第3章 摩擦、磨损与润滑概述.ppt

第3章 摩擦、磨损与润滑概述 第3章 摩擦、磨损与润滑概述 3.1 摩擦 3.2 磨损 3.3 润滑剂、添加剂和润滑方法 3.4 流体润滑原理简介 3.1 摩擦 一、概述 世界上使用的能源大约有 1/3~1/2 消耗于摩擦。 机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的。 关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology)。 摩擦　是相对运动的物体表面间的相互阻碍作用； 磨损　是由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移； 润滑　是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。 3.1 摩擦 二、４种滑动摩擦状态 干摩擦 边界摩擦 １. 干摩擦：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：吸附在摩擦表面的边界膜(物理吸附膜或化学反应膜)的摩擦。 3.1 摩擦 二、４种滑动摩擦状态 流体摩擦 混合摩擦 ４．混合摩擦：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，摩擦系数比边界摩擦时要小得多。 ３．流体摩擦：摩擦表面被流体膜隔开，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，统称为不完全液体摩擦。 3.2 磨损 零件的磨损过程可分为三个阶段，即： ? 磨合阶段　 新零件开始使用的这一阶段，磨损率较高。 ? 稳定磨损阶段　属于零件正常工作阶段，磨损率稳定且较低。 ? 剧烈磨损阶段　属于零件即将报废的阶段，磨损率急剧升高。 3.2 磨损 磨粒磨损　简称磨损，是外部进入摩擦表面的游离硬颗粒或硬的轮廓峰尖所引起的磨损。 冲蚀磨损　流体中所夹带的硬质物质或颗粒，在流体冲击力作用下在摩擦表面引起的磨损。 微动磨损　是指摩擦副在微幅运动时，由上述各磨损机理共同形成的复合磨损。微幅运动可理解为不足以使磨粒脱离摩擦副的相对运动。 粘附磨损　也称胶合，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”，在相对运动时，材料从一个表面迁移到另一个表面，形成粘附磨损。 疲劳磨损　也称点蚀，是由于摩擦表面材料微体积在交变摩擦力作用下，反复变形所产生的材料疲劳所引起的磨损。 磨损机理与分类，大体上可概括为： 腐蚀磨损　摩擦表面材料在环境的化学或电化学作用下引起腐蚀，在摩擦副相对运动时所产生的磨损即为腐蚀磨损。 3.2 磨损 磨粒磨损/磨削 疲劳磨损/疲劳点蚀 粘着磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损-电化学作用 微动磨损 形成 表面微峰或外界硬质颗粒进入摩擦面。 接触应力反复作用。如轴承、齿轮。 边界摩擦，载荷大，速度高，边界膜破坏，表面尖峰接触。 一定速度的硬质微粒反复作用，表面受法向力及切向力。如水轮机叶片。 空气中的酸、润滑油中的无机酸产生化学作用或电化学作用。 小振幅、大频率、点或线接触。 现象 表面划伤或犁沟现象。 表层金属剥落，形成点蚀凹坑。 形成材料转移。 表面疲劳，材料损失。 表面腐蚀并磨损。 磨损面积小。 影响因素 环境，表面硬度、粗糙度。 表面硬度、粗糙度，润滑油粘度。 材料硬度，表面粗糙度，载荷、速度、温度，不同材料配副。 材料硬度 环境、润滑油的腐蚀性。 载荷。 3.3 润滑剂、添加剂和润滑方法 一、润滑剂 润滑油：动植物油、矿物油、合成油、各种乳剂。 粘度有很多，如：动力粘度η、运动粘度ν、条件粘度ηE 等。 润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系， 如：牌号为L-AN10的油在40℃时的运动粘度大约为10 cSt。 粘度—是润滑油的主要质量指标，粘度值越高，油越稠，反之越稀； 粘度可定性地用来描述润滑油的流动阻力。 油性—极性分子与金属表面形成吸附形成边界油膜的能力。（低速重载或润滑不良） 氧化稳定性—氧化生成硫、氯、磷的酸性化合物的性能。 极压性—加入有机极性化合物后形成化学反应边界膜的性能。（低速重载及高温） 凝点—不能再自由流动时所达到的最高温度。 闪点—加热所蒸发出的油气遇到火焰能发出闪光时的最低温度。（工作温度低30-400 ） 3.3 润滑剂、添加剂和润滑方法 一、润滑剂 润滑脂 固体润滑剂 　　润滑脂的主要质量指标是： 滴点—决定工作温度。（标准测量杯，工作温度至少应低于200。） ：润滑油+稠化剂（如钙、锂、钠的金属皂） ：石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。 锥入度—反映其稠度大小。（内阻力，流动性。）牌号—锥入度的等级。 气体润滑剂：任何气体，常用空气，气体轴承。 3.3 润滑剂、添加剂和润滑方法 提高油性、极压性 延长使用寿命推迟老化 改善物理性能 添加剂的作用 油性添加剂 极压添加剂 分散净化剂 消泡添加剂 抗氧化添加剂 降凝剂 增粘