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摩擦学(简单)分析
摩擦学原理及应用TRIBOLOGY 河南农业大学机电工程学院 王万章 副教授Wanzwang@163.com 一.摩擦 其它分类: 按摩擦副运动形式 运动状态 Rolling Sliding Static Dynamic 按摩擦副运动工况 Speed Vacuum Temperature 高速 时间短梯度大,局部高温 真空 无对流,氧化,吸附 高温 润滑问题,钨,硼,钒,硅合金 磨损的类型:(自学为主) Abrasive wear 开式齿轮表面, 犁铧 Adhesive wear 齿面胶合; Fatigue wear 齿面点蚀 Corrosive wear Fretting wear 改善摩擦副耐磨性能的措施 选择减磨材料、合理选择润滑剂和添加剂、控制易损件的工作条件 摩擦学原理的主要应用方面 机器设计制造 润滑设计 材料选择(耐磨,减磨,摩阻) 加工工艺设计 机器技术状态监测 润滑油样分析 Lubricate analysis 磨粒分析 Wear particle 铁谱分析 Ferrography 机器维修保养工艺 机器零件修复和表面工程设计 堆焊building up welding 刷镀 brush plating 喷涂thermal spraying 化学镀 chemical plating 机器零件失效分析 农机化工程硕士研究生课程安排 课堂教学 汽车摩擦学专题 表面工程摩擦学专题 设备诊断维修摩擦学专题 土壤机械摩擦学专题 磨损试验 专题讨论 课程考试 二.轴瓦的结构与材料 1.轴瓦的结构 轴瓦的形式和构造--整体铸造、对开式 油孔及油槽(p476,图15-27、15-28) 轴瓦的定位--保证轴瓦与轴承座之间无轴向、周向的相对移动 (图15-28) 2.轴瓦的材料 选用原则 常用的轴瓦材料(p75,表3-3) 油孔与油槽的位置 不要开在轴承的承载区内,否则将急剧降低轴承的承载能力(图15-30) 油槽的剖面形状应避免边缘有锐边或棱角,保证润滑油能顺畅地流入润滑表面之间。 2.轴承材料的选用原则 良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性 良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性 足够的强度和抗腐蚀能力 良好的导热性、工艺性和经济性等 3-3 不完全液体润滑滑动轴承 设计计算 一.失效形式 磨粒磨损与粘着磨损为主、多种失效形式并存的情况 二.设计准则 边界膜不遭破坏,维持粗糙表面微腔内有液体润滑存在 三.径向滑动轴承的计算 四.推力滑动轴承的设计计算(自学) 3-4液体动力润滑径向滑动轴承的 设计计算 一.径向滑动轴承形成液体动力润滑的过程(图3-12) 四.液体动力润滑径向滑动轴承的工作能力计算 1.轴承承载力计算 2.摩擦力及摩擦功耗的计算 3.轴承的最小油膜厚度 4.轴承的热平衡计算 5.工作能力计算的一般步骤 图3-18 五.轴承参数的选择 相对间隙 宽径比 表3-6、表3-7 润滑油动力粘度 表3-8 小节:滑动轴承设计的主要内容 一.合理选择轴承的型式和结构 二.合理选择轴瓦的结构与材料 三.确定轴承的结构参数(d、B/d、?) 四.选择润滑剂的类型及供应方式 五.轴承的工作能力计算 (承载力、热平衡、最小油膜厚度) 汽车中的摩擦学 车辆底盘中的摩擦学问题 轮胎与地面 1.轮胎与地面的摩擦——湿滑路面的轮胎与路面摩擦属于低模量弹性流体动力润滑问题。 2.轮胎的磨损——物理-化学过程,橡胶氧化裂纹扩展导致胎面的磨损。 制动器与离合器 1.摩擦制动 2.防抱死(ABS)系统 轮毂轴承 汽车专用轴承的设计,世界上已经生产出第五代轮毂轴承。我国具有生产第三代轴承的能力,但是大部分仍采用的是第一代轴承。 汽车中的摩擦学 汽车润滑材料 发动机油、齿轮油、手动或自动换档油、刹车油和汽车用润滑脂 汽车摩擦学系统油液分析与状态检测 通过对使用过程中的润滑油合理提取相关信息,可以进行机器的故障诊断和状态检测。 汽车中的摩擦学 其他 汽车系统中的齿轮、联轴器、涡轮增压器转子轴承等都有摩擦学问题;汽车车身的表面形貌问题(影响漆光度、冲压成型性能等)。 4.轴承热平衡计算 根据能量守恒:每秒产生的热量 带走热量 达到热平衡时的润滑油温度差 式(12-28) 为保证轴承的正常工作,一般要求等效温度不超过75℃。 流量系数,图3-17 等效温度: 入口油温tin一般为30~45°C 高速重载条件: 式(3-33) 式(3-32) 中等载荷和一切非稳定载荷下: 假设 否 结束 流体动压润滑径向轴承]工作性能计算的一般流程 是 是 式(3-36) 汽
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