机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件

第4章机械零件设计概论§4-0概述§4-1摩擦§4-2磨损S4-3润滑剂、添加剂和润滑方法§4-4流体润滑原理简介第4章机械零件设计概论1§4-0概述摩擦学-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。▲摩擦-相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象;磨损-由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移;▲润滑-减轻摩擦和磨损所应采取的措施。物的学世界上使用的能源大约有1/3~1/2消耗于摩擦。机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的。随着科学技术的发展,摩擦学的理论和应用必将由宏减少摩擦x节省能源;静态进入动态,由定性进入定量,成减少磨损x降低设备维修次数和费用,节省制造零件及其所需材料的费用。§4-0概述2§4-1摩擦摩擦的机理机械说”-摩擦原因是表面微凸体的相互阻碍作用分子说”-摩擦原因是表面材料分子间的吸力作用“机械一分子说”两种作用均有。摩擦的分类内摩擦:在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。外摩擦:在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。静摩擦:仅有相对运动趋势时的摩擦动摩擦:在相对运动进行中的摩擦。滑动摩擦:物体表面间的运动形式是相对滑动。滚动摩擦:物体表面间的运动形式是相对滚动。§4-1摩擦3三、滑动摩擦状态1.千摩擦两零件表面直接接触后,因为微观局部压力高而形成许多冷焊点,运动时被剪切→功耗↑磨损↑温度↑→烧毁轴瓦不允许出现干摩擦!2.边界摩擦运动副表面有一层厚度<1pm的薄油膜,不足以将两金属表面完全分开,其表面部分微观高峰部分仍将相互搓削。比干摩擦的磨损轻,∫≈0.1~0.33.液体摩擦有一层压力油膜将两金属表面隔开彼此不直接接触。是理想的摩擦状态。摩擦和磨损极轻,∫≈0.001~0.01三、滑动摩擦状态44.混合摩擦混合摩擦是指摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。混合摩擦能有效降低摩擦阻力,其摩擦系数比边界摩擦时要小得多边界摩擦边界摩撚和混合摩擦在工程实际中很难区分,常统混合摩擦称为不完全液体摩擦。「液体摩擦称无量纲参数m为轴承特性数。方度,压强,每转数摩擦学研究的最新进展:微一纳米摩擦学理论摩擦特性曲线m可实现:∫≤0.001-润滑摩擦状态4.混合摩擦5§4-2磨损磨损一由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。后果降低机器的效率和可靠性,甚至促使机器提前报废。磨损过程大致如图所示磨损量磨损曲线▲磨合阶段-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。时间它是损的不定阶我在个有命用内时间很短磨合阶一稳定磨损阶段剧烈磨▲稳定磨损阶段-零件在机器的寿命损阶段平稳而缓慢的速度下磨损。▲剧烈磨损阶段-在经过稳定磨损阶段后,零件表面遭到破坏,运动副间隙增大引起而外的动载荷和振动。零件即将进入报废阶段设计机器时,要求缩短磨合期、延长稳定期、推迟剧烈磨损期的到来。§4-2磨损6磨损的分类磨粒磨损粘附磨损疲劳磨损按磨损机理分冲蚀磨损腐蚀磨损磨损微动磨损类型点蚀磨损按磨损表面外观可分为胶合磨损种不的谓擦伤磨损磨损的分类7磨损的机理:磨粒磨损粘附磨损磨损类型:疲劳磨损冲蚀磨损腐蚀磨损微动磨损磨粒磨损—也简称磨损,外部进入摩擦面间的游离硬颗粒(如空气中的尘土或磨损造成的金属微粒)或硬的轮廖峰尖在软材料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材料,部分流动到沟纹两旁,一部分则形成一连串的碎片脱落下来成为新的游离颗粒,这样的微粒切削过程就叫磨粒磨损。磨损的机理:8磨损的机理:磨粒磨损粘附磨损磨损类型疲劳磨损冲蚀磨损腐蚀磨损微动磨损粘附磨损一也称胶合,当摩擦表面的轮廓峰在相互作用的各点处由于瞬时的温升和压力发生“冷焊”后,在相对运动时,材料从一个表面迁移到另一个表面,便形成粘附磨损。严重的粘附磨损会造成运动副咬死磨损的机理:9磨损的机理:磨粒磨损粘附磨损磨损类型疲劳磨损冲蚀磨损腐蚀磨损微动磨损疲劳磨损一也称点蚀,是由于摩擦表面材料微体积在交变的摩擦力作用下,反复变形所产生的材料疲劳所引起的机械磨损。点蚀过程:产生初始疲劳裂纹→扩展→微粒脱落,形成点蚀坑。磨损的机理:10机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件11机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件12机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件13机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件14机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件15机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件16机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件17机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件18机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件19机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件20机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件21机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件22机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件23机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件24机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件25机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件26机械设计4摩擦磨损及润滑概述课件27机械设计