《机械设计》教学课件第4章摩擦、磨损与润滑概述.pptVIP

第四章摩擦、磨损与润滑概述§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的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)。摩擦学摩擦学是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科学技术。随着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用已经由宏观进入微观，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。世界上使用的能源，大约有1/3~1/2消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。另外，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，如果能控制和减少磨损，则既减少设备维修次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。概述摩擦摩擦1二、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”产生摩擦的原因是表面微凸体的相互阻碍作用。“分子说”产生摩擦的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。1785年，法国的库仑用机械啮合概念解释干摩擦，提出摩擦理论。后来又有人提出分子吸引理论和静电力学理论。1935年，英国的鲍登等人开始用材料粘附概念研究干摩擦，1950年鲍登提出了粘附理论。对于金属材料，目前较多采用修正后的粘附理论。摩擦2摩擦三、４种滑动摩擦状态（详细介绍）１.干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。２.边界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，其摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。（详细介绍）摩擦3摩擦４．混合摩擦是指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，其摩擦因数比边界摩擦时要小得多。３．流体摩擦是指摩擦表面被流体膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。流体摩擦时的摩擦因数最小，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在工程实际中很难区分，常统称为不完全液体摩擦。随着科学技术的发展，关于摩擦学的研究也逐渐深入。比如提出了薄膜润滑的概念，在填补了流体润滑与边界润滑之间的润滑理论机理空白之外，也适应了更为广泛的应用背景需要；此外在微观摩擦学研究领域，形成了微－纳米摩擦学理论，使得摩擦学研究能够深入到原子、分子尺度，动态揭示摩擦过程中的微观现象，在包括大容量高密度磁记录装置等微机械系统的功能特性和使用寿命等方面都具有明显的应用背景。磨损是运动副之间的摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。磨损会影响机器的效率，降低工作的可靠性，甚至促使机器提前报废。磨损1在设计或使用机器时，应该力求缩短磨合期，延长稳定磨损期，推迟剧烈磨损的到来。为此就必须对形成磨损的机理有所了解。一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，即：?磨合阶段新的零件在开始使用时一般处于这一阶段，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。摩擦2对磨损的研究开展较晚，20世纪50年代提出粘着理论后，60年代在相继研制出各种表面分析仪器的基础上，磨损研究才得以迅速开展。（详细介绍）磨损磨损2磨粒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而在摩擦表面引起的磨损。微动磨损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。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磨损。磨损关于磨损机理与分类的见解颇不一致，大体上可概括为：（更多介绍）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