机械设计摩擦磨损及润滑概述PPT.ppt

§4-1 摩　擦 §4-2 磨　损 §4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 §4-4 流体润滑原理简介 §4-0 概　述 机械零件设计概论 §4-0 概 述 摩擦学——研究相对运动的作用表面间的摩擦、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。 ▲ 摩擦——相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象 ▲ 磨损——由于摩擦而造成物体表面材料的损失或转移 ▲ 润滑——减轻摩擦和磨损所应采取的措施 关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology)。 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。 减少摩擦 节省能源； 减少磨损 降低设备维修次数和费用，节省制造零 件及其所需材料的费用。 随着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用必将由宏观进入微观，由静态进入动态，由定性进入定量，成为系统综合研究的领域。 二、摩擦的分类 内 摩 擦——在物质的内部发生的阻碍分子之间相对 　　　　　 运动的现象。 外 摩 擦——在相对运动的物体表面间发生的相互阻 碍作用现象。 静 摩 擦——仅有相对运动趋势时的摩擦。 动 摩 擦——在相对运动进行中的摩擦。 滑动摩擦——物体表面间的运动形式是相对滑动。 滚动摩擦——物体表面间的运动形式是相对滚动。 ▲ “机械说” ——摩擦原因是表面微凸体的相互阻碍作用 ▲ “分子说” ——摩擦原因是表面材料分子间的吸力作用 一、摩擦的机理 ▲ “机械－分子说”　两种作用均有 §4-1 摩　擦 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 1. 干摩擦 　　两零件表面直接接触后，因为微观局部压力高而形成许多冷焊点，运动时被剪切。 不允许出现干摩擦！ 2. 边界摩擦 三、 滑动摩擦状态 ?功耗↑ 磨损↑ 温度↑ ?烧毁轴瓦 　　运动副表面有一层厚度1 μm的薄油膜，不足以将两金属表面完全分开，其表面部分微观高峰部分仍将相互搓削。 比干摩擦的磨损轻，f ≈ 0.1 ~ 0.3 v 　　有一层压力油膜将两金属表面隔开，彼此不直接接触。是理想的摩擦状态。 3. 液体摩擦 摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.001 ~ 0.01 v v v 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。 点蚀过程： 产生初始疲劳裂纹→扩展→ 微粒脱落，形成点蚀坑。 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： 冲蚀磨损—流动的液体或气体中所夹带的硬质物体或硬 质颗粒冲击零件表面所引起的机械磨损。利 用高压空气输送型砂或高压水输送碎石时， 管道内壁所产生的机械磨损是实例之一。。 近年来，由于燃气涡轮机的叶片、火箭发动机的尾喷管这样一些部位的破坏，才引起人们对这种磨损形式的特别注意 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： 腐蚀磨损——当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