文档介绍：第三章摩擦、磨损与润滑
§3-1 摩擦
§3-2 磨损
§3-3 润滑
§3-4 流体动力润滑的基本原理
§3-0 引言
引言
§3-0 引言
摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。对于机器来讲,摩
擦会使效率降低,温度升高,表面磨损。过大的磨损会使机器丧失
应有的精度,进而产生振动和噪音,缩短使用寿命。
世界上使用的能源大约有 1/3~1/2 消耗于摩擦。如果能够尽力
减少无用的摩擦消耗,便可大量节省能源。
机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废。
润滑是减小摩擦、减小磨损、提高机械效率的最常用最有效方法。
关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学。
本章主要介绍有关摩擦、磨损和润滑的一些基础知识。
§3-1 摩擦
§3-1摩擦
一、摩擦的分类
静摩擦
动摩擦
1 按运动的状态不同分为:
滑动摩擦
滚动摩擦
2 按运动的形式不同分为:
干摩擦
边界摩擦
流体摩擦
混合摩擦
3 滑动摩擦按润滑状态不同分为:
摩擦2
摩擦
二、滑动摩擦的四种摩擦状态
1)干摩擦:是指表面间无任何润滑剂或保护膜,表面金属直
接接触时的摩擦。
2)边界摩擦:是指两摩擦面被吸附在
表面的边界膜隔开,摩擦性质取决于边
界膜和表面吸附性能的摩擦。
研究干摩擦的理论主要有:“机械
理论”、“分子理论”、“机械-分子理
论”等。(由于时间按关系不细讲)
其摩擦阻力最大,磨损最严重。
摩擦3
摩擦
润滑剂中的极性分子与金属表面相互吸引,形成定向排列的分
子栅,称为物理吸附膜。
润滑油靠物理吸附形成边界膜的能力,称为油性。
润滑剂中的活性分子靠离子键吸附在金属表面上形成的吸附膜,
称为化学吸附膜。
吸附膜
反应膜
边界膜分为:
物理吸附膜
化学吸附膜
在润滑剂中添加入硫、磷、氯等元素,它们与表面金属发生化
学反应生成的边界膜,称为反应膜。
边界摩擦靠边界膜起润滑作用,边界膜的类型如下:
摩擦4
摩擦
3)流体摩擦:是指摩擦表面完全
被流体膜隔开,摩擦性质取决于流体
内部分子间粘性阻力的摩擦。
能生成反应膜的润滑油称为极压油。
注:温度对边界膜的影响很大。温度越高,边界膜越容易破坏。
反应膜在高温下破裂后,能生成新的化合物,形成新的反应膜,
这种能力称为极压性。
流体摩擦(或称流体润滑)的原理在本章第四节详细介绍。
其摩擦系数最小,且不会产生磨
损,是理想的摩擦状态。
摩擦5
边界摩擦和混合摩擦在工程实际中
很难区分,常统称为边界摩擦。
4)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。
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。
摩擦
磨损主要是运动副中的摩擦导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。磨损会影响机器的效率,降低工作的可靠性,促使机器提前报废。
§3-2磨损
§3-2 磨损
单位时间(或单位行程、转等)材料的损失量,称为磨损率。
耐磨性:是指材料抵抗脱落的能力。与磨损率成倒数关系。
一、典型宏观磨损过程
磨损量
时间
磨合
稳定磨损
剧烈磨损
一个机械零件的磨损
过程大体可分为三个阶段:
1)磨合阶段
磨合(跑合):是指
新零件在运转初期的磨损。
磨损1
新的摩擦副表面比较粗糙,真实微观接触面积比较小,压强大,
因此运转初期的磨损比较快。但是,磨损以后表面的微观凸峰降低,
接触面积增大,压强减小,磨损的速度逐渐减慢。
新摩擦表面的微观形貌
2)稳定磨损阶段
这个阶段属于零件的正常工作
阶段,磨损率稳定且较低。这一阶
段的长短直接影响机器的寿命。
3)剧烈磨损阶段
零件经长时间工作磨损以后,表面精度下降,效率降低,温度
升高,冲击振动加大,导致磨损加剧,最终导致零件报废。
磨损
注: 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。
磨损2
二、磨损的类型
磨损
按磨损的机理不同,机械零件的磨损大体分为四种基本类型:
1)粘着磨损也称胶合
2)疲劳磨损即疲劳点蚀
3)磨粒磨损也称磨料磨损,
4)腐蚀磨损
摩擦表面的微观凸峰粘在一起后,在相对运动中,材料从一个
表面迁移到另一个表面,便形成粘着磨损。
是外界的硬颗粒或粗糙的硬表面在相对运动中,对摩擦表面的擦伤所引起的磨损。
是高副(点、线接触)机械零件的常件磨损形式。