重时，摩擦副之间咬死，不能再发生相对运动。
（2）磨料磨损外来的硬料介质进入摩擦副，或摩擦副一个表面比另一个表面硬，在较硬表面上存在的微凸体，在摩擦过程中对较软表面犁沟或拉槽，引起表面材料的脱落，这种现象叫做磨料磨损。
磨料磨损是一种最常见的磨损。
（3）腐蚀磨损在摩擦过程中，金属与周围介质发生化学或电化学反应，产生物质损失，这种现象叫做腐蚀磨损。
（4）疲劳磨损两接触面做滚动或滚动滑动复合摩擦时，由于接触时应力的作用，产生重复变形，使材料表面疲劳而产生物质损失，这种现象叫做疲劳磨损。
（5）微动磨损由振幅在10-7 ~10-3mm范围的振动滑动而引起的磨损叫做微动磨损。
三、润滑和润滑的种类1.什么是润滑？在发生相对运动时的各种摩擦副的接触面之间加入润滑剂，从而使两摩擦副之间形成润滑膜，将原来直接接触的干摩擦面分隔开来，变干摩擦为润滑剂分子间的内摩擦，从而减小摩擦，降低磨损，延长机械设备的使用寿命的技术就是润滑。
2.润滑的种类根据润滑状态，润滑可分为流体润滑和边界润滑两种。
（1）流体润滑在摩擦面间有一层具有一定厚度的润滑油膜，把摩擦表面完全隔开，这种润滑状态叫做流体润滑。
它的优点是摩擦阻力小，可以有效地降低磨损，延长机具的使用寿命，是润滑中最理想的状态。
润滑油的粘度越大、摩擦面的相对运动速度越快、摩擦面上负荷越小，就越易形成一定厚度的油膜，也越易形成流体润滑。
但在流体润滑状态时，润滑油的粘度越大，内摩擦力越大，摩擦损失也越大。
（2）边界润滑。
当摩擦副上的负荷很高，运动速度很慢、运动方向和运动速度经常改变、或油温很高时，都会使摩擦面上的油膜越来越薄。
当油膜厚度只有10-6左右时，这种状态下的润滑叫边界润滑。
在边界润滑状态下，摩擦阻力要比液体润滑大得多。
这层边界油膜的牢固程度几乎和润滑油的粘度无关，而取决于向润滑油中加入的化合物的活性。
对在高温、高压下的边界润滑，习惯上称为极压润滑。
第二章润滑剂基础知识一、润滑剂的组成润滑油一般有基础油和添加剂两部分组成。
基础油是润滑剂的主要成分，决定着润滑剂的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是润滑剂的重要组成部分。
（一）基础油1.基础油的分类（1）通用润滑油基础油的分类通用润滑油基础油按饱和含量和粘度指数的高低分三类共七个品种，其中I类分为MVI,HVI,HVIS,HVIW四个品种；II类分为HVIH,HVIP两个品种；III类只设VHVI一个品种。
详见表一(2)代号说明“VI”表示“粘度指数”；“MVI”表示“中粘度指数I类基础油”；“HVI”表示“高粘度指数I类基础油”；“HVIS”表示“高粘度指数深度精制I类基础油“；“HVIW”表示“高粘度指数低凝I类基础油”；“HVIH”表示“高粘度指数加氢II类基础油”；“HVIP”表示“高粘度指数优质加氢II类基础油”；“VHVI”表示“很高粘度指数加氢III类基础油”；“BS”表示光亮油。
2.基础油的粘度等级牌号的划分本标准中I类基础油粘度等级牌号按赛氏通用粘度来划分，其数值为某粘度等级基础油运动粘度所对应的赛氏通用粘度整数的近似值。
粘度等级以40℃赛氏通用粘度[秒（S）]表示的牌号有150，200，300，400，500，600，650，750；粘度等级以100℃赛氏通用粘度[秒（S）]表示的牌号有90BS,120BS,150BS。
本标准II类、III类基础油粘度等级以100℃运动粘度中心值来表示。
具体粘度牌号见表2(二)添加剂1.什么叫添加剂？为了适应越来越苛刻的使用条件，单纯靠基础油生产的润滑油难以满足要求，必须加入少量的化学物质来提高润滑油的性能。
这种为了改善、提高基础油的性能或为基础油增加新的性能而加入的化学物质，称为润滑油添加剂。
2.润滑油添加剂的分组润滑油添加剂的分组3.添加剂的符号代表的意义例1:T101,其中“T”代表是有添加剂，“1”代表组别，即清净分散剂，“01”代表牌号，即低碳值石油磺酸钙。
例2：T1001，其中“T”表示石油添加剂，“10”代表组别，即抗乳化剂，“01”代表牌号，即胺与环氧化物缩合物舜能逃出合金润滑油的基础油为进口基础油，韩国双龙和台湾台塑，添加剂为雅富顿和润英联。
二、润滑剂的基本作用润滑剂的作用很多，但其主要有：润滑减膜作用；冷却降温作用；密封防漏作用；防腐防锈作用；清净分散作用；缓冲减震作用；传递动力作用等。
1、润滑减摩，降低摩擦阻力以节约能源，减少磨损以延长机械寿命，提高经济效益。
2、冷却降温，要求随时将摩擦热排出机外。
3、密封防漏，要求防泄漏、防尘、防窜气；4、抗腐防锈，要求保护摩擦表面不受油变质或外来侵蚀；5、清净分散，要求把摩擦面积垢清洗排除；6、缓冲减震，分散负荷、缓和冲击及减震；7、传递动力，液压系统无级变速等。
三、润滑剂常见的理化性能项目1.粘度粘度表示流体物质内部阻力的量度，是液体受外力作用而发生流动时，分子间内摩擦力作用的表现。
内摩擦力大，则流动性差，液体的粘度就大。
反之，内摩擦力小，则流动性差，液体的粘度就小。
粘度的表示方法有动力粘度、运动粘度、恩氏粘度、雷氏粘度和赛氏粘度五种。
实际应用中，一般采用运动粘度。
运动粘度是同温度下液体的动力粘度与其密度的比值，计量单位为mm2/s。
粘度代表的意义是：（1）大多数润滑油是根据粘度划分牌号的（2）是润滑油的重要理化指标（3）是工艺设计的主要参考数据之一（4）是判断润滑油是否变质的重要依据2.粘度指数是表示油品粘度随温度变化这个特征的一个约定量值，粘度指数越高，表示油品随温度变化越小，粘温性能越好。
3.密度和相对密度密度是指在规定温度下，单位体积内所含物质的质量，单位为g/m3 或kg/m3.规定我们标准密度石油产品在标准温度（20℃）下的密度叫相对密度相对密度亦称比重，是指标准密度与纯水在4℃的密度之比值，符号为d.测定密度的意义：（1）密度可以近似地判断油品的化学组成。
如含烷烃多的油品其密度比含环烷烃和芳香烃多的油品小，含胶质和沥青质多的油品，其密度就大。
（2）在油品储存和运输过程中，用来计算油品的体积和重量。
（3）根据密度可初步判断油品的品种，如内燃机油的密度约为0.85—0.90g/cm3。
（4）从密度的测定变化中，可以了解油品质量变化的情况。
4.闪点在规定的条件下，石油产品加热到它的蒸汽与火焰接触闪火时的最低温度叫闪点。
闪点分为开口闪点和闭口闪点两种。
燃料和轻质润滑油测定测定闭口闪点，重质润滑油测定开口闪点。
闪点代表的意义：（1）闪点越低，油品馏分的组成越轻，反之，油品馏分的组成就越重。
（2）判断油品发生火灾的危险性。
（3）判断油品蒸发的倾向。
（4）判断油品是否变质。
例如：润滑油在使用中其闪点显著下降，可能是被轻油稀释等。
5.机械杂质机械杂质是指油品种不溶于规定溶剂的物质，以重量百分数表示。
6.水分水分表示油品种含水量多少，用重力百分数表示。
水分的测定按GB/T260标准方法进行。
一定量的试样与无水溶剂混合，进行蒸馏，测定其水分含量。
若水分含量小于0.03%，则认为是痕迹。
若没有水分时，认为是无。
7.低温动力粘度低温动力粘度即表示该条件下润滑油的内摩擦力，他是预示发动机在低温条件下能否顺利启动的粘度指标，该年度以冷启动模拟机（CCS）测试，在不同的低温下测出的粘度值，该粘度值越小，说明机油的低温流动性越好，冷启动效果越好。
8.抗氧化安定性抗氧化安定性是指润滑油抵抗氧气的氧化作用而保持其性质不发生永久性变化的能力。
9.酸值酸值是指中和1G油品种的酸性物质所需的KOH(氢氧化钾)的毫克数。
10.滴点滴点是指润滑脂在规定的加热条件下，从滴点测定仪的脂杯中滴出第一滴液体时的最低温度，代表润滑脂的耐热性能。
11.抗泡沫型和空气释放值润滑油在使用过程中要经受剧烈的搅动，如果密封不严，就会使空气储存在油品种，形成气泡。
较大的气泡能迅速上升到油品表面，而较小的气派则上升速度较慢，这种小气泡称为雾沫空气。
较大的气泡表现为油品的泡沫性，用油品的发泡趋势和泡沫稳定性测定。
较小的气泡表现为油品的空气释放性，用空气释放值表示。
12.抗乳化性润滑油的抗乳化性是指油品与水混合乳化后，油品与水分离开来的性能。
油水分离越快，代表油品抗乳化性越好。
测定乳化性的意义是（1）润滑油乳化后降低润滑性能，并使润滑系统生锈，而且乳化后的润滑油很难保持其原来的性质。
（2）汽轮机油一定要有良好的抗乳化性，破乳化时间要短，否则，水进入汽轮机系统后，形成的乳化液会影响设备正常运行，甚至损坏设备。
四、润滑剂的分类为了与国际标准相一致，参照采用国际ISO/DIS8681-1985,我国制定了GB498-87石油产品及润滑剂的总分类及GB7631.1-87润滑剂和有关产品（L类）的分类等几个国际标准。