3摩擦学基本知识.ppt

应当明确：多数磨损是以复合形式出现的，如微动磨损就是一种复合磨损形式。在实际工程中，应抓住主要的磨损形式，才能采取有效措施，以减少磨损，延长寿命。 3.2 磨损规律及影响因素 机器零件的工作过程分为三个阶段：跑合阶段、稳定磨损阶段、急剧磨损阶段。应尽可能延长稳定磨损阶段。 磨损的影响因素主要有：材料、表面硬度、滑动速度、载荷、表面温度、表面粗糙度、表面粘附物以及润滑等。 磨损量-时间曲线与磨损速度-时间曲线 3.3 减少磨损的基本措施 ①．材料的选择：相同金属材料的磨损率大于不同金属材料的磨损率，金属材料配对摩擦副的磨损率大于金属材料与非金属材料配对的摩擦副。 ②．润滑：使摩擦副在流体润滑状态下工作。 ③．表面强化处理：渗碳、渗氮、喷沙等表面处理工艺。 ④．结构设计：如采用转移性原则，使一摩擦面磨损而保护另一摩擦面。 如：滑动轴承表面油槽的布置，提高其承载能力。 ⑤．使用保养。 4. 润 滑 是减少机械零部件磨损、延长使用寿命的有效措施。 为了减少机器的磨损和发热,保证安全运转,延长使用寿命和降低能源的消耗,摩擦副表面间进行润滑。主要的润滑剂为液体润滑油。 据推算,全世界用于动力的能源,约有30%～40%消耗在无效摩擦上。因此改善机械的润滑,减少摩擦及其损失,是节约能源的有效措施。 据英国教科部调查组1966年报导,1965年英国产业部门,通过改善机械润滑和摩擦所取得收益概算为5.15亿英镑,其中包括节能值2000万英镑,节省润滑剂值为500万英镑。 美国ASME的润滑研究委员会在1977年冬季年会上发表的报告中指出,美国在润滑和摩擦方面的节能潜力总值约为能耗总值的11%,即每年约为160亿美元,其中道路运输部门占7.4%(约110亿美元),透平机组占0.5%(约8.0亿),工业机械占2.8%(约42亿美元),加上因此使机械的可靠性提高、耐用寿命及检修间隔期延长而取得的财政收益,则每年由此而取得的增产节约值估计可达400亿美元。 日本1975年预算,由于搞好企业机械的润滑,每年可节约能源的价值为8000亿日元。 我国机械工程学会自1982年起,用4年时间发动全国各行业5000多人参加摩擦学工业应用调查,调查表明，如能在工业中很好地开发应用摩擦学技术，其节约潜力将为国民经济总产值的1.3%，即到2000年可节约400亿元。 我国润滑油的标准规定的指标，不仅粘度大（比国际上高一倍），而且，标号少，间隔也大，尤其是品种和标号不全；加上用户有粘度大“保险”的错误，因而多数情况下都用高粘度油代替低粘度油，由此造成的动力损失和机械设备的磨损是相当严重的。 润滑分为流体润滑和非流体润滑两种。当工作状态为流体润滑时，两摩擦表面不直接接触，由一层厚度为1.5～2μm以上润滑油膜完全隔开，依靠润滑油的压力来平衡外载荷。 由于两摩擦表面不直接接触，产生的摩擦为润滑油分子间的内摩擦，因此摩擦系数很小，通常为0.001～0.008，从而降低了磨损，改变了摩擦副的工作性能。 依流体润滑油膜压力形成的方式不同，将流体润滑分为流体动压润滑、流体静压润滑和弹性流体动压润滑三大类。 ①流体动压润滑 由摩擦表面间形成的收敛油楔和相对运动，由粘性流体形成压力以平衡外载荷。。 流体动压型；(b) 流体静压型； (c) 挤压模型；(d) 流体动、静压混合型 流体膜润滑效应 各种密封面、流槽形状及对中误差 各种密封面、流槽形状及对中误差（续） 理论依据：流体润滑理论的基本方程——雷诺方程。 动压流体润滑三个必备条件：摩擦面间存在收敛间隙、粘性流体、相对运动。 举例：滑动轴承、浮环密封、干气密封、上游泵送机械密封等。 悬浮技术：磁悬浮、流体悬浮。 压差流 剪切流 挤压流 ②流体静压润滑 在外部压力源的作用下，由内部压差流动引起的，与配合面的相对运动无关。 如：流体静压滑动轴承、流体静压型机械密封等。 (a) 径向波度；(b) 凹槽；(c) 台阶；(d) 节流孔；(e) 毛细管；(f) 过平衡型；(g) 汽化；(h) 平行面（表面张力）；(i) 收敛凹面；(j) 收敛图面；(k) 扩散面；(l) 收敛锥面 产生密封流体静压效应的密封面形状 ③弹性流体动压润滑型 特征：摩擦副材料发生变形、润滑介质粘度随压力（及温度）变化。如：重载滚动轴承，唇型油封，热流体动压机械密封。 弹流压力分布及变形 唇边油封模型 机械密封缝隙内热效应