第4章摩擦、磨损及润滑.ppt

机械零件的润滑状态 边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦，都必须在一定的润滑条件下才能实现，摩擦状态与润滑状态成对应关系。 边界润滑：λ≤ 1 边界膜（吸附膜、反应膜） 流体润滑：λ≥ 3 摩擦副始终被一层具有一定压力和一定厚度的流体膜完全隔开、相互运动的阻力只是流体内部的摩擦力时，这种润滑状态称为流体润滑。 混合润滑： 1≤ λ≤ 3 兼有边界润滑和液体润滑的状态称为混合润滑，其摩擦因数也介于两者之间。（最常见） 集中供油装置 a) 简单的少数点位集中供油 b) 设备中心、车间及工厂级集中供油 泵站+(稳压+冷却)+过滤+分配器+工位润滑 * 一般认为，人类一次能源大约1/3是消耗于摩擦损失，约有70%的设备损坏是由于各种形式的磨损而引起的。 中国机械工程学会摩擦学分会调查显示：我国每年制造汽车消耗的钢材与制造汽车配件消耗的相比大致相等。 根据美国、英国、德国等国家的统计，与摩擦、磨损有关方面的花费大约占国民经济年生产总值的2%～7%。 研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术统称为摩擦学(Tribology)。 把在机械设计中正确运用摩擦学知识与技术，使之具有良好的摩擦学性能的过程称为摩擦学设计。 摩擦　是相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象； 磨损　是由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移； 润滑　是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。 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边缘学科。 第四章 摩擦、磨损及润滑概述 4-1 摩擦 膜厚比λ≤ 1 λ 3 1≤λ≤3 摩擦 滑动摩擦 滚动摩擦 干摩擦 边界摩擦 流体摩擦 混合摩擦 静摩擦 动摩擦 金属表面间的滑动摩擦 大致估计两滑动表面所处的摩擦（润滑）状态。 1.干摩擦 两摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜的纯净金属接触时的摩擦，称为干摩擦。在机械设计中，通常把不出现显著润滑的摩擦，当作干摩擦处理。 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 简单粘着理论： =界面剪切强度极限/ 两种金属基体中较软的压缩屈服极限 2.边界摩擦 两摩擦表面各附有一层极薄的边界膜，两表面仍是凸峰接触的摩擦状态称为边界摩擦。 摩擦性质取决于边界膜和零件表面的吸附性能。 物理吸附膜 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 3.流体摩擦 两摩擦表面完全被流体层隔开、表面凸峰不直接接触的摩擦。此种润滑状态亦称流体润滑，摩擦是在流体内部的分子之间进行，故摩擦系数极小。 摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力。 4.混合摩擦 两表面间同时存在干摩擦、边界摩擦和液体摩擦的状态称为混合摩擦。 膜厚比 膜厚比λ 5 全液体摩擦 膜厚比 流体摩擦 　　滚动摩擦系数与接触面材料的硬度、粗糙度、湿度等有关。球和圆柱滚子轴承的摩擦大体与液体动力润滑相近，其它滚子轴承则稍大。 滚动摩擦 　　0.08～0.20 　　0.001(与设计参数有关) 　　　液体动力润滑　　　液体静力润滑 流体润滑 　　0.15～0.30　　0.05～0.10 　　0.10～0.20 　　　矿物油湿润表面加油性添加剂的油润滑：　　　钢-钢；尼龙-钢 　　　尼龙-尼龙 边界润滑 　　0.06～0.20 　　0.08～0.20 　　　石墨-二硫化钼润滑　　　铅膜润滑 固体润滑 　　0.8～1.5 　　0.15～0.3 　　0.15～0.3 　　0.6～1.9 　　0.04～0.12 相同金属： 　　　黄铜-黄铜；青铜-青铜异种金属：　　　铜铅合金-钢　　　巴氏合金-钢非金属：　　　橡胶-其他材料 　　　聚四氟乙烯-其他材料 干摩擦 摩擦因数 摩擦状况 　 不同摩擦状况下的摩擦因数 4-2 摩损 一、典型的磨损过程 1、磨合磨损过程 2、稳定磨损阶段 3、急剧磨损阶段 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 二、磨损的分类（按照磨损机理分） 粘附磨损：也称胶合，“冷焊”后，表面材料