摩擦磨損潤滑概述（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件）

§2.1摩擦與磨損§2.2潤滑§2.3密封裝置第2章摩擦、磨損及潤滑概述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，摩擦制動器等。摩擦的種類內(nèi)摩擦：在物質(zhì)的內(nèi)部發(fā)生的阻礙分子之間相對運(yùn)動的現(xiàn)象。外摩擦：在相對運(yùn)動的物體表面間發(fā)生的相互阻礙作用現(xiàn)象。

靜摩擦：僅有相對運(yùn)動趨勢時的摩擦。動摩擦：在相對運(yùn)動進(jìn)行中的摩擦。滑動摩擦：物體表面間的運(yùn)動形式是相對滑動。滾動摩擦：物體表面間的運(yùn)動形式是相對滾動。2.1摩擦與磨損1.干摩擦兩物體的滑動表面為無任何潤滑劑或保護(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，其摩擦性質(zhì)取決于邊界膜和表面的吸附性能時的摩擦。根據(jù)摩擦副表面間的潤滑狀態(tài)將摩擦狀態(tài)分為四種：2.1摩擦與磨損3.邊界摩擦兩摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開，由于邊界膜特別薄，所以不能完全避免金屬的直接接觸。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)。4.混合摩擦處于摩擦、液體摩擦與邊界摩擦的混合狀態(tài)?；旌夏Σ聊苡行Ы档湍Σ磷枇Γ淠Σ料禂?shù)比邊界摩擦?xí)r要小得多。2.1摩擦與磨損2.1.2

磨損及其過程

運(yùn)動副之間的摩擦將導(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。2.1摩擦與磨損磨損過程大致可分為以下三個階段：1.跑合（磨合）磨損階段2.穩(wěn)定磨損階段3.劇烈磨損階段劇烈磨損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：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、重載的場合。

合理地選擇配對材料，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，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。潤滑是減小摩擦、減小磨損的最有效的方法。合理選擇摩擦副材料：選擇異種金屬、多相金屬、脆性材料。進(jìn)行表面處理：熱處理（表面淬火等）、化學(xué)處理（表面滲碳、氮化等）、噴涂、鍍層。注意控制摩擦副的工作條件：控制最大許用壓強(qiáng)。限制摩擦表面的溫升。

2.1摩擦與磨損2.1.3

減小磨損的主要方法2.2潤滑潤滑的主要作用：減小摩擦系數(shù)，提高機(jī)械效率；減輕磨損,延長機(jī)械的使用壽命。還可起到冷卻、防塵以及吸振等作用。潤滑定義:在相互接觸、相對運(yùn)動的兩固體摩擦表面間，引入潤滑劑（流體或固體等物質(zhì)），將摩擦表面分開的方法。干摩擦：在物質(zhì)的內(nèi)部發(fā)生的阻礙分子之間相對運(yùn)動的現(xiàn)象。流體潤滑：指使用的潤滑劑為流體。邊界潤滑：是由液體摩擦過渡到干摩擦過程之前的臨界狀態(tài)。是不光滑表面之間，發(fā)生部分表面接觸的潤滑狀況。潤滑分類潤滑膜在摩擦副表面的潤滑狀態(tài)氣體潤滑：空氣、氮?dú)?、氦氣和某些惰行氣體潤滑。液體潤滑：礦物油、動植物油、合成油、水等。固體潤滑：石墨、二硫化鋁等。半流體潤滑：動植物脂、礦物質(zhì)、合成脂等潤滑劑的物質(zhì)形態(tài)潤滑分類液體(氣體)動力潤滑：借摩擦副和流體膜相對運(yùn)動而形成壓力膜承受載荷。液體(氣體)靜壓潤滑：靠外力提供一定壓力的流體，形成壓力流體膜承受載荷，使兩個相對運(yùn)動物質(zhì)摩擦表面隔開。摩擦表面形成壓力膜條件氣體潤滑：空氣、氮?dú)?、氦氣和某些惰行氣體潤滑。液體潤滑：礦物油、動植物油、合成油、水等。固體潤滑：石墨、二硫化鋁等。半流體潤滑：動植物脂、礦物質(zhì)、合成脂等潤滑劑的物質(zhì)形態(tài)潤滑分類液體(氣體)動力潤滑：借摩擦副和流體膜相對運(yùn)動而形成壓力膜承受載荷。液體(氣體)靜壓潤滑：靠外力提供一定壓力的流體，形成壓力流體膜承受載荷，使兩個相對運(yùn)動物質(zhì)摩擦表面隔開。摩擦表面形成壓力膜條件礦物油：由石油提煉而成，主要成分是碳?xì)浠衔锊⒑懈鞣N不同的添加劑。。合成油：用有機(jī)合成的方法制得的具有一定特點(diǎn)結(jié)構(gòu)與性能的潤滑油。水基潤滑油：兩不相溶的液體經(jīng)過處理，使液體的一方以微細(xì)粒子分散懸浮在另一方液體中。潤滑脂：在潤滑油中加入稠化劑(如鈣、鈉、鋰等金屬皂基）而形成的黏稠半流體散狀物質(zhì)，又稱為黃油或干油。固體潤滑劑：粉末狀或薄膜狀的固體物質(zhì)。潤滑劑的物質(zhì)形態(tài)潤滑劑分類2.2.1潤滑劑的分類2.2.1潤滑劑的主要性能指標(biāo)

黏度的大小表示了液體流動時其內(nèi)摩擦阻力的大小，黏度愈大，內(nèi)摩擦阻力就愈大，液體的流動性就愈差。2.2潤滑1黏度2.2潤滑

粘度可用動力粘度、運(yùn)動粘度、條件粘度（恩氏粘度）等表示。我國的石油產(chǎn)品常用運(yùn)動粘度來標(biāo)定。（1）動力粘度（2）運(yùn)動粘度η為動力粘度，單位為Pa?s；為密度，單位為。ν

為運(yùn)動粘度，單位為。2.2潤滑

一般潤滑油的牌號就是該潤滑油在50C（或100C）時運(yùn)動粘度（以為單位）的平均值。（3）條件粘度以表示恩氏粘度（即為條件粘度）。運(yùn)動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時當(dāng)E>3.2時2.2潤滑

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，其影響甚小，可不予考慮。常用潤滑油的性能和用途見表2.1。2.2潤滑2.2潤滑續(xù)表針入度：即潤滑脂的稠度。2.2潤滑2閃點(diǎn)與燃點(diǎn)3針入度閃點(diǎn)：是燃油在規(guī)定結(jié)構(gòu)的容器中加熱揮發(fā)出可燃?xì)怏w與液面附近的空氣混合，達(dá)到一定濃度時可被火星點(diǎn)燃時的燃油溫度。燃點(diǎn)：閃點(diǎn)時間延長達(dá)5秒鐘以上的溫度。

滴點(diǎn)：是指潤滑脂受熱后從標(biāo)準(zhǔn)測量杯的孔口滴下第一滴油時的溫度。表示潤滑脂的抗熱特性。

目前使用最多的是鈣基潤滑脂，其耐水性強(qiáng)，但耐熱性差。2.2潤滑4滴點(diǎn)3.潤滑劑的選用

潤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)選粘度較小的潤滑油。潤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合。氣體、固體潤滑劑主要用于高溫、高壓、防止污染等一般潤滑劑不能適用的場合。2.2潤滑2.2.2

潤滑方法和潤滑裝置機(jī)械設(shè)備的潤滑，主要集中在傳動件和支承件上。油潤滑的方法大概有四種：連續(xù)潤滑或間歇潤滑集中潤滑或分散潤滑壓力潤滑或無壓力潤滑循環(huán)式潤滑或非循環(huán)式潤滑。2.2潤滑手工涂抹裝配填充潤滑油杯潤滑2.2潤滑脂潤滑只能簡歇的補(bǔ)充，主要有以下方式：密封裝置從總體上可分為兩大類：固定密封動密封

固定密封可采用各種墊片，包括金屬、非金屬墊片以及密封膠等。

動密封又分為接觸式、非接觸式、半接觸式密封，其中應(yīng)用較廣的是接