第4章 摩擦磨损润滑汇编.ppt

湖南科技大学 一组重要的调查数据 世界1/2总能源被一种或多种形式的摩擦所消耗； 失效零件的80%是由于磨损造成的； 20世纪80年代，我国在冶金、煤炭、农机等五个行业的调查表明：由于磨粒磨损所消耗的备件用钢达到100万吨以上，如考虑停机等费用造成的损失每年达到数亿元。 第四章 摩擦、磨损及润滑概述 摩擦学发展的重要历史阶段 1、史前人类的钻木取火 2、春秋时代（公元前770~221年）对摩擦、磨损现象有了一定的了解，并且已经知道采用动物油脂进行润滑（诗经） 3、西晋时代张华所著《博物志》最早记载了人类使用矿物油做润滑剂 4、15世纪，意大利的列奥纳多·达芬奇才开始把摩擦学引入理论研究的途径 5、18世纪起摩擦学研究蓬勃兴起，到20 世纪60年代摩擦学成为一门独立的交叉学科 6、应用及研究的领域不断扩大：机械、冶金、生物、地质、音乐、体育等?? 摩擦学—研究相对运动表面间的摩擦、磨损和润滑，以及三者间 相互关系的理论与应用的一门边缘学科。 一、摩擦 定义 摩擦类型 摩擦状态的判定：膜厚比λ 图4-1 ?P46 摩擦 内摩擦 （分子间） 外摩擦 （接触面间） 静摩擦 （滑动趋势） 动摩擦 （滑动进行中） 滑动摩擦 滚动摩擦 干摩擦 （未经人为润滑f=0.4-0.8） 边界摩擦 （表面吸附能力决定摩擦性质 λ ≤1，f=0.1-0.4） 流体摩擦 （流体内部分子间粘性决定摩性质1≤λ≤ 3,f=0.001-0.01） 混合摩擦 二 ４种滑动摩擦状态 １. 干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。 ２. 边界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，其摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。 摩擦理论： 库仑公式 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。 ３．流体摩擦是指摩擦表面被流体膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。流体摩擦时的摩擦系数最小，且不会有磨损产生，是理想的摩擦状态。 　　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。 　　随着科学技术的发展，关于摩擦学的研究已逐渐深入到微观研究领域，形成了微－纳米摩擦学理论，引发出许多新的概念，比如提出了超润滑的概念等。从理论上讲，超润滑是实现摩擦系数为零的摩擦状态，但在实际研究中，一般认为摩擦系数在0.001量级（或更低）的摩擦状态即可认为属于超润滑。关于这方面的研究也是目前微－纳米摩擦学研究的一个重要方面，同学们应对此给予关注。 二.磨损 定义：由于摩擦而造成物体表面材料的损失或转移； 影响：影响机器效率、降低可靠性，甚至促使机器提前报废。 用途：精加工中的磨削及抛光，机器的“磨合”过程等 磨损过程大致有： ▲磨合阶段——包括摩擦表面轮廓峰的形状变化和表面材料被加工硬化两个过程 它是磨损的不稳定阶段，在整个寿命周期内时间很短。 ▲稳定磨损阶段——零件在平稳而缓慢的速度下磨损 它标志着磨擦条件相对稳定。 ▲剧烈磨损阶段——在经过稳定磨损阶段后，零件表面遭到破坏，运动副间隙增大引起而外的动载荷和振动。零件即将进入报废阶段 机器的寿命 磨损曲线 磨合阶段 磨损量 时间 剧烈磨损阶段 稳定磨损阶段 二. 磨 损 设计机器时要求： 缩短磨合期 延长稳定期 推迟剧烈磨损期的到来 磨粒磨损 磨损的分类　 疲劳磨损 粘附磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损 磨损类型 按磨损机理分 按磨损表面外观可分为 点蚀磨损 胶合磨损 擦伤磨损 两种不同的称谓 磨损的机理　 磨粒磨损 疲劳磨损 粘附磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损 磨损类型： 磨粒磨损——也简称磨损，外部进入摩擦面间的游离硬颗粒（如空气中的尘土或磨损造成的金属微粒）或硬的轮廓峰尖在软材料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材料，一部分流动到沟纹两旁，一部分则形成一连串的碎片脱落下来成为新的游离颗粒，这样的微粒切削过程就叫磨粒磨损。 潘存云教授研制 磨损的机理： 磨粒磨损 疲劳磨损 粘附磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损 磨损类型： 粘附磨损——也称胶合，当摩擦表面的轮廓峰在相互作用的各点处由于瞬时的温升和压力发生“冷焊”后，在相对运动时，材料从一个表面迁移到另一个表面，便形成粘附磨损。严重的粘附磨损会造成运动副咬死。 潘存云教授研制 磨损的机理： 磨粒磨损 疲劳磨损 粘附磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损 磨损类型： 疲劳磨损——也称点蚀，是由于摩擦表面材料微体积在交变的摩擦力作用下，反复变形所产生的材料疲劳所引起的机械磨损。