磨损与机械故障摩擦课件

1、磨损与机械故障摩擦课件磨损与机械故障摩擦课件 任务一：磨损与机械故障学习目标 了解并掌握磨损、摩擦与机械故障的概念、分类和特点。 任务一：磨损与机械故障学习目标 了解并掌握磨损与机械故障摩 擦：是相互接触的物体在接触面上发生阻碍相对运动的现象。 磨 损：由于运动副表面的摩擦导致表面材料的逐渐消失或转移。 通常把机械设备在运行过程中丧失或降低其规定的功能以及不能继续可靠运行的现象称为故障。机械故障：磨损与机械故障摩 擦：是相互接触的物体在接触面上发生阻碍相对摩 擦 摩擦分类动摩擦 外摩擦静摩擦发生位置运动情况内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V干摩擦1.干摩擦 两摩擦表面间无任

2、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。 边界摩擦V边界油膜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。 与干摩擦相比，摩擦状态有很大改善，其摩擦和磨损程度取决于边界膜的性质、材料表面机械性能和表面形貌。摩 擦 摩擦分类动摩擦 外摩擦静摩擦发生位置运动情况3.液体摩擦 两摩擦表面完全被液体层隔开、表面凸峰不直接接触的摩擦。 摩擦是在液体内部的分子之间进行，故摩擦系数极小。这时的摩擦规律已有了根本的变化，与干摩擦完全不同。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

3、态称为混合摩擦。 V液体摩擦V混合摩擦关于干摩擦理论机械理论、分子-机械理论、粘附理论、能量理论等3.液体摩擦 摩擦是在液体内部的分子之间进行，故磨 损1、磨损曲线（磨损过程）磨损量时间磨合阶段稳定磨损阶段剧烈磨损阶段（1）磨合磨损过程 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（2）稳定磨损阶段 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磨 损1、磨损曲线（磨损过程）磨损量时间磨合阶段稳定磨损（3）急剧磨损阶段 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

4、温升磨损速度急剧上升直至零件失效 2、磨损的分类1)粘附磨损（胶合）按破坏的机理： 粘着磨损、接触疲劳磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损。 当摩擦表面的不平度凸峰在相互作用的各点产生结点后再相对滑移时，材料从运动副的一个表面转移到另一个表面，便形成了粘着磨损。 例如：滑动轴承中的抱轴和高速重载齿轮的胶合现象。 影响因素： 同类摩擦副材料比异类材料容易粘着；脆性材料比塑性材料抗粘着能力高，在一定范围的表面粗糙度愈高抗粘着能力愈强，此外粘着磨损还与润滑剂、摩擦表面温度及压强有关。（3）急剧磨损阶段 经稳定磨损后，零件表面破坏，运动副间隙增4)冲蚀磨损2)磨粒磨损（磨损）3)疲劳磨损（点蚀 ) 从外部进入摩擦

5、面间的游离硬质颗粒或摩擦表面上的硬质凸峰，在摩擦过程中引起材料脱落的现象称为磨粒磨损。影响因素：与摩擦材料的硬度、磨粒的硬度有关。 受变应力的摩擦副，在其表面上形成疲劳点蚀，使小块金属剥落，这种现象称为疲劳磨损。 常发生在滚动轴承、齿轮、凸轮等零件上。 影响因素：摩擦副材料组合、表面光洁度、润滑油粘度以及表面硬度等。 有流动的液体或气体中所夹带的硬质物体或硬质颗粒作用引起的机械磨损。5)腐蚀磨损 在摩擦过程中，摩擦表面与周围介质发生化学反应或电化学反应的磨损称为腐蚀磨损。影响因素：周围介质、零件表面的氧化膜及环境温度等。4)冲蚀磨损2)磨粒磨损（磨损）3)疲劳磨损（点蚀 ) 机械故障概论机械故

6、障表现在结构上:主要是零件的损坏和零件之间装配关系的破坏。如零件变形、断裂、配合松弛、紧固装置松动和失效等。从系统的观点来看，故障包括两层含义：一是机械系统偏离正常功能，它的形成原因主要是因为机械系统的工作条件，包括零部件不正常而产生的可以通过参数调节或零部件修复又能恢复到正常功能；二是功能失效，是指系统连续偏离正常功能，且其程度不断加剧，是机械设备基本功能不能保证，称为失效。机械故障概论机械故障表现在结构上:主要是零件的损坏和零件之间故障的类型按发生故障的时间分为突发性故障和渐进性故障 突发性故障是由于各种意外的内部原因、偶然的外部影响或者共同作用所导致的故障。其特点具有偶然性。 渐进性故障

7、是由于零件在工作过程中存在的磨损、腐蚀、疲劳和老化等现象的延伸而逐渐发展形成。其特点是发生的概率与使用时间有关，随着时间的推移故障现象逐步显现，尤其是到了机器有效寿命的后期就更加明显的表现出来。故障的类型按发生故障的时间分为突发性故障和渐进性故障 按发生故障的状况分为实际故障和潜在故障 实际故障是指机械在工作过程中已经表现出工作能力明显下降或完全丧失的现象。实际故障一般可以通过操作者的直接感受或测定其输出技术参数判断出来。由于这种故障使设备丧失有应有的功能故也常称作功能故障。 潜在故障是指机器的正常功能逐步消退，但还没有明显的故障显现，它和渐进性故障密切相关。潜在故障的继续最终将导致实际故障的

8、发生。按发生故障的状况分为实际故障和潜在故障 按发生故障的原因分为事故性故障和自然故障 事故性故障是由于使用中维护不足、调整不当以及违反操作规程或在制造和修复时使用了不合格的零件和材料引起的。事故性故障往往是由于人的因素所导致的，所以属于人为故障。应当通过加大管理力度的办法加以避免。 自然故障是机器在使用过程中由于各种自然因素的影响而引发的故障。客观地讲，自然故障虽不可避免，但只要认识了各种损坏形式的原因和规律，采取相应措施提高维护管理水平，就可以延长机器的使用寿命，避免重大事故的发生。按发生故障的原因分为事故性故障和自然故障 故障的特点故障发生的随机性 这里所说的随机性包含两个方面的含义：

9、一是在在不同时刻的观测数据是不可重复的，即现时刻的工况状态和过去某一时刻没有变化或相同。只能理解为其观测值在统计意义上没有显著的差别；二是表征机器工况的特征值不是不变的， 而是在一定范围内变化的。故障的特点故障发生的随机性 机械设备故障的多层次性 机械设备一般都是有成百上千的零件组合装配而成的，零部件之间相互耦合决定了机械故障的多层次性。一种故障往往是由多层次故障原因构成的，故障与现象之间没有一一对应的因果关系如果只从某一侧面的分析对故障进行判断很难做出正确的决策。（除此之外机械故障还具有突发性、间歇性、缓变性、连续性等特点。）机械设备故障的多层次性 通过本节课的教学，同学们已经掌握了磨损和机械事故，养成了细心观察、认真琢磨的工作作风，取得了较