2.1船机零件的摩擦与磨损幻灯片.ppt

* 第二章 船机零件的摩擦与磨损 摩擦磨损是船机零件的故障模式之一，是影响船舶机器正常运转和船舶安全航行的主要因素。 据资料介绍：世界能源的1／3～1／2是以不同形式消耗在克服机械零件表面相互作用的摩擦上。 对于船用柴油机来说，目前无论是二冲程的低速机还是四冲程的中速机，燃油消耗率已降至163 g/(kW·h)左右，热效率达到50 %以上，但能量消耗在运动副的摩擦上约占10 %左右。 摩擦 能源浪费 磨损 故障 造成 造成 §2-1 摩擦 §2-2 磨损 §2-3活塞环与气缸套的摩擦磨损 §2-4 曲轴与轴承的摩擦磨损 第二章 船机零件的摩擦与磨损 §2.1 摩擦 主要内容：研究摩擦表面、摩擦机理、磨损机理、润滑理论和摩擦学的应用等。也可以说，摩擦学是研究摩擦、磨损和润滑之间关系的科学与技术的总称。 摩擦学〖1〗 ——是研究具有相对运动的相互作用表面的有关理论与实践的科学。 一、摩擦表面 二、摩擦 一、摩擦表面 关于摩擦学的研究内容，下列说法正确的是______。 A．研究摩擦问题 B．主要研究磨损问题 C．主要研究润滑问题 D．研究摩擦、磨损与润滑问题 摩擦学是研究具有相对运动摩擦副的______的理论与实践的科学。 A．相互作用表面 B．摩擦与磨损 C．摩擦与磨损机理 D．润滑 D 练习： A （一）摩擦表面的形貌及表示方法〖2〗 一、摩擦表面 1.定义：零件表面几何形态称为表面形貌。由表面最后加工的方法、刀痕、切屑分裂时的变形、刀具与表面摩擦和加工系统的振动等因素造成。 2.表示方法 1)表面波度。形成周期性的波状表面峰和谷，是由于机床加工系统振动的结果，为介于形状误差与粗糙度之间的误差 一、摩擦表面 2.表示方法 2)表面粗糙度（微观几何形状）。表面轮廓微观几何形状误差。其中以微观几何形状粗糙度为优选，由算术平均差Ra表示，单位为μm。 Ra是表面轮廓在取样长度内各点的平均高度，反映表面粗糙的程度。分为14级(P30)。 粗糙度直接影响摩擦表面的接触面积，进而影响接触压强的大小；从而影响耐磨性、疲劳强度、耐腐蚀性和配合性质的稳定性。 摩擦表面实际接触面积远远小于名义（理论）接触面积，仅为名义接触面积的0.01%～0.1%。 一、摩擦表面 2.表示方法 3)宏观几何形状。宏观所见表面的轮廓线产生偏离名义几何形状的粗大偏差。 （二）金属表面层的结构〖3〗 两接触表面间的摩擦、磨损除与表面的形貌有关外，还与表面的物理化学特性有关，也与零件表层结构有关。 零件表面层结构示意图 金属表面一出现，就会与空气中的各种其它物质起作用而形成各种膜，这些膜的结构性质对摩擦性能的影响很大。一般讲，这些膜是有益的，有利于减少摩擦磨损。 污染层5μm 吸附气体层0.5μm 氧化层10μm 小结：金属表面结构和性能与基体不同，具有自由能，具有润湿性、吸附作用、化学作用和塑性变形等。 外表层 内表层 表层结构 加工硬化层5μm 又称变形层 对金属表面层的分类，属于内表层的是______。Ⅰ.吸附气体层；Ⅱ.污染层；Ⅲ.氧化层；Ⅳ.加工硬化层；Ⅴ.基体。 A．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅴ B．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅴ C．Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅴ D．Ⅳ＋Ⅴ 零件摩擦表面的实际接触面积______名义接触面积，仅是名义接触面积的______。 A．等于/100% B．小于/100% C．远小于/1% D．远远小于/0.1% D 练习： Ｄ 二、摩擦 摩擦的定义〖4〗及危害 1.摩擦：两个接触物体在外力作用下产生相对运动（或运动趋势）时，实际接触表面产生切向阻力和阻力矩以阻止运动的现象称为摩擦。阻力和阻力矩分别称为摩擦力和摩擦力矩。 2.危害 表面磨损 能量消耗 热量 物体温度 摩擦 二、摩擦 (一)摩擦的分类〖4〗 静摩擦 动摩擦 (1)按摩擦副的运动状态分为 (2)按摩擦副的运动形式分为 滑动摩擦 动摩擦 二、摩擦 (一)摩擦的分类〖4〗 (3)按摩擦表面的润滑状态分 干摩擦 纯净摩擦 边界摩擦 液体摩擦 混合摩擦 纯净摩擦：摩擦表面间没有任何吸附膜或化合物时的摩擦。仅发生于两个接触表面产生塑性变性（表面膜破坏）或真空中。纯净摩擦在现实中少见，仅为理论上的摩擦。 干摩擦：摩擦副表面无任何润滑剂存在时的摩擦。其摩擦系数最大0.1～1.5(0.1～0.5) 边界摩擦：摩擦表面间存在一层极薄(0.1μm或更薄)的润滑膜的摩擦。摩擦力的大小与润滑膜的粘度无关，只与润滑膜分子对摩擦表面的吸附性有关。其摩擦系数介于液体与干摩擦之间为0.05～0.5。 液体摩擦：两摩擦表面被一层连续