磨擦磨损及润滑.ppt

第1页，共36页，星期日，2025年，2月5日干摩擦—最不利（无润滑状态）边界摩擦—最低要求（边界润滑状态）流体摩擦（流体润滑状态）混合摩擦（混合润滑状态）金属摩擦副的滑动摩擦：第2页，共36页，星期日，2025年，2月5日一、干摩擦古典摩擦理论的摩擦力计算公式：库仑公式新理论：分子—机械理论、能量理论、粘着理论不加润滑剂时，相对运动的零件表面直接接触，这样产生的摩擦称为干摩擦(如真空中)。ｆ＝0.30～0.35第3页，共36页，星期日，2025年，2月5日一、干摩擦简单粘着理论：第4页，共36页，星期日，2025年，2月5日二、边界摩擦（边界润滑）两表面加入润滑油后，在金属表面会形成一层边界膜，它可能是物理吸附膜，也可能是化学反应膜。不满足流体动压形成条件，或虽有动压力，但压力较低，油膜较薄时，在载荷的作用下，边界膜互相接触，横向剪切力比较弱，这种摩擦状态称为边界摩擦。边界膜：比较牢固地吸附在金属表面的分子膜。ｆ＝0.01～0.1第5页，共36页，星期日，2025年，2月5日物理吸附膜如图常温、轻载、低速化学吸附膜中等载荷、速度和温度化学反应膜重载、高速和高温膜厚比λ越大，油膜承载比例大，f越小判断摩擦状态：边界摩擦λ≤１边界膜强度:合理选择润滑副材料和润滑剂,降低表面粗糙度值,润滑剂中加油性和极压添加剂第6页，共36页，星期日，2025年，2月5日三、流体摩擦（润滑）膜厚比λ3～４全液体摩擦当两摩擦表面被流体（液体或气体）完全隔开时，摩擦表面不会产生金属间的直接摩擦，流体分子层间的粘剪阻力就是摩擦力，这种摩擦称为流体摩擦。ｆ＝0.001～0.008第7页，共36页，星期日，2025年，2月5日当动压润滑条件不具备，且边界膜遭破坏时，就会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩擦同时存在的现象，这种摩擦状态称为混合摩擦。非（完全）液体摩擦膜厚比四、混合摩擦（润滑）１≥λ≥3第8页，共36页，星期日，2025年，2月5日§4—2磨损一、典型的磨损过程（三阶段）1、磨合磨损过程2、稳定磨损阶段3、剧烈磨损阶段在一定载荷作用下形成一个稳定的表面粗糙度，且在以后过程中，此粗糙度不会继续改变，所占时间比率较小经磨合的摩擦表面加工硬化，形成了稳定的表面粗糙度，摩擦条件保持相对稳定，磨损较缓,该段时间长短反映零件的寿命经稳定磨损后，零件表面破坏，运动副间隙增大→动载、振动→润滑状态改变→温升↑→磨损速度急剧上升→直至零件失效第9页，共36页，星期日，2025年，2月5日二、磨损分类：根据磨损机理可分为1）粘着磨损：2）磨粒磨损/磨削形成：边界摩擦，载荷大，速度高，边界膜破坏，表面尖峰接触。现象：形成材料转移。影响因素：材料硬度，表面粗糙度，载荷、速度、温度，不同材料配副。形成：表面微峰或外界硬质颗粒进入摩擦面。现象：表面划伤或犁沟现象。影响因素：环境，表面硬度、粗糙度。第10页，共36页，星期日，2025年，2月5日3）疲劳磨损（也称疲劳点蚀）4）流体磨粒、冲蚀磨损形成：接触应力反复作用。轴承、齿轮。现象：表层金属剥落，形成点蚀凹坑。影响因素：表面硬度、粗糙度，润滑油粘度。形成：一定速度的硬质微粒反复作用，表面受法向力及切向力。燃气涡轮机叶片、水轮机叶片。现象：表面疲劳，材料损失。影响因素：材料硬度第11页，共36页，星期日，2025年，2月5日5）腐蚀磨损-电化学作用形成：空气中的酸、润滑油中的无机酸产生化学作用或电化学作用。现象：表面腐蚀并磨损。影响因素：环境、润滑油的腐蚀性。6）微动磨损形成：小振幅、大频率、点或线接触。现象：磨损面积小。影响因素：载荷。第12页，共36页，星期日，2025年，2月5日2、润滑脂钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂3、固体润滑剂石墨、二硫化钼、氮化硼、蜡、聚氟乙烯、酚醛树脂§4—3润滑剂、添加剂和润滑方法1、润滑油有机油、矿物油、合成油润滑剂：气体、液体、半固体和固体第13页，共36页，星期日，2025年，2月5日一、润滑油的粘度润滑油的粘度反映了润滑油在外力作用下抵抗剪切变形的能力，也是内摩擦力大小的标志。第14页，共36页，星期日，2025年，2月5日剪切应力τ与流体沿y方向速度的梯度成正比，即η定义为流体的动力粘度上式称为牛顿流体粘性定律,凡符合此定律的流体称为牛顿流体,否则称为非牛顿流体。除此以外，还有运动粘度和条