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机械摩擦学你现在浏览的是第一页，共21页第一节第一节 摩擦摩擦摩擦摩擦内摩擦内摩擦发生在物质内部的阻碍分子运动的摩擦。发生在物质内部的阻碍分子运动的摩擦。（分子之间）（分子之间）外摩擦外摩擦接触的两个物体发生相对滑动或滑动趋势时，在接触表接触的两个物体发生相对滑动或滑动趋势时，在接触表面产生的阻碍相对滑动的摩擦面产生的阻碍相对滑动的摩擦。（运动物体之间（运动物体之间)摩擦摩擦静摩擦：只有滑动趋势的摩擦。静摩擦：只有滑动趋势的摩擦。动摩擦动摩擦滚动摩擦滚动摩擦滑动摩擦滑动摩擦干摩擦干摩擦边界摩擦边界摩擦混合磨擦混合磨擦流体摩擦流体摩擦返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第二页，共21页一、四种摩擦状态一、四种摩擦状态1 1、干摩擦、干摩擦 两个接触表面无润滑剂，直接触，两个接触表面无润滑剂，直接触，此时摩擦称为干摩擦。其理论主要有分此时摩擦称为干摩擦。其理论主要有分子子-机械理论、粘着理论。机械理论、粘着理论。粘着力粘着力FaFa：两金属表面间互相粘着的凸峰剪断力。两金属表面间互相粘着的凸峰剪断力。犁刨力犁刨力FmFm：较硬的凸峰在较软的凸峰的犁刨作用较硬的凸峰在较软的凸峰的犁刨作用。因此，摩擦力为：因此，摩擦力为：干摩擦特点：干摩擦特点：摩擦系数一般在摩擦系数一般在f=0.1f=0.1数量级，阻力大、磨数量级，阻力大、磨损重、发热高、易胶合、寿命短。损重、发热高、易胶合、寿命短。返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第三页，共21页返回目录前一页后一页退 出2 2、边界摩擦：、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，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开，但高峰部分仍将相互搓削，此时的摩擦称为边界摩擦。摩擦。摩擦系数一般在摩擦系数一般在f f边边=10=10-2-2数量级，边界膜厚度数量级，边界膜厚度11微米。微米。你现在浏览的是第四页，共21页边界膜边界膜物理吸附膜物理吸附膜：润滑剂中的脂肪酸极性分子在金：润滑剂中的脂肪酸极性分子在金属表面分子的吸引力作用下吸附属表面分子的吸引力作用下吸附在金属表面上而形成的膜。在金属表面上而形成的膜。化学吸附膜化学吸附膜：润滑剂中分子受化学键力的作用：润滑剂中分子受化学键力的作用而贴附在金属表面所形成的吸附而贴附在金属表面所形成的吸附膜。膜。化学反应膜化学反应膜：润滑剂中含有以原子形式存在的：润滑剂中含有以原子形式存在的硫、磷、氯时，高温下这些元素硫、磷、氯时，高温下这些元素与金属起化学反应，在金属表面与金属起化学反应，在金属表面开成开成S S、P P、ClCl化合物所形成的膜。化合物所形成的膜。3 3、流体摩擦、流体摩擦 当两金属表面完全被液体隔开，只当两金属表面完全被液体隔开，只有液体间的摩擦。此时摩擦只发生在流有液体间的摩擦。此时摩擦只发生在流体内部，摩擦系数很小，摩擦系数一般体内部，摩擦系数很小，摩擦系数一般在在f f流流=10=10-3-3数量级数量级返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第五页，共21页4 4、混合摩擦、混合摩擦二、摩擦特性曲线二、摩擦特性曲线边界摩擦边界摩擦混合摩擦混合摩擦流体摩擦流体摩擦动力粘度动力粘度pp平均压强平均压强nn轴速轴速临界点临界点轴承特性系数轴承特性系数 摩擦面间同时存在着边界摩擦和流体摩擦的混合状态。一摩擦面间同时存在着边界摩擦和流体摩擦的混合状态。一般摩擦系数为般摩擦系数为f f混混=0.01-0.001=0.01-0.001数量级。数量级。滑滑动动摩摩擦擦的的摩摩擦擦状状态态大大致致可可以以用用膜膜厚厚比比 来来估估计计。为为边边界界摩摩擦擦状状态态；为为混混合合摩摩擦擦状状态态；为为流体摩擦状态。流体摩擦状态。返回目录前一页后一页退 出 左图为摩擦特性曲线，左图为摩擦特性曲线，无量纲无量纲 称为轴承特性数。称为轴承特性数。随着随着 的不同，摩擦副分别的不同，摩擦副分别处于边界摩擦、混合摩擦和处于边界摩擦、混合摩擦和流体摩擦状态。流体摩擦状态。你现在浏览的是第六页，共21页第二节第二节 磨损磨损一、磨损过程一、磨损过程磨损大致分为三个阶段：磨损大致分为三个阶段：磨磨损损量量磨合阶段磨合阶段稳定磨损阶段稳定磨损阶段剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段1 1、磨合阶段、磨合阶段2 2、稳定磨损阶段、稳定磨损阶段3 3、剧烈磨损阶段、剧烈磨损阶段二、磨损种类二、磨损种类按磨损机理分为以下几种：按磨损机理分为以下几种：1 1、粘附磨损（胶合磨损）、粘附磨损（胶合磨损）返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第七页，共21页2 2、疲劳磨损（点蚀）、疲劳磨损（点蚀）3 3、磨粒磨损、磨粒磨损这是最常见的磨损形式，占总磨损数的这是最常见的磨损形式，占总磨损数的50%50%。返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第八页，共21页4 4、腐蚀磨损、腐蚀磨损 在摩擦过程中，与周围介质发生化学反应或电化学在摩擦过程中，与周围介质发生化学反应或电化学反应的磨损。反应的磨损。5 5、流体磨粒磨损和流体侵蚀磨损（冲蚀磨损）、流体磨粒磨损和流体侵蚀磨损（冲蚀磨损）流体磨粒磨损流体磨粒磨损 是指由流动的液体或气流中所夹带的硬质颗粒作是指由流动的液体或气流中所夹带的硬质颗粒作用引起的机械磨损。用引起的机械磨损。侵蚀磨损（冲蚀磨损）侵蚀磨损（冲蚀磨损）由液流或气流的冲蚀作用引的机械磨损。由液流或气流的冲蚀作用引的机械磨损。、微动磨损、微动磨损返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第九页，共21页第三节第三节 润滑剂、添加剂和润滑方法润滑剂、添加剂和润滑方法 一、润滑剂的作用一、润滑剂的作用 降低摩擦，减轻磨损，保护零件不受锈蚀，循环润滑降低摩擦，减轻磨损，保护零件不受锈蚀，循环润滑油还能起到散热作用。因此，润滑油膜还具有缓冲、吸油还能起到散热作用。因此，润滑油膜还具有缓冲、吸振作用。使用膏状的润滑脂，起到密封作用（即可以防振作用。使用膏状的润滑脂，起到密封作用（即可以防止内部的润滑剂外泄，以可阻止外部杂质侵入）。止内部的润滑剂外泄，以可阻止外部杂质侵入）。二、润滑剂二、润滑剂润滑剂润滑剂气体润滑剂气体润滑剂液体润滑剂液体润滑剂固体润滑剂固体润滑剂半固体润滑剂半固体润滑剂返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第十页，共21页润滑油润滑油机油：动物油、植物油机油：动物油、植物油矿物油：来源充足、价格低廉、用途广。矿物油：来源充足、价格低廉、用途广。化学合成油化学合成油 1 1、润滑油、润滑油 返回目录前一页后一页退 出评定指标评定指标 1）粘度）粘度：动力粘度动力粘度：油呈层流分布，层与层油呈层流分布，层与层之间的摩擦剪应力之间的摩擦剪应力应满足应满足如下关系：如下关系：此式称为牛顿液体流动定律。此式称为牛顿液体流动定律。比例常数，即：流体动力粘度。表征液体内摩擦比例常数，即：流体动力粘度。表征液体内摩擦阻力大小。阻力大小。单位：国际单位：单位：国际单位：Pa.sPa.s（帕（帕.秒）秒）绝对单位：称为绝对单位：称为1P1P（泊）（泊）P=0.1Pa.s=100cP(P=0.1Pa.s=100cP(厘泊厘泊)你现在浏览的是第十一页，共21页返回目录前一页后一页退 出 运动粘度运动粘度 单单 位位：St（斯）。（斯）。换算关系：换算关系：1St=1cm2/s=100cSt=10-4m2/s 1cSt=1mm2/s 注：根据国家标准注：根据国家标准GB443-84GB443-84规定，润滑油在规定，润滑油在4040的运动粘的运动粘度中心值作为润滑的牌号。度中心值作为润滑的牌号。例如：牌号例如：牌号L-AN5L-AN5润滑，在润滑，在4040时其运动粘度为时其运动粘度为5.06cSt.5.06cSt.条件粘度条件粘度 是在一定条件下，利用某种规格的粘度计，通过测定润滑是在一定条件下，利用某种规格的粘度计，通过测定润滑穿过规定孔道的时间来进行计量的粘度。穿过规定孔道的时间来进行计量的粘度。单位：恩氏度（单位：恩氏度（EEt t）运动粘度与恩氏度的换算关系可能见运动粘度与恩氏度的换算关系可能见P51P51公式（公式（4-84-8）你现在浏览的是第十二页，共21页返回目录前一页后一页退 出粘度与温度的关系：温度粘度与温度的关系：温度粘度粘度（P52P52图图4-94-9）粘度与压力的关系：压力粘度与压力的关系：压力粘度粘度，其关系为：，其关系为：2)2)润滑性（油性）润滑性（油性）润滑性是指润滑油中极性分子与金属表面吸附形成润滑性是指润滑油中极性分子与金属表面吸附形成一层边界油膜，以减小摩擦和磨损损性能。一层边界油膜，以减小摩擦和磨损损性能。适用于低速、重载或润滑不充分的场合。适用于低速、重载或润滑不充分的场合。物理膜物理膜3 3）极压性）极压性 极压性能是润滑油中加入硫、氯、磷的有机极性极压性能是润滑油中加入硫、氯、磷的有机极性化合物事，油中极性分子在金属表面生成抗磨、耐高化合物事，油中极性分子在金属表面生成抗磨、耐高压的化学反应边界膜。压的化学反应边界膜。（化学膜）（化学膜）你现在浏览的是第十三页，共21页4 4）闪点）闪点 油在标准仪器中加热蒸发出的油汽，一遇火焰即能油在标准仪器中加热蒸发出的油汽，一遇火焰即能发出闪光时的最低温度，称为油的闪点。发出闪光时的最低温度，称为油的闪点。闪点是衡量油的易燃性。闪点是衡量油的易燃性。通常使油的工作温度比油的闪点低通常使油的工作温度比油的闪点低303040405 5）凝点）凝点 指润滑油在规定的条件下，不能再自由流动时所达到的指润滑油在规定的条件下，不能再自由流动时所达到的最高温度。是低温工作机器的重要指标。最高温度。是低温工作机器的重要指标。6 6）氧化稳定性）氧化稳定性 在高温气体中，油发生氧化生成硫、氯、磷的酸性化合在高温气体中，油发生氧化生成硫、氯、磷的酸性化合物，这种物质腐蚀金属，加剧金属的磨损。物，这种物质腐蚀金属，加剧金属的磨损。返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第十四页，共21页2 2 润滑脂润滑脂 润滑脂润滑脂=润滑油润滑油+稠化剂（如钙、锂、钠的金属皂）稠化剂（如钙、锂、钠的金属皂）分类：分类：钙基润滑脂：良好抗水性、但耐热能力差，工钙基润滑脂：良好抗水性、但耐热能力差，工作温度不宜超过作温度不宜超过555565 65。钠基润滑脂：良好耐热性（工作温度可达钠基润滑脂：良好耐热性（工作温度可达120 120。），抗水性差。比钙基润滑。），抗水性差。比钙基润滑脂防锈能力强。脂防锈能力强。锂基润滑脂：能抗水，耐高温（不高于锂基润滑脂：能抗水，耐高温（不高于145 145。），是一种多用途润滑剂。），是一种多用途润滑剂。铝基润滑剂：良好抗水性，对多属表面有吸附铝基润滑剂：良好抗水性，对多属表面有吸附作用，很好的防锈功能。作用，很好的防锈功能。润滑脂：润滑脂是由润滑油加上稠化剂组成，是膏状物，润滑脂：润滑脂是由润滑油加上稠化剂组成，是膏状物，不易流动，可保持在摩擦表面上。它由一种不易流动，可保持在摩擦表面上。它由一种(或几种或几种)润滑润滑油和一种油和一种(或几种或几种)稠化剂调合成具有可塑性的油膏。稠化剂调合成具有可塑性的油膏。返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第十五页，共21页主要性能指标：主要性能指标：1 1）锥入度（稠度）锥入度（稠度）重重1.5N1.5N的的标标准准锥锥体体，于于2525恒恒温温下下，由由润润滑滑脂脂表表面面经经5s5s后刺入的深度。后刺入的深度。它标志着润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱。它标志着润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱。2 2）滴点）滴点 在规定的加热条件下，润滑脂从标准测量杯的孔口滴下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。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。滴点决了润滑油的工作温度。返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第十六页，共21页三、添加剂三、添加剂 有时为了改善某些性能还加入一些添加剂，添加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、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。用加有添加剂的润滑油。返回目录前一页后一页退 出3 3、固体润滑剂、固体润滑剂 如石墨、二硫化钼、氮化硼、石蜡、聚四氟乙烯、酚如石墨、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。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。用，以及与金属或塑料等混合制成自润滑复合材料使用。你现在浏览的是第十七页，共21页四、润滑方法四、润滑方法返回目录前一页后一页退 出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 用于低速 用于高速 油脂润滑常用于运转速度较低的场合，将润滑脂涂抹于需润滑的零件上。润滑脂还可以用于简单的密封。浸油与飞溅润滑喷油润滑你现在浏览的是第十八页，共21页常见润滑装置常见润滑装置1 1、间歇式供油装置、间歇式供油装置 对于一些小型、低速或间歇运动的装置，可采用间歇对于一些小型、低速或间歇运动的装置，可采用间歇式供油，在需润滑的部位安装油杯。一般采油壶或油杯将式供油，在需润滑的部位安装油杯。一般采油壶或油杯将润滑油注入油杯。润滑油注入油杯。返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第十九页，共21页常见润滑装置常见润滑装置2 2、连续供油装置、连续供油装置 对于重要的装置必须采用连续供油的方法。常用的连对于重要的装置必须采用连续供油的方法。常用的连续供油如：针阀油杯和油芯油杯等。续供油如：针阀油杯和油芯油杯等。返回目录前一页后一页退 出你现在浏览的是第二十页，共21页返回目录前一页后一页退 出2 2、脂润滑、脂润滑 脂润滑只能采用间歇式供应润滑脂的方式。常用脂润滑只能采用间歇式供应润滑脂的方式。常用旋盖式油脂杯作为润滑装置。旋盖式油脂杯作为润滑装置。你现在浏览的是第二十一页，共21页