摩擦润滑与润滑剂

1、关于摩擦润滑和润滑剂第一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月摩擦学概述 何谓摩擦？何谓磨损？（造成表面形状和尺寸的变化，间隙，表面粗糙度）摩擦学：即研究相对运动的相对作用表面间的摩擦、磨损及润滑，以及三者之间关系的基础理论和实践的一门边缘科学（形成于20世纪60年代）。摩擦、磨损及润滑三者之间的关系： 作相对运动的两物体接触面间必然产生摩擦；摩擦的结果必然产生磨损；而减少摩擦、磨损的有效措施是润滑。 80%损坏零件由磨损造成，一般不可避免。1981年美国公布的数据：磨损造成的损失1000亿/年，材料消耗200亿/年。中国每年由于摩擦、磨损损失584.7亿元。TJPU第二张，PPT共三十三

2、页，创作于2022年6月摩擦学研究范围：动、静摩擦副；零件表面受介质摩擦、或碰撞、冲击：犁铧、叶轮;机制工艺的摩擦学问题：金属成形加工等;弹性摩擦副：汽车轮胎与地面；特殊工况条件下的摩擦学问题。宇宙探索中遇到：高真空等。TJPU第三张，PPT共三十三页，创作于2022年6月4-1 摩擦 静摩擦仅有相对滑动趋 势时的摩擦 外摩擦两个相互接触表面之间的摩擦 内摩擦发生在物质（多指流体）内部 滚动摩擦 滑动摩擦摩擦磨损造成：发热，效率，可靠性；噪音，工作精度，材料消耗。一般有害。可以利用：利用摩擦：带传动、制动器等摩擦 摩擦动摩擦（动摩擦系数小于静摩擦）摩擦利用磨损：磨削、抛光和跑合等。TJPU第四

3、张，PPT共三十三页，创作于2022年6月摩擦表面的摩擦状态1. 干摩擦：两摩擦表面直接接触，不加入任何润滑剂的摩擦。 干摩擦的摩擦阻力最大，磨损最严重，使用 寿命最短，必须避免。2. 边界摩擦：摩擦表面间存在润滑油，金属表面与润滑油作用形成 一层很薄的边界膜（1m)，保护金属，这种摩擦称为边界摩擦。 边界摩擦不能完全避免金属的 直接接触，因此仍有磨损产生。 TJPU第五张，PPT共三十三页，创作于2022年6月边界膜分为： 物理吸附膜：利用油中的极性分子牢固的吸附在金属表面形成表面吸附膜（分子间的吸附力）； 化学吸附膜：利用化学键力形成金属皂膜（吸附在金属表面原子间的吸附力）； 化学反应膜：

4、油中的S、P等元素与金属表面反应（150200C）形成化合物。适合高温重载和高速。表征润滑油形成吸附膜的能力油性 油性的好坏取决于油中所含活性物质： 动物油植物油矿物油 表征润滑油形成反应膜的能力极压性TJPU第六张，PPT共三十三页，创作于2022年6月减小边界摩擦的措施： 合理选择摩擦副材料和润滑剂；降低表面粗糙度；控制pv（控制发热等）；在润滑剂中加入油性添加剂和极压添加剂。TJPU第七张，PPT共三十三页，创作于2022年6月4. 混合摩擦：边界摩擦和液体摩擦共存。 随着摩擦面油膜厚度的增大，表面凸峰接触数量在缩小，油膜所承载的比重增加。3. 液体摩擦：摩擦面间的油膜厚度大到将两表面的

5、不平度凸峰完全分开,即为完全液体摩擦。油膜必须是压力油膜TJPU 混合摩擦时，仍不能避免金属的直接接触，仍存在摩擦，但比边界摩擦小得多。第八张，PPT共三十三页，创作于2022年6月 边界摩擦=13 混合摩擦 增加，油膜厚度增加3 液体摩擦非液体摩擦：混合摩擦，边界摩擦，干摩擦。机械利用摩擦的实例：带传动、制动器、摩擦离合器、带式输送机等。TJPU膜厚比：最小油膜厚度表面轮廓均方根偏差第九张，PPT共三十三页，创作于2022年6月摩擦副材料表面粗糙度润滑状态表面膜(由于污染、化学热处理、电镀和润滑剂的作用等，在金属表面形成一层极薄的表面膜）如氧化膜、硫化膜、磷化膜、氯化膜、锢膜、镉膜、铝膜等T

6、JPU影响摩擦的主要因素：还与载荷、相对运动速度和温度等有关。第十张，PPT共三十三页，创作于2022年6月4-2 磨损磨损摩擦体表面材料在相对运动中由于机械作用，或伴有化学作用而产生的不断的材料损失现象。 磨损的类型： 1.粘着磨损 粘结、材料迁移，严重时胶合(咬死)。粘着磨损可用艾查德公式计算 ,热粘着复杂 2.磨粒磨损（显微切削、犁沟现象） 3.表面疲劳磨损 主要发生在接触应力作用下的齿轮、滚动轴承、钢轨和轮箍接触表面上。 4.腐蚀磨损（发生化学或电化学反应）还有微动磨损、冲蚀磨损TJPU第十一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月磨损曲线：机械零件的磨损过程分为三个阶段。时间磨损量

7、IIIIII1. 跑合磨损阶段（I）：由于表面粗糙度大，致使接触面积小，单位面积上的载荷大，因此磨损速度很快。2. 稳定（正常）磨损阶段（II）：磨损过程平稳而又缓慢，标志零件的耐磨寿命。TJPU第十二张，PPT共三十三页，创作于2022年6月3. 剧烈（崩溃）磨损阶段（III）：磨损速度急剧增长，间隙增大，振动、噪声增大，精度下降，以致报废。设计、制造时要尽量缩短跑合期，延长稳定磨损期，推迟剧烈磨损期的到来。新买的汽车、摩托车一般要跑合。减少机械零件磨损的措施：保证良好的润滑选择适当的表面粗糙度选择适当的材料和硬度TJPU第十三张，PPT共三十三页，创作于2022年6月4-3 润滑 润滑的目

8、的：能降低摩擦、减少磨损，还能冷却、缓冲吸振、防锈、有的有密封、防尘作用。1. 润滑剂及其选择：润滑剂： 液体（油、水、液态金属） 半固体（润滑脂） 固体（石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯） 气体（空气等）目前主要使用的润滑油和润滑脂。TJPU主要根据pv和工况第十四张，PPT共三十三页，创作于2022年6月润滑油：三大类：有机油、矿物油、合成油（用化学手段）。主要性能指标： 粘度：流体抵抗剪切变形的能力（流体内摩擦力阻力的大小） 其他性质： 闪点和燃点；倾点和凝固点；油性与极压性；氧化稳定性。TJPUL-AN32L润滑剂A全损耗机械油AN由精制矿物油第十五张，PPT共三十三页，创作于2022年6月

9、润滑油的选择 ： 转速高，比压小时，选低的油；转速低，比压 大时选高的油。 高温时选高些的油，低温选择低的油。具体选择时参考有关资料表4-2轻载TJPU第十六张，PPT共三十三页，创作于2022年6月钙基脂：抗水性好，耐热性差。 工作温度不超过5565 c 钠基脂：耐热性好，抗水性差。 工作温度可达120 c 锂基脂：既抗水又耐高温(145 c) 为多用途润滑脂。 铝基脂：抗水性好，吸附能力强， 防锈作用好。(2) 润滑脂： 润滑油与稠化剂（如钙、锂、钠的金属皂）的膏状混合物。类型：TJPUGB501一65第十七张，PPT共三十三页，创作于2022年6月润滑脂主要性能指标： 针入度（稠度）：重

10、1.5N的标准锥体，在25C下，5秒刺入润滑脂的深度。针入度小,不易从摩擦面挤出，承载能力强，密封性好，但摩擦阻力大，填充性差。 滴点：润滑脂从标准测量杯的孔里滴下第一滴时的 温度。标志其耐高温性能。TJPUGB7631.S一90是按润滑脂应用时的操作条件进行分粪的。 L一XBCHA1,2,3。 X润滑脂，最低工作温度代号，最高工作温度代号，耐水性代号，极压性代号，稠度组别代号第十八张，PPT共三十三页，创作于2022年6月润滑脂的选择： 单位压力高、滑动速度低时，选择针入度小的品种； 反之,选择针入度大的品种。 所用润滑脂的滴点应高于轴承工作温度2030C。 在水淋及潮湿的环境下，选用钙基脂

11、及铝基脂； 在温度较高处选用钠基、锂基或复合钙基脂。 具体选择时可参考机械设计手册。稠的TJPU第十九张，PPT共三十三页，创作于2022年6月2. 润滑油的粘度和粘性定律： 粘度：流体抵抗变形的能力（流体内摩擦力阻力的大小）两平行平板间充满润滑油，拖动上平板A，且润滑油作层流流动，油层间的剪应力与速度梯度（速度变化率）成正比。 0yvydydvBAvFvTJPU第二十张，PPT共三十三页，创作于2022年6月表达式：式中：“-”表示油层速度v随y的增大而减小。 比例常数，即流体的动力粘度。 牛顿液体：服从粘性定律的液体。 a) 动力粘度（绝对粘度）单位： 国际单位制（SI） Pa S绝对单位

12、制（C.G.S) 1dyns/cm2-1p(泊）v=1m/sF=1N1m1m1m1P（泊）=100cP（厘泊）1PaS=10P=1000cP=1pasTJPU第二十一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月b) 运动粘度：动力粘度与同温度下该液体的密度的比值。国际单位制（SI） m/s绝对单位制（C.G.S) St（斯） 1cm/s-1St(斯）1St=100cSt（厘斯）我国的石油产品是用运动粘度（cSt）来标定的。旧5,新40 换算： 1m/s=104St=106cStTJPU第二十二张，PPT共三十三页，创作于2022年6月 c) 相对粘度（条件粘度）单位：我国采用恩氏度 当200ml

13、待测油在规定温度t流过恩氏粘度计所需时间与同体积蒸馏水在20c时流过粘度计所需时间之比。TJPU第二十三张，PPT共三十三页，创作于2022年6月例：求50c时50号机械油的动力粘度。=50 cSt =900 kg/m 1cSt=10-6m/s = = 5010-6900=0.045 Pa sTJPU第二十四张，PPT共三十三页，创作于2022年6月2）粘压性：粘度随压力升高而增高(图4.8) ，但一般(100MPa)时变化很小，忽略不计。对于高副接触时（齿轮啮合处压力达4000MPa)不可忽略。1）粘温性：粘度随温度升高而显著降低。(图4.8)润滑油温度润滑油黏度100粘度的性质：TJPU第

14、二十五张，PPT共三十三页，创作于2022年6月 改善润滑油及润滑脂的性能，以适应恶劣的工作条件： 高温、低温、重载、真空等。 分散净化剂：使内燃机汽缸、曲轴箱中因氧化生成的胶状物分散，避免其粘着、卡死或过度磨损。 降凝剂：严寒地区或低温机械（冷冻机）。 抗氧化剂：防止润滑油氧化变质，腐蚀零件。 油性添加剂（鲸油、硫化棉籽油等）：提高油膜强度 极压及抗磨添加剂：在金属表面形成一层熔点高，剪切强度低的保护膜，以减轻磨损。 增粘剂：改善粘温特性，使油高温不变稀,低温不致过稠。3 添加剂TJPU第二十六张，PPT共三十三页，创作于2022年6月4. 流体摩擦（润滑）简介优点： f 特点：ff小，磨损

15、小，吸振（1）流体动力摩擦（润滑）楔中有足够的油量。 油楔AvBP（2）弹性流体动力摩擦（润滑） 考虑了油黏度在高应力的的增加和接触表面的弹性变形。 适用于高副（齿轮、凸轮）接触 。 （3）流体静压摩擦（润滑）TJPU第二十七张，PPT共三十三页，创作于2022年6月5. 润滑方法(1) 油润滑方法：分散润滑及集中润滑 a) 分散润滑：连续的或间歇的，有压的或无压的 手工加油润滑：油孔，自动关闭式铰链油杯，旋套式油杯，压注油杯 油芯式油杯润滑 针阀式油杯润滑 带油润滑：油链、油轮（水平轴，d为2550mm） 油浴润滑及飞溅润滑：5m/sv1215m/s 油雾润滑：油雾器TJPU第二十八张，PPT共三十三页，创作于2022年6月TJPU第二十九张，PPT共三十三页，创作于2022年6月返回TJPU第三十张，PPT共三十三页，创作于2022年6月返回TJPU第三十一张，PPT共三十三页，创作于2022年6月(2