摩擦学概论.ppt

发生过程是： 接触压力使接合面上实际承载的微凸体产生塑性变形而发生粘着，微振幅振动使粘着结点受剪脱落，露出基体金属表面。脱落颗粒和新露出的金属表面与大气中的氧起反应生成氧化物。留在接合面上起磨粒作用：若振动应力足够大，微动磨损点形成应力源，使疲劳裂纹扩展，最终导致表面完全破坏。由此可见，微动磨损是粘着、腐蚀、磨粒、疲劳磨损复合作用的结果。它经常发生在相对静止的摩擦副中，如过盈配合的接合面、链传动的链节处，摩擦离台器中摩擦片的接台面和受振动影响的联接螺纹结合面等. 四、影响磨损的因素 零件材料、运转条件、几何因素，环境因素等，详细内容见表2—5。 五、防止或减少磨损的方法与途径 1．润滑 选用合适的润滑剂和润滑方法，用理想的流体摩擦取代干摩擦，这是减少摩擦和磨损的最有效方法。 4. 粘着理论 （1）概念：在外载荷的作用下，两表面的微凸体之间的接触压力很大，造成接触点的粘着(冷焊)。当相对滑动时，粘着点被剪断。如果两表面的硬度不同，硬的微凸体还会在软表面上产生犁沟。剪切力与犁沟作用的总和就构成了摩擦阻力 : F= Wτb /σs μ=F/W= τ b /σs ? τb、σs分别是较软材料的剪切强度极限（或界面 剪切强度）和屈服极限。 (2)粘着理论基本要点： 摩擦表面处于塑性接触状态:实际接触面只占名义面积很小部分，接触点处应力达到受压屈服极限产生塑性变形后，接触点的应力不再改变，只能靠扩大接触面积承受继续增加的载荷。 滑动摩擦是粘着与滑动交替发生的跃动过程:接触点处于塑性流动状态，在摩擦中产生瞬时高温，使金属产生粘着，粘着结点有很强的粘着力，随后在摩擦力作用下，粘结点被剪切产生滑动。 摩擦力是粘着效应和犁沟效应产生阻力的总和:粘着结点的剪切常发生在软材料内部，造成磨损中材料的迁移现象。 ****两点说明: (1)上式表明，摩擦力与载荷成正比，与名义接触面积无关，摩擦系数决定于较软材料的力学性质. (2)实验证明，接触点上的变形阻力和分子间作用力相比很小，可以忽略不计。τb 是黏结点上分子键的剪切强度极限，σs 是材料的受压屈服极限。 犁沟效应： 犁沟效应是硬金属的粗糙峰嵌入软金属后，在滑动中推挤软金属，产生塑性流动并划出一条沟槽。犁沟效应的阻力是摩擦力的组成部分，在磨粒磨损和擦伤磨损中，为主要力量。 6.滑动摩擦机理分析： 两相对滑动表面摩擦系数是微凸体变形、磨粒和微凸体犁沟以及表面粘着综合作用的结果，可以把摩擦特性和时间的关系分几个典型阶段描述： （1）表面被污染，摩擦系数主要取决于材料组合、表面特性和环境条件。 （2）粘着起作用，摩擦系数开始上升，如果微凸体断裂，产生的磨粒将产生犁沟作用，使摩擦系数升高。 （3）滑动表面的磨粒数增加，犁沟作用增大，摩擦系数急剧上升。 （4）进入和离开界面的磨粒数相等时，摩擦系数保持不变，即稳定摩擦状态。 （5）硬表面的微凸体被逐渐磨平，形成光滑表面，磨粒不能黏附在光滑的表面，犁沟作用减弱。同时微凸体变形也减弱，摩擦系数有所下降。 （6）硬表面的表面粗糙度达到最佳值，软表面也可能达到同样光滑，摩擦系数趋于平稳。 （7）如果硬表面不是静止的，而是相对于静表面运动的，则硬表面将始终是粗糙的，后两个阶段不可能实现。 五、影响摩擦的因素 1．润滑条件 在不同的润滑条件下，摩擦因数差异很大，如洁净无润滑的表面摩擦因数为0.3～0.5；而在液体动压润滑的表面上摩擦因数为0.001～0.01。 2．表面氧化膜 在一般情况下，由于表面氧化膜的塑性和机械强度比金属材料差，在摩擦过程中，膜先被破坏，金属表面不易发生粘着，使摩擦因数降低，磨损减少。纯净金属材料的摩擦副不存在表面氧化膜，摩擦因数都较高。在摩擦表面上涂上铟、镉、铅等软金属，能有效地降低摩擦因数。 3．材料性质 相同金属或互溶性较大的金属摩擦副易发生粘着，摩擦因数增高；不同金属的摩擦副，由于互溶性差，不易发生粘着，摩擦因数一般较低。 4．载荷 在弹性接触的情况下，由于真实接触面积与载荷有关，摩擦因数将随载荷的增加而越过一极大值，当载荷足够大时，真实接触面积变化很小，因而使摩擦因数趋于稳定。在弹塑性接触情况下，材料的摩擦因数随载荷的增大而越过一极大值，然后随载荷的增加而逐渐减小。 5．滑动速度 在一般情况下，摩擦因数随滑动速度的增加而升高，越过一极大值后，又随滑动速度的增加而降低。有时摩擦因数随滑动速度的减小而增大，并不是由于速度的直接影响，而是速度减小时摩