§摩擦与磨损.ppt

摩擦 一、摩擦 1.定义：两物体接触区产生阻碍运动并消耗能量的现象，称为摩擦。有些情况下却要利用摩擦工作，如带传动，摩擦制动器等。 2.摩擦副：相互摩擦的两个物体。 二、摩擦表面 相互运动零件配合表面的摩擦、磨损与摩擦表面的形貌、表面层的结构和性能有关。 三、摩擦类型 按摩擦副的运动状态分：静摩擦、动摩擦、临界（起动）、惯性 按摩擦副的运动形式分：滑动摩擦和滚动摩擦 按摩擦表面的润滑状态分： 纯净摩擦 干摩擦 边界摩擦 液体摩擦 混合摩擦： 干摩擦 Dry Friction 定义：摩擦表面间没有任何润滑剂时的摩擦。 特点：摩擦系数大，0.1～1.5。 摩擦机理： 机械作用：接触面积小→塑性变形→氧化膜被压碎或剪切→分子溶合→冷焊→焊点被剪切 分子作用：塑性变形→晶格歪扭破碎→加工硬化→表面温度升高，高于再结晶温度→硬化层发生再结晶→温度继续升高→表面金属软化，发生粘结和相变→继续运动→接触部分脱开→冷却淬火→进一步提高硬度。 化学作用：氧化膜被压碎或剪切→裸露的金属氧化→形成新的氧化膜。 边界摩擦 Boundary Friction 定义：在摩擦副的表面间，存在一层极薄边界膜时的摩擦，称为边界摩擦。边界膜分为物理吸附膜、化学吸附膜、化学反应膜。 特点： ★边界膜的厚度很小（0.1微米），但仍可使摩擦系数大大降低（0.05～0.5）。 ★摩擦磨损特性不取决于润滑剂的粘度，而是取决于表面膜的特性。 液体摩擦（Liquid Friction） 定义：摩擦副表面有一层由边界膜和流体膜组成的润滑剂，摩擦表面不直接接触。 特点：摩擦系数小。 类型： ☆流体静压润滑：利用压力把润滑剂打入摩擦表面使之隔开的润滑。需要一套专用的供油系统。 ☆流体动压润滑：利用摩擦表面的相对运动使润滑剂流体自然产生内压来承受外部载荷并使摩擦表面隔开的润滑。 混合摩擦： 半干摩擦：介于边界摩擦和干摩擦间的摩擦。 半液体摩擦：介于边界摩擦和液体摩擦间的摩擦。 小结： 力求维持液体润滑; 最低要维持边界润滑或混合润滑; 避免出现干摩擦。 定义：摩擦副的表面物质，在摩擦的过程中逐渐损失，使其尺寸、形状和位置精度及表面层性质发生改变的现象，称为磨损。 磨损指标： 磨损量指标：磨损量、磨损率 几何形状指标：平面度、圆度、圆柱度 引起磨损的主要因素。 引起运动副磨损的主要因素 摩擦 环境因素（温度、介质、润滑条件、应力等） 材料的成分、组织和性能，以及在磨损过程中的变化。 装配质量 二、磨损的机理 粘着磨损 磨料（粒）磨损 腐蚀磨损 微动磨损 疲劳磨损 粘着磨损 粘着——粘着点剪切——材料转移——反复作用后脱落，形成磨练粒 低温粘着磨损 高温粘着磨损 粘着磨损可分为： 磨（料）粒磨损 定义：在摩擦表面间存在的固体颗粒对摩擦表面产生微切削和刮擦作用引起的磨损。 磨损机理： 磨粒来源： 减磨措施：（1）提高材料的硬度、强度和韧性；（2）表面处理；（3）采用保护措施；防止外界磨粒的侵入，“三滤”。? 腐蚀磨损 定义：摩擦副表面的机械摩擦作用再加上表面与周围介质间的化学或电化学反应而造成的磨损。 化学反应或电化学反应和机械作用交替进行并且相互促进。 （1）氧化磨损： 干摩擦时主要的磨损形式。 （2）特殊介质中的腐蚀磨损： 有酸、碱、盐等介质存在时。 减小磨损的措施：（1）选择耐腐蚀能力强的材料。（2）涂保护层；（3）提高表面材料的屈服强度；（4）降低表面温度；（5）在润滑剂中加入抗氧化剂、抗腐蚀剂。 微动磨损 两接触表面在载荷的作用下，由于微幅（0.25微米）振动而引起的机械化学磨损。是一种复合（粘着、腐蚀、磨粒、疲劳）磨损形式。 机理：粘着?由于振动发生剪切?氧化膜脱落?形成磨粒? 磨粒不能外排而加剧磨损……。 特征：摩擦副表面存在大量的磨屑，且磨屑由大量的氧化物组成。 减磨措施：（1）选择抗粘着的材料；（2）涂二硫化钼；（固体润滑剂）；（3）加入抗氧化、抗腐蚀、极压剂等；（4）降低应力集中。 疲劳磨损 定义：摩擦副的表面在交变接触应力的作用下，因疲劳而不断损失的现象。 场合：滚动、滚动＋滑动。 机理：物理的或化学的缺陷——在交变应力的作用下产生裂纹源——进一步扩展——最后发生局部剥落而引起表面的损耗。 三、磨损规律 时间（或摩擦行程） OA——磨合期 特点：磨损量增大速度快，“走顺” 原因：A、新造零件工作表面高低不平，实际接触面积小而应力大。B、润滑油膜在开始运转阶段因转速低而难于建立。C、即使形成油膜，也会因表面的尖峰和摩擦产生大量的热使润滑油粘度降低而遭到破坏，引起粘着磨损。 AB——正常磨损期：特点：磨损率小，增加缓慢。应设法延长。 BC——急剧磨损期：应停机检修，恢