摩擦磨损及润滑概述 .ppt

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1、第四章第四章 摩擦、磨损及润滑概述摩擦、磨损及润滑概述4-1 4-1 摩摩 擦擦l两摩擦面间无任何润滑剂，固体表面直接接触两摩擦面间无任何润滑剂，固体表面直接接触 一、干摩擦l不允许出现干摩擦！不允许出现干摩擦！l功耗功耗 磨损磨损 温度温度 烧毁轴瓦烧毁轴瓦 v vl运动副表面有一层厚度运动副表面有一层厚度1 m的薄油膜，不足以将两金的薄油膜，不足以将两金属表面完全分开，其表面部分微观高峰部分仍将相互搓削。属表面完全分开，其表面部分微观高峰部分仍将相互搓削。l比干摩擦的磨损轻，比干摩擦的磨损轻，f 0.1 0.3二、边界摩擦vl两摩擦完全被液体油膜隔开的摩擦两摩擦完全被液体油膜隔开的摩擦l0

2、.0010.008l油膜：静压油膜和动压油膜油膜：静压油膜和动压油膜 三、液体摩擦理想的摩擦状态理想的摩擦状态vl混合摩擦是指摩擦表面间处于边界摩擦混合摩擦是指摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。和流体摩擦的混合状态。l混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系数比边界摩擦时要小得多。系数比边界摩擦时要小得多。l边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难区分，常统称为不完全液体摩擦。区分，常统称为不完全液体摩擦。四、混合摩擦v4-2 4-2 磨磨 损损一、磨损的三个阶段机器的寿命机器的寿命l磨损：磨损：由于摩擦而导致零件表面材料的逐

3、渐丧失或迁移。由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。磨损曲线磨损曲线 磨合阶段磨合阶段 磨损量磨损量时间时间剧烈磨剧烈磨损阶段损阶段 稳定磨损阶段稳定磨损阶段 l磨合阶段磨合阶段u摩擦表面轮廓峰的形状变化摩擦表面轮廓峰的形状变化u表面材料被加工硬化表面材料被加工硬化l稳定磨损阶段稳定磨损阶段零件在平稳而缓慢的速度下磨零件在平稳而缓慢的速度下磨损。损。l剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段在经过稳定磨损阶段后，零件表面遭到破坏，运动副间隙增大引在经过稳定磨损阶段后，零件表面遭到破坏，运动副间隙增大引起，外动载荷和振动。零件即将进入报废阶段。起，外动载荷和振动。零件即将进入报废阶段。l后果；后果；降低机

4、器的效率和可靠性，甚至促使机器提前报废。降低机器的效率和可靠性，甚至促使机器提前报废。在设计或使用机器时，应该力求缩短磨合期，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。延长稳定磨损期，推迟剧烈磨损的到来。失效率失效率时间时间1.粘着磨损粘着磨损 压力作用压力作用局部温升高局部温升高粘着（焊接）粘着（焊接）摩擦力摩擦力撕脱、剪切撕脱、剪切材料转移材料转移二、磨损的种类2.磨料磨损磨料磨损 表面材料脱落表面材料脱落油不净油不净硬质颗粒形成磨料硬质颗粒形成磨料二、磨损的种类1.粘着磨损粘着磨损2.磨料磨损磨料磨损二、磨损的种类1.粘着磨损粘着磨损3.疲劳磨损疲劳磨损

5、 交变应力交变应力裂纹扩展裂纹扩展表面剥落表面剥落麻点、凹坑麻点、凹坑 （疲劳点蚀）（疲劳点蚀）2.磨料磨损磨料磨损二、磨损的种类1.粘着磨损粘着磨损3.疲劳磨损疲劳磨损4.冲蚀磨损冲蚀磨损气体、流体的冲蚀气体、流体的冲蚀2.磨料磨损磨料磨损二、磨损的种类1.粘着磨损粘着磨损3.疲劳磨损疲劳磨损4.冲蚀磨损冲蚀磨损5.腐蚀磨损腐蚀磨损金属与介质到化学反应形成金属与介质到化学反应形成2.磨料磨损磨料磨损二、磨损的种类1.粘着磨损粘着磨损3.疲劳磨损疲劳磨损4.冲蚀磨损冲蚀磨损5.腐蚀磨损腐蚀磨损6.微动磨损微动磨损摩擦副在微幅运动时，由上述各磨损机摩擦副在微幅运动时，由上述各磨损机理共同形成的复

6、合磨损。微幅运动可理理共同形成的复合磨损。微幅运动可理解为不足以使磨粒脱离摩擦副的相对运解为不足以使磨粒脱离摩擦副的相对运动。动。磨损实例磨损实例？轴与孔的过盈配合面轴与孔的过盈配合面滚动轴承套圈的配合面滚动轴承套圈的配合面旋合螺纹的工作面、铆钉的工作面旋合螺纹的工作面、铆钉的工作面4-3 4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法润滑剂、添加剂和润滑方法l作用：作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。l分类分类液体润滑剂液体润滑剂半固体润滑剂半固体润滑剂固体润滑剂固体润滑剂气体气体润滑剂润滑剂一、润滑剂-空气空气-润滑油润滑油-润滑脂润滑脂-石墨石

7、墨1.润滑油润滑油 (1)(1)种类种类：有机油有机油-动、植物油动、植物油矿物油矿物油-石油产品石油产品化学合成油化学合成油 一、润滑剂(2)(2)评判指标评判指标粘度粘度 动力粘度动力粘度运动粘度运动粘度条件粘度条件粘度润滑性润滑性 极压性极压性 闪点闪点 凝点凝点 氧化稳定性氧化稳定性1）粘）粘-温相关性温相关性 温度温度 t 2）压力）压力p p 10 Mpa变化很小变化很小 1)载荷大、温度高载荷大、温度高的轴承，宜选用粘的轴承，宜选用粘度大的油；度大的油；2)载荷小、转速高的载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小轴承，宜选用粘度小的油；的油；l润滑油特性润滑油特性l润滑油的选用润滑油的

8、选用重要指标，粘度重要指标，粘度值越高，油越稠，值越高，油越稠，反之越稀。反之越稀。2.2.润滑脂润滑脂润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂）混合稠化而成。润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂）混合稠化而成。（1）特点：）特点：l密封密封l对速度和温度对速度和温度l摩擦损耗摩擦损耗l机械效率机械效率l不适宜不适宜 速场合。速场合。一、润滑油（2）种类：）种类：钠基润滑脂钠基润滑脂锂基润滑脂锂基润滑脂铝基润滑脂铝基润滑脂钙基润滑脂钙基润滑脂 -抗水好，耐热差抗水好，耐热差 -耐热好，抗水差耐热好，抗水差 -既抗水，又耐热既抗水，又耐热-抗水好，吸附好，可防锈抗水好，吸附好，可防锈（3

9、）主要质量指标）主要质量指标l锥入度，反映其稠度大小。锥入度，反映其稠度大小。l滴点，决定工作温度。滴点，决定工作温度。简单简单、不需要经常添加、不易流失；、不需要经常添加、不易流失；不敏感不敏感，适用范围广；，适用范围广；较大较大；低低；高高油性添加剂油性添加剂 l种类种类l添加剂添加剂-为了改善润滑剂品质和性能而添加的物质。为了改善润滑剂品质和性能而添加的物质。二、添加剂二、添加剂 非极压油非极压油软化温度软化温度t/t/摩擦系数摩擦系数 f含脂肪酸和极压添加剂的油含脂肪酸和极压添加剂的油含脂肪含脂肪酸的油酸的油含极压添含极压添加剂的油加剂的油l作用作用-提高油性、极压性、延长使用寿命、改

10、善性能。提高油性、极压性、延长使用寿命、改善性能。极压添加剂极压添加剂分散净化剂分散净化剂消泡添加剂消泡添加剂抗氧化添加剂抗氧化添加剂降凝剂降凝剂增粘剂增粘剂二、添加剂1 1、油润滑、油润滑润滑方式润滑方式 滴油润滑滴油润滑油环润滑油环润滑飞溅润滑飞溅润滑压力循环润滑压力循环润滑低速传动低速传动高速传动高速传动三、润滑方法 人工给油人工给油潘存云教授研制压注式油杯压注式油杯潘存云教授研制旋盖式油杯旋盖式油杯 脂用1 1、油润滑、油润滑润滑方式润滑方式 滴油润滑滴油润滑油环润滑油环润滑飞溅润滑飞溅润滑压力循环润滑压力循环润滑低速传动低速传动高速传动高速传动三、润滑方法 人工给油人工给油潘存云教授

11、研制针阀针阀式油式油杯杯潘存云教授研制油芯油杯油芯油杯1 1、油润滑、油润滑润滑方式润滑方式 滴油润滑滴油润滑油环润滑油环润滑飞溅润滑飞溅润滑压力循环润滑压力循环润滑低速传动低速传动高速传动高速传动三、润滑方法 人工给油人工给油1 1、油润滑、油润滑润滑方式润滑方式 滴油润滑滴油润滑油环润滑油环润滑飞溅润滑飞溅润滑压力循环润滑压力循环润滑低速传动低速传动高速传动高速传动喷油润滑喷油润滑 油泵油泵冷冷却却器器三、润滑方法 人工给油人工给油甩油环甩油环飞溅润滑飞溅润滑 endAA、B两板之间充满了液体，B板静止，A板水平移动速度为v。由于液体与金属表面的吸附作用，A板表面的液体速度为v，而B板表面

12、的液体速度为0。两板之间的速度呈线性分布。液体层与层之间摩擦切应力：液体层与层之间摩擦切应力：=dudy-流体中任意点处的切应流体中任意点处的切应力与该处的速度梯度成正比。力与该处的速度梯度成正比。液体的动力粘度，简称粘度液体的动力粘度，简称粘度量纲：力量纲：力时间时间/长度长度2单位：单位：N s/m/m2 (Pa s s)称为泊称为泊。oxyydydu分析位置y处薄层的受力 B-牛顿液体流动定律牛顿液体流动定律动力粘度运动粘度工程中常用工程中常用运动粘度：运动粘度：=单位：单位：m m2/s 称为斯称为斯St：cmcm2/s 或或厘斯厘斯cSt：1St=100 1St=100 cStcSt

13、条件粘度l指在一定条件下，利用某种规格的指在一定条件下，利用某种规格的粘度计，通过测定润滑粘度计，通过测定润滑油穿过规定孔道的时间来进行度量的粘度。油穿过规定孔道的时间来进行度量的粘度。l常用的有：常用的有：恩氏度（恩氏度（Et）-中国惯用中国惯用 赛氏通用秒（赛氏通用秒（SUS）-美国惯用美国惯用 雷氏秒雷氏秒-英国惯用英国惯用 l运动粘度与条件粘度之间的换算关系：运动粘度与条件粘度之间的换算关系：l润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌号润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌号为为L-AN10的油在的油在40时的运动粘度大约为时的运动粘度大约为10 cSt。润滑性l润滑性是

14、指润滑油中的分子与金属表面吸附形成一边润滑性是指润滑油中的分子与金属表面吸附形成一边界油膜，以减小摩擦和磨损。界油膜，以减小摩擦和磨损。l润滑性愈好，吸附能力愈强。润滑性愈好，吸附能力愈强。l对于那些低速重载或润滑不充分的场合，润滑性具有对于那些低速重载或润滑不充分的场合，润滑性具有特别重要的意义。特别重要的意义。极压性l极压性能是润滑油中加入含硫、氯、磷的有机极性化极压性能是润滑油中加入含硫、氯、磷的有机极性化合物之后，油中的极性分子在金属表面生成抗磨、耐高合物之后，油中的极性分子在金属表面生成抗磨、耐高压的化学反应边界膜的性能。压的化学反应边界膜的性能。l它在重载、高速、高温条件下，可改善

15、边界润滑性能。它在重载、高速、高温条件下，可改善边界润滑性能。闪点l润滑油在标准容器中加热所蒸发的油气，遇火焰即能润滑油在标准容器中加热所蒸发的油气，遇火焰即能发出闪光时的最低温度。发出闪光时的最低温度。l是衡量油易燃性的指标，对于在高温下工作的机器，是衡量油易燃性的指标，对于在高温下工作的机器，这是一个重要参数。这是一个重要参数。l一般要求工作温度比油的闪点低一般要求工作温度比油的闪点低 3040 3040。凝点l润滑油在规定的条件下，不再自由流动时所达到的润滑油在规定的条件下，不再自由流动时所达到的最高温度。最高温度。l它是润滑油在低温下工作的一个重要指标，直接影它是润滑油在低温下工作的一个重要指标，直接影响到机器在低温下的启动性能和磨损情况。响到机器在低温下的启动性能和磨损情况。氧化稳定性l从化学意义上讲，润滑油是不活泼的。从化学意义上讲，润滑油是不活泼的。l但当它们暴露在高温气体中时，也会发生氧化并但当它们暴露在高温气体中时，也会发生氧化并生成硫、氯、磷的酸性化合物。生成硫、氯、磷的酸性化合物。l这是一种胶状沉积物，不但腐蚀金属，而且加剧这是一种胶状沉积物，不但腐蚀金属，而且加剧零件的磨损。零件的磨损。