第3章 摩擦、磨損與潤滑概述

第3章摩擦、磨損與潤滑概述3.1摩擦3.2磨損3.3潤滑劑、添加劑和潤滑方法3.4

流體潤滑原理簡介3.1摩擦一、概述世界上使用的能源大約有1/3~1/2消耗于摩擦。機(jī)械產(chǎn)品的易損零件大部分是由于磨損超過限度而報(bào)廢和更換的。關(guān)于摩擦、磨損與潤滑的學(xué)科構(gòu)成了摩擦學(xué)(Tribology)。

摩擦是相對運(yùn)動的物體表面間的相互阻礙作用；

磨損是由于摩擦而造成的物體表面材料的損失或轉(zhuǎn)移；

潤滑是減輕摩擦和磨損所應(yīng)采取的措施。3.1摩擦二、４種滑動摩擦狀態(tài)干摩擦邊界摩擦１.干摩擦：表面間無任何潤滑劑或保護(hù)膜的純金屬接觸時(shí)的摩擦。２.邊界摩擦：吸附在摩擦表面的邊界膜(物理吸附膜或化學(xué)反應(yīng)膜)的摩擦。3.1摩擦二、４種滑動摩擦狀態(tài)流體摩擦混合摩擦４．混合摩擦：摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)?；旌夏Σ聊苡行Ы档湍Σ磷枇?，摩擦系數(shù)比邊界摩擦?xí)r要小得多。３．流體摩擦：摩擦表面被流體膜隔開，流體內(nèi)部分子間粘性阻力的摩擦。流體摩擦?xí)r的摩擦系數(shù)最小，且不會有磨損產(chǎn)生，是理想的摩擦狀態(tài)。邊界摩擦和混合摩擦，統(tǒng)稱為不完全液體摩擦。3.2磨損零件的磨損過程可分為三個階段，即：磨合階段新零件開始使用的這一階段，磨損率較高。穩(wěn)定磨損階段屬于零件正常工作階段，磨損率穩(wěn)定且較低。劇烈磨損階段屬于零件即將報(bào)廢的階段，磨損率急劇升高。3.2磨損磨粒磨損

簡稱磨損，是外部進(jìn)入摩擦表面的游離硬顆?；蛴驳妮喞寮馑鸬哪p。沖蝕磨損流體中所夾帶的硬質(zhì)物質(zhì)或顆粒，在流體沖擊力作用下在摩擦表面引起的磨損。微動磨損是指摩擦副在微幅運(yùn)動時(shí)，由上述各磨損機(jī)理共同形成的復(fù)合磨損。微幅運(yùn)動可理解為不足以使磨粒脫離摩擦副的相對運(yùn)動。粘附磨損也稱膠合，摩擦表面的輪廓峰在相互作用的各點(diǎn)處由于瞬時(shí)的溫升和壓力發(fā)生“冷焊”，在相對運(yùn)動時(shí)，材料從一個表面遷移到另一個表面，形成粘附磨損。疲勞磨損也稱點(diǎn)蝕，是由于摩擦表面材料微體積在交變摩擦力作用下，反復(fù)變形所產(chǎn)生的材料疲勞所引起的磨損。

磨損機(jī)理與分類，大體上可概括為：腐蝕磨損

摩擦表面材料在環(huán)境的化學(xué)或電化學(xué)作用下引起腐蝕，在摩擦副相對運(yùn)動時(shí)所產(chǎn)生的磨損即為腐蝕磨損。3.2磨損磨粒磨損/磨削疲勞磨損/疲勞點(diǎn)蝕粘著磨損沖蝕磨損腐蝕磨損-電化學(xué)作用微動磨損形成表面微峰或外界硬質(zhì)顆粒進(jìn)入摩擦面。接觸應(yīng)力反復(fù)作用。如軸承、齒輪。邊界摩擦，載荷大，速度高，邊界膜破壞，表面尖峰接觸。一定速度的硬質(zhì)微粒反復(fù)作用，表面受法向力及切向力。如水輪機(jī)葉片。空氣中的酸、潤滑油中的無機(jī)酸產(chǎn)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用。小振幅、大頻率、點(diǎn)或線接觸?，F(xiàn)象表面劃傷或犁溝現(xiàn)象。表層金屬剝落，形成點(diǎn)蝕凹坑。形成材料轉(zhuǎn)移。表面疲勞，材料損失。表面腐蝕并磨損。磨損面積小。影響因素環(huán)境，表面硬度、粗糙度。表面硬度、粗糙度，潤滑油粘度。材料硬度，表面粗糙度，載荷、速度、溫度，不同材料配副。材料硬度環(huán)境、潤滑油的腐蝕性。載荷。3.3潤滑劑、添加劑和潤滑方法一、潤滑劑

潤滑油：動植物油、礦物油、合成油、各種乳劑。粘度有很多，如：動力粘度η、運(yùn)動粘度ν、條件粘度ηE等。潤滑油的牌號與運(yùn)動粘度有一定的對應(yīng)關(guān)系，如：牌號為L-AN10的油在40℃時(shí)的運(yùn)動粘度大約為10cSt。粘度—是潤滑油的主要質(zhì)量指標(biāo)，粘度值越高，油越稠，反之越??；粘度可定性地用來描述潤滑油的流動阻力。油性—極性分子與金屬表面形成吸附形成邊界油膜的能力。（低速重載或潤滑不良）氧化穩(wěn)定性—氧化生成硫、氯、磷的酸性化合物的性能。極壓性—加入有機(jī)極性化合物后形成化學(xué)反應(yīng)邊界膜的性能。（低速重載及高溫）凝點(diǎn)—不能再自由流動時(shí)所達(dá)到的最高溫度。

閃點(diǎn)—加熱所蒸發(fā)出的油氣遇到火焰能發(fā)出閃光時(shí)的最低溫度。（工作溫度低30-400）3.3潤滑劑、添加劑和潤滑方法一、潤滑劑

潤滑脂

固體潤滑劑潤滑脂的主要質(zhì)量指標(biāo)是：滴點(diǎn)—決定工作溫度。（標(biāo)準(zhǔn)測量杯，工作溫度至少應(yīng)低于200。）：潤滑油+稠化劑（如鈣、鋰、鈉的金屬皂）：石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯等。錐入度—反映其稠度大小。（內(nèi)阻力，流動性。）牌號—錐入度的等級。

氣體潤滑劑：任何氣體，常用空氣，氣體軸承。3.3潤滑劑、添加劑和潤滑方法提高油性、極壓性延長使用壽命推遲老化改善物理性能添加劑的作用油性添加劑極壓添加劑分散凈化劑消泡添加劑抗氧化添加劑降凝劑增粘劑添加劑的種類

為了提高油的品質(zhì)和性能，常在潤滑油或潤滑脂中加入一些分量雖小但對潤滑劑性能改善起巨大作用的物質(zhì)。二、添加劑3.3潤滑劑、添加劑和潤滑方法潤滑油潤滑在工程中的應(yīng)用最普遍，常用的供油方式有：(間歇式，連續(xù)式)滴油潤滑、浸油潤滑、飛濺潤滑、噴油潤滑、油霧潤滑等

用于低速用于高速

油脂潤滑常用于運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低的場合，將潤滑脂涂抹于需潤滑的零件上。潤滑脂還可以用于簡單的密封。三、潤滑方法浸油與飛濺潤滑噴油潤滑3.3潤滑劑、添加劑和潤滑方法三、潤滑方法常用的潤滑裝置3.3潤滑劑、添加劑和潤滑方法三、潤滑方法常用的潤滑裝置3.3潤滑劑、添加劑和潤滑方法三、潤滑方法常用的潤滑裝置3.4流體潤滑原理簡介一、流體動力潤滑壓力流：進(jìn)入楔形間隙的過剩油量，被擠壓，產(chǎn)生一種因壓力而引起的流動。楔效應(yīng)：具有一定粘性的流體流入楔形收斂間隙而產(chǎn)生的壓力的效應(yīng)。3.4流體潤滑原理簡介二、彈性流體動力潤滑高副接觸中，兩摩擦表面間接觸壓力很大，摩擦表面會出現(xiàn)不能忽略的局部彈性變形。壓力較高，潤滑劑的粘度也會發(fā)生變化。求解油膜壓力分布、潤滑膜厚度分布等問題時(shí)，必須考慮：

1）摩擦表面的局部彈性變形；