摩擦磨损与润滑沈阳农业大学.ppt

第三章 摩擦、  磨损与润滑 沈阳农业大学 工程学院 机械设计教研室 张祖立 基本要求 1、摩擦、磨损和润滑的概念、种类及性质 2、边界润滑的特点和润滑机理 3、流体动压润滑的润滑机理，形成流体动压润滑的条件 4、摩擦特性曲线的意义，流体润滑、混合润滑和边界润滑的特点及用膜厚比判定摩擦状态 5、磨损的过程，磨损的种类及减轻摩擦磨损的途径和措施 引 言 零件的相对运动是在相互摩擦下进行的。 摩擦 有益的摩擦：摩擦传动、摩擦制动和摩擦联接等； 有害的摩擦：造成能量损耗、效率降低、温度升高、表 面磨损。 磨损 使机器的精度降低、产生振动和噪声，缩短使用寿命。 磨损是消耗材料、降低机械寿命和使用性能的主要根源。 润滑 减少摩擦和磨损、降低功耗、提高效率的主要措施。 第一节 摩 擦 1．干摩擦 干摩擦 两摩擦表面直接接触，不加入任何润滑剂的摩擦。 干摩擦的特点 摩擦系数大，发热多，磨损严重，零件寿命短等。 要求高摩擦的摩擦副，可在干摩擦状态下工作； 要求低摩擦的摩擦副，应力求避免干摩擦。 2．边界摩擦（边界润滑） 边界膜 润滑剂在摩擦表面由吸附作用或化学反应生成一层薄膜。 边界膜的种类 物理吸附膜、化学吸附膜、化学反应膜。 边界膜的厚度 一般在0.1μm以下 边界膜的性质 取决于摩擦表面的性质和边界膜的结构及其物理化学性质； 边界膜的存在，避免了部分表面金属的直接接触，可大大减少摩擦磨损。 边界摩擦的应用 普通滑动轴承、气缸与活塞环、凸轮与导杆、机床导轨等处。 要求低摩擦的摩擦副，维持边界摩擦是其最低要求。 3．流体摩擦（流体润滑） 两相对滑动表面被一流体层完全隔开，表面微观凸峰不直接接触，摩擦的性质取决于流体内部分子间黏性阻力，由流体的压力传递两个表面间的相互作用力。 流体摩擦的特点 摩擦系数很小，没有磨损，使用寿命 长。 流体动力润滑 靠摩擦表面间的相对运动把流体带到 摩擦表面间建立压力膜。 流体静力润滑 由外界将具有压力的流体送入摩擦表面之间建立压力膜。 要求低摩擦的，流体摩擦是比较理想的摩擦状态。 4．混合摩擦（混合润滑） 当摩擦表面间有润滑油，但不能保证流体摩擦时， 有部分接触是边界摩擦，其余部分是流体摩擦。 膜厚比l 摩擦(润滑)状态可用膜厚比l来大致估计 式中：hmin——两表面间的最小公称油膜厚度 Rq1、Rq2——两表面间的轮廓均方根偏差 Rq = (1.2~1.25) Ra Ra——轮廓表面算术平均偏差 l ≤1——边界摩擦状态 １ l ≤3——混合摩擦状态 l 3——流体摩擦状态 二、固体表面接触时的摩擦机理 解释摩擦本质的理论 机械啮合理论 粘着理论 分子—机械理论 机械啮合理论 两个表面接触时，微观凸峰相互啮合，相对运动时所产生 的摩擦力就是啮合点切向阻力的总和，表面粗糙度越大，摩擦力就越大。 这一理论可以解释较粗糙加工表面的摩擦现象 不能解