第2章摩擦磨損潤(rùn)滑概述課件

§2.1摩擦與磨損§2.2潤(rùn)滑§2.3密封裝置2.1摩擦與磨損摩擦是機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不可避免的物理現(xiàn)象。世界上1/3~1/2的能源消耗在摩擦上，各種機(jī)械零件因磨損失效的也占全部失效零件的一半以上。磨損是摩擦的結(jié)果，潤(rùn)滑則是減少摩擦和磨損的有力措施。2.1.1摩擦及其分類兩物體接觸區(qū)產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)并消耗能量的現(xiàn)象，稱為摩擦。有些情況下卻要利用摩擦工作，如帶傳動(dòng)，摩擦制動(dòng)器等。2.1摩擦與磨損1.干摩擦兩物體的滑動(dòng)表面為無任何潤(rùn)滑劑或保護(hù)膜的純金屬。2.液體摩擦兩摩擦表面不直接接觸，被油膜隔開。根據(jù)摩擦副表面間的潤(rùn)滑狀態(tài)將摩擦狀態(tài)分為四種：2.1摩擦與磨損2.1.2磨損及其過程運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦將導(dǎo)致零件表面材料的逐漸損失，這種現(xiàn)象稱為磨損。單位時(shí)間內(nèi)材料的磨損量稱為磨損率。工程上常利用磨損的原理來減小零件表面的粗糙度，如磨削、研磨、拋光、跑合等。3.邊界摩擦兩摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開。4.混合摩擦處于摩擦、液體摩擦與邊界摩擦的混合狀態(tài)。2.1摩擦與磨損磨損過程大致可分為以下三個(gè)階段：1.跑合（磨合）磨損階段2.穩(wěn)定磨損階段3.劇烈磨損階段此階段的特征是磨損速度及磨損率都急劇增大。在跑合階段結(jié)束后應(yīng)清洗零件，更換潤(rùn)滑油。2.1摩擦與磨損1.磨粒磨損由于摩擦表面上的硬質(zhì)突出物或從外部進(jìn)入摩擦表面的硬質(zhì)顆粒，對(duì)摩擦表面起到切削或刮擦作用，從而引起表層材料脫落的現(xiàn)象，稱為磨粒磨損。減輕磨粒磨損：滿足潤(rùn)滑條件，合理地選擇摩擦副的材料、降低表面粗糙度值以及加裝防護(hù)密封裝置等。2.1.3磨損分類按照磨損的機(jī)理以及零件表面磨損狀態(tài)的不同把磨損分為：2.粘著磨損粘著作用引起的磨損，稱為粘著磨損。粘著磨損按程度不同可分為五級(jí)：輕微磨損、涂抹、擦傷、撕脫、咬死。涂抹、擦傷、撕脫又稱為膠合，往往發(fā)生于高速、重載的場(chǎng)合。合理地選擇配對(duì)材料，采用表面處理，限制摩擦表面的溫度，控制壓強(qiáng)及采用含有油性極壓添加劑的潤(rùn)滑劑等，都可減輕粘著磨損。2.1摩擦與磨損2.1摩擦與磨損3.疲勞磨損（點(diǎn)蝕）兩摩擦表面為點(diǎn)或線接觸時(shí)，由于局部的彈性變形形成了小的接觸區(qū)。這些小的接觸區(qū)形成的摩擦副如果受變化接觸應(yīng)力的作用，則在其反復(fù)作用下，表層將產(chǎn)生裂紋。合理地選擇材料及材料的硬度，選擇粘度高的潤(rùn)滑油，加入極壓添加劑或及減小摩擦面的粗糙度值等，可以提抗疲勞磨損的能力。4.腐蝕磨損在摩擦過程中，摩擦面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生物質(zhì)損失的現(xiàn)象，稱為腐蝕磨損。實(shí)際上大多數(shù)磨損是以上述四種磨損形式的復(fù)合形式出現(xiàn)的。2.2潤(rùn)滑潤(rùn)滑的主要作用是:減小摩擦系數(shù),提高機(jī)械效率;減輕磨損,延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命。冷卻、防塵以及吸振等作用。2.2.1潤(rùn)滑劑的性能與選擇1.潤(rùn)滑油主要有礦物油、合成油、動(dòng)植物油等，其中應(yīng)用最廣泛的為礦物油。粘度的大小表示了液體流動(dòng)時(shí)其內(nèi)摩擦阻力的大小，粘度愈大，內(nèi)摩擦阻力就愈大，液體的流動(dòng)性就愈差。2.2潤(rùn)滑2.2潤(rùn)滑粘度可用動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、條件粘度（恩氏粘度）等表示。我國(guó)的石油產(chǎn)品常用運(yùn)動(dòng)粘度來標(biāo)定。（1）動(dòng)力粘度（2）運(yùn)動(dòng)粘度η為動(dòng)力粘度，單位為Pa?s；為密度，單位為。ν

為運(yùn)動(dòng)粘度，單位為。1的液體，其上下表面發(fā)生相對(duì)速度為1m/s的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所需切向力為1N。相同溫度下2.2潤(rùn)滑一般潤(rùn)滑油的牌號(hào)就是該潤(rùn)滑油在40C（或100C）時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度（以為單位）的平均值。（3）條件粘度：在規(guī)定溫度下從恩氏粘度計(jì)流出200ml樣品與蒸餾水所需時(shí)間比。以表示恩氏粘度（即為條件粘度）。運(yùn)動(dòng)粘度和恩氏粘度之間可通過下式進(jìn)行換算：當(dāng)1.35≤E≤3.2時(shí)當(dāng)E>3.2時(shí)2.2潤(rùn)滑粘度隨溫度的升高而降低。粘度隨壓強(qiáng)的升高而加大，但當(dāng)壓強(qiáng)小于20MPa時(shí)，其影響甚小，可不予考慮。溫度↑→粘度↓→潤(rùn)滑效果↓2.2潤(rùn)滑2.2潤(rùn)滑續(xù)表2.潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑脂是在潤(rùn)滑油中加入稠化劑(如鈣、鈉、鋰等金屬皂基）而形成的脂狀潤(rùn)滑劑，又稱為黃油或干油。潤(rùn)滑脂的流動(dòng)性小，不易流失，所以密封簡(jiǎn)單，不需經(jīng)常補(bǔ)充。潤(rùn)滑脂對(duì)載荷和速度變化不是很敏感，有較大的適應(yīng)范圍，但因其摩擦損耗較大，機(jī)械效率較低，故不宜用于高速傳動(dòng)的場(chǎng)合。2.2潤(rùn)滑(1)滴點(diǎn)是指潤(rùn)滑脂受熱后從標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量杯的孔口滴下第一滴油時(shí)的溫度。選擇潤(rùn)滑脂時(shí)應(yīng)使其最高工作溫度低于滴點(diǎn)15℃～20℃。(2)錐入度即潤(rùn)滑脂的稠度。目前使用最多的是鈣基潤(rùn)滑脂，其耐水性強(qiáng)，但耐熱性差；納基潤(rùn)滑脂的耐熱性好，但耐水性差；鋰基潤(rùn)滑脂的耐水和耐熱性均良好。2.2潤(rùn)滑用固體粉末代替潤(rùn)滑油膜的潤(rùn)滑，稱為固體潤(rùn)滑。最常見的固體潤(rùn)滑劑有石墨、二硫化鉬、二硫化鎢、聚四氟乙烯等。固體潤(rùn)滑劑耐高溫、高壓，因此適用于速度低、載荷特重或溫度很高、很低的特殊條件下及不允許有油、脂污染的場(chǎng)合。3.固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑選用的基本原則是：在低速、重載、高溫、間隙大的情況下，應(yīng)選用粘度較大的潤(rùn)滑油；而在高速、輕載、低溫、間隙小的情況下應(yīng)選粘度較小的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑脂主要用于速度低、載荷大、不需經(jīng)常加油、使用要求不高或灰塵較多的場(chǎng)合。氣體、固體潤(rùn)滑劑主要用于高溫、高壓、防止污染等一般潤(rùn)滑劑不能適用的場(chǎng)合。2.2潤(rùn)滑5.潤(rùn)滑劑的選用2.2.2潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑，主要集中在傳動(dòng)件和支承件上。油潤(rùn)滑的方法大概有四種：集中潤(rùn)滑或分散潤(rùn)滑連續(xù)潤(rùn)滑或間歇潤(rùn)滑壓力潤(rùn)滑或無壓力潤(rùn)滑循環(huán)式潤(rùn)滑或非循環(huán)式潤(rùn)滑。2.2潤(rùn)滑潤(rùn)滑方法潤(rùn)滑油潤(rùn)滑在工程中的應(yīng)用最普遍，常用的供油方式有：滴油潤(rùn)滑、浸油潤(rùn)滑、飛濺潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑等

用于低速 用于高速

油脂潤(rùn)滑常用于運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低的場(chǎng)合，將潤(rùn)滑脂涂抹于需潤(rùn)滑的零件上。潤(rùn)滑脂還可以用于簡(jiǎn)單的密封。潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置常用的潤(rùn)滑裝置浸油與飛濺潤(rùn)滑噴油潤(rùn)滑潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置1.油潤(rùn)滑裝置

1）.手工給油裝置 由操作工使用油壺或油槍向潤(rùn)滑點(diǎn)的油孔，油嘴及油杯加油稱為手工給油潤(rùn)滑，主要用于低速、輕載和間歇工作的滑動(dòng)面、開式齒輪、鏈條以及其他單個(gè)摩擦副。加油量依靠工人感覺與經(jīng)驗(yàn)加以控制。２）.滴油潤(rùn)滑 滴油潤(rùn)滑主要使用油杯向潤(rùn)滑點(diǎn)供油。常用的油杯有：針閥式注油杯、壓力作用滴油油杯等。油杯多用鋁或鋁合金等輕金屬制成骨架，杯壁的檢查孔多用透明的塑料或玻璃制造，以便觀察其內(nèi)部油位。

３）.油繩和油墊潤(rùn)滑 油繩和油墊潤(rùn)滑方法是將油繩、氈墊等浸在潤(rùn)滑油中，應(yīng)用虹吸管和毛細(xì)管作用吸油。所使用油的粘度應(yīng)低些。油繩和油墊等具有一定過濾作用，可保持油的清潔。油墊潤(rùn)滑一般應(yīng)用于加油有困難或不易接近的軸承，但所潤(rùn)滑的表面的速度不宜過高。油墊從專用的儲(chǔ)油槽中吸進(jìn)潤(rùn)滑油經(jīng)供給與它相接觸的軸頸。油墊主要應(yīng)用粗毛氈制造，使用時(shí)應(yīng)定期清洗并加以烘干，然后重新裝配使用。潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置４）.油環(huán)或油鏈潤(rùn)滑 油環(huán)或油鏈潤(rùn)滑只能用于水平安裝的軸，在軸上掛一油環(huán)，環(huán)的下部浸在油池內(nèi)，利用軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，把油環(huán)帶著旋轉(zhuǎn)，將潤(rùn)滑油帶到軸頸上，再在軸頸的表面流散到各潤(rùn)滑點(diǎn)。需要注意轉(zhuǎn)軸應(yīng)無沖擊振動(dòng)，轉(zhuǎn)速不易過高。潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置５）.油浴和飛濺潤(rùn)滑 油浴和飛濺潤(rùn)滑主要用于閉式齒輪箱、鏈條和內(nèi)燃機(jī)等。一般利用高速（不高于１２．５ｍ／ｓ）旋轉(zhuǎn)的機(jī)件從專門設(shè)計(jì)的油池中將油帶到附近的潤(rùn)滑點(diǎn)。有時(shí)在軸上設(shè)置帶油的輪子把油帶到軸頸上。飛濺潤(rùn)滑所用油池應(yīng)裝設(shè)油標(biāo)，油池的油位深度應(yīng)保持最低具輪被淹沒２～３個(gè)齒高。為了便于散熱，最好在密閉的齒輪箱上設(shè)置通風(fēng)孔以加強(qiáng)箱內(nèi)外空氣的對(duì)流。6）.噴油潤(rùn)滑 噴油潤(rùn)滑是指將潤(rùn)滑油用噴射閥向潤(rùn)滑點(diǎn)噴射的潤(rùn)滑方式。應(yīng)用在回轉(zhuǎn)體的圓周速度超過12M/S時(shí)7）.油霧潤(rùn)滑裝置 利用壓縮空氣將油霧化，在用噴嘴噴射到所潤(rùn)滑的表面。用于高速的滾動(dòng)軸承及密封的齒輪和鏈條等。潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置2.潤(rùn)滑脂裝置1）手工潤(rùn)滑裝置 主要利用脂槍把脂從注油孔注入或用手手工填入潤(rùn)滑部位。2）滴下潤(rùn)滑裝置 將脂裝脂杯里向潤(rùn)滑部位滴下潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑。3）集中潤(rùn)滑裝置 有脂泵將脂罐里的脂輸送到各管道，再定時(shí)定量的分送到各潤(rùn)滑點(diǎn)上。潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置2.3密封裝置2.3密封裝置一、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封裝置1.密封圈密封裝置1）O形：用于轉(zhuǎn)速不高的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)2.3密封裝置2）J形、U形：使用時(shí)開口面向密封介質(zhì)，可單獨(dú)使用，成對(duì)使用效果更好。3）氈圈：斷面一般為矩形，使用時(shí)在端蓋上開梯形槽。其密封效果較差，主要起防塵的作用，一般用于低速脂潤(rùn)滑處。2.3密封裝置2.端面密封（機(jī)械密封）裝置常用于高速、高壓、高溫、低溫或腐蝕介質(zhì)工作條件下的回轉(zhuǎn)軸，以及要求密封性能可靠、對(duì)軸無損傷、壽命長(zhǎng)、功率損耗小的機(jī)器中。已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，需要較高的加工精度。1—?jiǎng)迎h(huán)，隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)2—靜環(huán)，固定于機(jī)座端蓋3—彈簧2.3密封裝置3.曲路密封（迷宮式密封）裝置非接觸式密封，由旋轉(zhuǎn)的和固定的密封件之間拼合成的曲折縫隙所形成，縫隙處可填充潤(rùn)滑脂