第三章磨擦磨损及润滑.pptVIP

 2、弹性流体动力润滑 * * 第四章 摩擦、磨损及润滑概述 本章重点 摩擦的分类及弹性流体动力润滑的基本原理 摩擦的分类及机理 磨损的种类及过程 流体动力润滑的基本知识 本章难点 弹性流体动力润滑的基本原理 主要内容 内容提要： 本章主要内容是对摩擦学所研究的主要对象(即摩擦、磨损及润滑的基本问题)作简单扼要的介绍，重点在于阐述摩擦和磨损的分类和机理，形成油膜的动压和静压原理，以及弹性流体动力润滑的基本知识。 学习目标： 明确摩擦学所包含的主要内容、研究对象及发展摩擦学的重要经济价值。对于干摩擦、边界摩擦、混合摩擦、流体摩擦的机理和物理特征要有扼要的了解。初步了解磨损的一般规律及各种磨损的机理和物理特征。了解润滑的作用及润滑剂的主要质量指标。掌握流体动力润滑的基本概念及楔形效应承载原理。 摩擦学（Tribology） §4—1 摩擦 一、摩擦的类型 (1)、摩擦：内摩擦、外摩擦、静摩擦、动摩擦。 (2)、根据位移形式不同分：滑动摩擦、滚动摩擦。 (3)、滑动摩擦根据摩擦面间存在润滑剂的情况分： 干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦 边界摩擦、混合摩擦及流体摩擦都必须具备一定的润滑条件，所以，相应的润滑状态也常分别称为边界润滑、混合润滑及流体润滑。可以用膜厚比λ来大致估计两滑动表面所处的摩擦(润滑)状态，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 式中： hmin--两滑动粗糙表面间的最小公称油膜厚度，μm ； 　　　　　 Ra1,Ra2--分别为两表面轮廓算术平均偏差，μm 。 膜厚比: 当膜厚比λ≤l时，为边界摩擦(润滑)状态； 当λ=l～5时，为混合摩擦(润滑)状态； 当λ>5 时， 为流体摩擦(润滑)状态。 1、干摩擦 (1)摩擦理论： 库仑公式 新理论：分子—机械理论、能量理论、粘着理论 (2)简单粘着理论： τB ：结点材料的 剪切强度极限 σsy ：材料的压缩屈服极限 Ar : 真实接触面积 摩擦副接触面积示意图 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。此时产生较大的摩擦功耗和严重磨损,严禁出现. 1945年由鲍登(F．P．Bowden)等人提出 18世纪提出 (3)修正粘附理论 真空中的洁净金属发生摩擦时，其摩擦系数要比常规环境里的摩擦系数大得多。鲍登等人于1964年又提出了一种更切合实际的修正粘附理论。接触区同时有压 应力和切应力存在 ,在复合应力作用下，接触区出现了结点增长的现象。 当两金属界面被表面膜分隔开时,τBj为表面膜的剪切强度极限；当剪断发生在较软金属基体内时,τBj 为较软金属基体的剪切强度极限τB；若表面膜局部破裂并出现金属粘附结点时，τBj将介于较软金属的剪切强度极限和表面膜的剪切强度极限之间。 2、边界摩擦（边界润滑） 当运动副的摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦称为边界摩擦.膜厚比λ≤l时. 其摩擦系数通常约在0.1左右 . 图:单层分子边界膜的摩擦模型 图:多层分子边界膜的 按边界膜形成机理，边界膜分为吸附膜(物理吸附膜及化学吸附膜)和反应膜。 合理选择摩擦副材料和润滑剂，降低表面粗糙度值，在润滑剂中加入适量的油性添加剂和极压添加剂，都能提高边界膜强度。 二、摩擦的双重性： 4、流体摩擦（润滑） 3、混合摩擦（润滑） 当摩擦表面间处于边界摩擦与流体摩擦的混合状态时(膜厚比λ=l～5)，称为混合摩擦。λ越大，油膜承载比大，f越小 。 当摩擦面间的润滑膜厚度大到足以将两个表面的轮廓峰完全隔开(即λ>5)时,即形成了完全的流体摩擦(或称全液体摩擦) 。 摩擦系数极小(油润滑时约为0.001～0.008)，而且不会有磨损产生，是理想的摩擦状态。 1.有利：带传动、自锁、汽车启动 2.有害：消耗能量、使零件磨损 §4—2 磨损 一、典型的磨损过程 1、磨合磨损过程 运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移，即形成磨损。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。 包括摩擦表面轮廓峰的形状变化和表面材料被加工硬化两个过程。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