磨损原理培训资料.pptx

第4章 磨损原理4-1概述? 磨损：由于表面相对运动而使物体工作表面物质损失的现象? 危害：材料、能源的消耗。影响机器的寿命、可靠性，大约80% 的损坏零件是由于各种形式的磨损引起? 并不总是有害：跑合、磨削加工、研磨、抛光等? 减小和控制磨损：润滑、合理选材、设计、减磨材料的开发与应 用? 磨损现象十分复杂：至今仍不够理解其真正的机理》我国上世纪80年代不完全统计，在冶金矿山、农业机 械、煤炭、电力和建筑材料五个工业部门，每年仅用于磨 料磨损而需要补充的备件达100万吨钢材。约40%的农业 机具备件是由于磨料磨损造成的，约30%的锅炉钢管因腐 蚀磨损而失效。在摩擦学研究领域，磨损现象非常复杂，影响的因素很多； 根据统计, 在以往40年的文献中共发表了300多个各种形式的磨损公式。即使最完备的公式在实际应用中也有很大的局限 性。至今人们提出的与磨损有关的变量有600余个，而 最基本的也有100多个。这从一个方面反映了磨损现象的复杂性。4-2 磨损的基本类型彼德生（Peterson M B)粘着和转移，腐蚀，切削，塑性变形，表面断裂，表面反应，撕裂，疲 劳，溶化，电解化苏（Suh NＰ） 滑动磨损，微动磨损，磨粒磨损，侵蚀磨损，表面断裂，溶解磨损，扩散磨损，氧化磨损，腐蚀磨损，化学或热磨损巴威尔（Burwell J T)粘着磨损，磨粒磨损，表面疲劳磨损，化学磨损，微动磨损，冲蚀磨损? 其它还有一些分类方法1.粘着磨损? 定义：当摩擦面相对运动时，由于粘着作用，使两个表面的材料由一 个表面转移到另外一个表面而引起的机械磨损? 分类：轻微磨损、涂抹、擦伤、撕脱、胶合? 一般过程：a.微凸体产生塑性变形，b.相对运动使得粘着点撕裂，材 料从较软的表面转移到较硬的表面，c.进一步滑动使较硬的表面材料 脱落，形成分离。粘着磨损定律Archard J F推导了粘着磨损的公式δ A = π a2 = δW σδV = 2 π a33s3? 假设δ L = 2a ? δV = 2 π a = 1 π a2 = 1 δ A = 1 δW3 σ Sδ L 3 2a 3 3? 设全部接触的微凸体有K1的比率成为磨屑，则单位滑动距离的总的磨损体积为 δV 1V 1 1 WQ = = ∑ = K1 ∑δ A = K1 A = K1L δ L 3 3 3 σS? 代换后得到：Q = V = ∑ δV = K Wδ LLH? K为磨损系数，大约为K=10-2~10-7，空气中的金属： K=10-3~10-4，略有润滑： K=10-4~10-5，润滑良好： K=10-6~10-7，? 三条基本定律：》 磨损的体积与滑动距离成正比；》 磨损的体积与载荷成正比（当大到一定程度后不成立）；》 磨损的体积与较软的材料的屈服极限（硬度）成反比。? 将上式继续化简，引入h=V/Aa,平均压强P=W/AaV W= K ? h = K P ? h = K P ? t = h ? H ? 1? ?LAa HAaL H vt H? K ? pv? 可以看出，摩擦副的寿命与pv成反比影响粘着磨损的因素? 摩擦副材料的性质 粘着倾向越高，粘着磨损越大；相同金属—粘着倾向大---粘着磨损 大；异性金属的粘着磨损小；脆性材料比塑性材料要不容易发生黏着 磨损；多相金属也不容易发生黏着磨损；表面处理可以减小黏着磨损。? 载荷载荷增加—粘着磨损加剧，但有一临界载荷.? 温度表面温度升高—硬度下降---粘着上升 温度升高---润滑剂变质以至失效压力、速度影响温度2. 磨粒磨损? 定义：摩擦过程中，由于硬的颗粒或表面硬的凸起引起材料从其表面 分离出来的现象。? 分类： 按磨粒和表面的相互位置分：二体磨损、三体磨损按磨损表面所受的应力和冲击力大小：凿削式、碾碎式、擦伤式? 形成磨屑的机理有三种：微观切削，疲劳破坏，脆性剥落磨粒磨损的定律11W = π r 2σ= π h2tg 2θσ? 按照微观切削机理iSS22? 通过距离δL后，切削的材料为δV = rhδ L = δ Lh2tgθ2W ctgθδV δ Lh2tgθ= =iδ L δ Lπσ SW? 引入概率常数K1，得到： Q = V = KLAH? 磨损定律：》 磨损的体积与滑动距离成正比；》 磨损的体积与载荷成正比（当大到一定程度后不成立）；》 磨损的体积与较软的材料的屈服极限（硬度）成反比。影响磨粒磨损的因素? 相对硬度? 材料硬度? 弹性模量? 磨粒尺寸? 载荷? 表面粗糙度提高耐磨粒磨损的能力：提高摩擦副的表面硬度，降低 硬表面的粗糙度，使用前进行磨合，采用有效地密封和 过滤措施，防止外界磨粒浸入，定期更换润滑油3.疲劳磨损? 定义：由于交变应力使表面材料疲劳而使其从表面脱落的现象。? 特点：具有不可避