摩擦、磨损、润滑

第四章摩擦、磨损、润滑1.摩擦具有普遍性和不可避免性2.摩擦和磨损往往相伴发生3.摩擦和磨损都具有两面性4.减少摩擦磨损的最有效方法是润滑5.减摩和耐磨材料在工业中的应用4.1摩擦的种类及其基本性质1.摩擦现象和摩擦力2.摩擦的分类----干摩擦,边界摩擦,流体摩擦,混合摩擦3.润滑分类----流体润滑,边界润滑,混合润滑,固体润滑4.摩擦特性曲线n/p----5.磨损曲线F--塑性变形边界膜弹性变形液体塑性变形边界膜弹性变形液体塑性变形边界膜弹性变形液体塑性变形边界膜弹性变形液体baFnAri4.2干摩擦1.库仑定律（1875年完成）=F/FN#摩擦力方向总是与相对运动速度的方向相反，大小与法向压力成正比；#摩擦力大小与名义接触面积无关#摩擦系数取决于材料，与速度和载荷大小无关#静摩擦系数大于动摩擦系数2.绝对干摩擦在实际中很少发生3.摩擦形成机理#干摩擦在工业实际中很少发生（氧化膜、污染膜存在）#摩擦学说：1、机械啮合理论2、分子理论3、分子机械理论4、能量理论5、粘着理论6、变形-犁沟-粘着理论#真实接触面积scBscrBrNBrscNrAAFFAFFA,,4.3边界摩擦润滑边界膜种类:----物理吸附膜(极性分子与金属表面吸引)，温度对其影响较大，发生脱附、乱向、破坏，适于常温、轻载、低速下工作----化学吸附膜(分子靠分子键与金属表面形成化学吸附)，吸附强度较高、稳定性好，适于中等载荷、速度、温度下工作----化学反应膜(添加剂与金属化学反应生成的膜)，形成的金属盐具有较高的熔点和较低的剪切强度,稳定性较好,适于重载、高速和高温下工作#第一临界温度、第二临界温度#限制pv值十分重要#提高边界膜强度措施：合理选择摩擦副材料和润滑剂；降低表面粗糙度、加入油性添加剂（脂肪酸）和极压添加剂。4.4磨损1.磨损2.正常磨损----在规定的年限内，磨损量不超过允许值3.磨损率及其测定方法----单位时间材料的磨损量，用体积、重量、厚度等衡量；4.耐磨性5.磨损的一般过程(三个阶段)6.磨损的四种基本类型----粘着磨损,表面疲劳磨损,磨粒磨损和腐蚀磨损4.4.1粘着磨损1.粘着磨损的分类----轻微磨损,涂抹,划伤,撕脱,咬死2.减轻粘着磨损的方法----合理选择摩擦副材料----采用含有油性和极压添加剂的润滑油----限制温升----控制压强(pH/3)表面疲劳磨损1.产生的原因2.减少疲劳磨损的方法----合理选材----控制表面粗糙度----合理选择润滑油粘度，避免含水----合理选择表面硬度----材料的抗粘着和抗疲劳磨损能力有相反的关系磨粒磨损1.产生的原因2.影响因素----摩擦材料硬度,磨粒硬度,3.摩擦材料选材原则----长期在低应力下工作的零件选较硬的钢,高应力和冲击载荷作用下的零件选用韧性好、冷作硬化的钢，在凿削下工作的零件采用一定硬度和高韧性的钢腐蚀磨损1.产生的原因2.氧化磨损3.影响因素4.磨损类型的混合发生#润滑油有时也有腐蚀作用4.5流体摩擦润滑1.流体的粘度----衡量内摩擦力大小的物理量2.粘度的定义及物理意义3.流体润滑的建立条件----流体动力润滑,弹性流体动力润滑,流体静压润滑#流体动压润滑1.定义2.产生的基本条件306hhhvxp弹性流体动力润滑1.定义2.产生的原因3.道森公式4.5.3流体静压润滑1.定义2.补偿元件的作用（毛细管、小孔、定量泵）3.气体静压润滑4.油膜刚度静压润滑的优缺点优点----油膜的建立与速度无关----任何情况下不发生动静接触摩擦磨损----油膜刚度大缺点----需要一套供油装置4.6膜厚比与润滑状态润滑剂分类润滑剂：减小摩擦磨损、降温，防锈、传递动力、减振、密封常见润滑剂:液体润滑剂,半固体润滑剂,气体润滑剂,固体润滑剂.1.液体润滑剂----石油润滑剂,合成润滑剂,动物油,植物油,水及其他液体2.润滑脂3.气体润滑剂和固体润滑剂4.7润滑剂与添加剂润滑剂性质----粘度----凝点----闪点、燃点----油性----滴点----锥入度添加剂----极压添加剂,油性剂,粘度指数改进剂,抗蚀添加剂,消泡剂,降凝剂,防锈剂1.粘度的单位=F/A=-u/y，----国际单位(动力粘度)Pa.s---1N.s/m2----运动粘度m2/s，)/().(3mkgsPa粘度单位换算----1Pa.s=10P(dyn.s/cm2)=1000cP----1m2/s=106cSt(mm2/s)=104St(cm2/s)粘度等级温度和压力对粘度的影响配油计算pe04.9工业用润滑油和润滑脂简介润滑油选用原则:----高速或载荷较轻的场合，选用粘度较低的润滑油----低速或载荷较大的场合，选用粘度较高油性较好的润滑油----低速大载荷场合，选用含油性添加剂和极压添加剂的润滑油----冲击、振动、间歇、往复运动的场合，选粘度高、吸附性好的润滑油----温度高的场合，选粘度大、闪点高、抗氧化润滑脂选用原则----潮湿环境或与水、水汽接触的场合，选用耐水性的润滑脂----在低温或高温下工作的部位，要满足温度要求----受载较大，应选用锥入度小的润滑脂----低速重载，选含有极压添加剂润滑脂----相对滑动速度较高，选用锥入度大、机械安定性好的润滑脂1、什么叫摩擦、摩擦力、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦、流体润滑、混合润滑、固体润滑？2、摩擦特性曲线分为哪几个阶段？3、摩擦的粘着理论如何解释摩擦的产生？4、边界膜有哪几种？各有何特点？5、什么叫磨损？其过程分为哪几个阶段？影响磨损的因素有哪些？6、常见磨损类型有哪些？7、什么叫轴承数？什么叫流体动力润滑和弹性流体动力润滑？什么叫流体静压润滑？复习思考题8、如何判断润滑所处的状态？9、润滑剂有哪几种？各有何特点？10、润滑剂通常有哪些指标？什么叫添加剂？11、粘度是如何定义的？常用单位是什么？12、温度和压力是如何影响粘度的？SEMINARTOPIC摩擦、磨损、润滑三者之间有什么样的关系？谈谈本章内容在整个机械设计中应占有什么样的地位？