《摩擦损耗与润滑》PPT课件

1、,第四章摩擦、磨损及润滑概述,1摩擦分类,按摩擦发生状态分,内摩擦发生在物质内部（分子间）；,外摩擦发生在直接接触、有相对运动的两物体之间。,按运动副运动形式分,静摩擦仅有相对运动趋势的摩擦,动摩擦相对滑动进行中的摩擦,滚动摩擦,滑动摩擦,4-1摩擦,滑动摩擦分类,1）干摩擦未经人为润滑的摩擦状态（表面间有油污膜或氧化膜）,2）边界摩擦（边界润滑）运动副表面被吸附在表面的边界膜隔开,边界摩擦,干摩擦,边界膜,物理吸附膜润滑油中的极性分子与金属表面相互吸附而形成,化学吸附膜润滑油中的分子靠分子键与金属表面形成化学吸附,化学反应膜润滑油中的化学添加剂与金属进行化学反应而形成的膜,3）流体摩擦（流体

2、润滑）,流体膜厚度大到足以将两表面的粗糙峰完全隔开，就形成了流体润滑。因为摩擦完全发生在流体内部分子之间，金属表面无磨损，这是理想的润滑状态。,根据流体膜形成原理，流体润滑可分为：,流体静压润滑人为的在两运动副表面间输入具有一定压力的润滑油，强迫形成润滑油膜。,流体动压润滑依靠几何效应、速度效应、粘度效应及供油量自动形成油膜的润滑。该润滑不能在两平行表间形成。,工程实际中，多数摩擦处于边界摩擦和混合摩擦状态。这两种状态能有效降低摩擦，减轻磨损，所以设计时应尽量使运动副能维持这两种摩擦状态。,4）混合摩擦（混合润滑）,混合摩擦介于边界摩擦和液体摩擦之间。两运动副表面间存在比边界润滑状态要厚的润滑

3、油膜，但该油膜又不足以完全将两表面完全隔开，从而仍有某些粗糙峰接触。,4-2磨损,磨损的概念运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐丧失或转移，即形成磨损。,零件磨损的三个阶段,磨合阶段,稳定磨损阶段,剧烈磨损阶段,正常工作阶段,失效阶段,按照摩擦机理对磨损的分类,（一）粘附磨损（粘着磨损）,俗称冷焊后磨损。即在较大的压力下，摩擦表面在相互作用点处先发生冷焊现象（物理吸附作用），随着相对滑动，材料从一表面转移到另一表面。在工程实际中，这是金属材料最常见一种磨损形式。,（二）磨粒磨损,磨粒,外部进入的游离硬颗粒,自身的硬的轮廓峰尖,作用方式：犁刨,（三）疲劳磨损,发生场所：高副接触零部件间,发生

4、的原因：重复作用的接触应力超过材料的接触疲劳极限,典型失效形式：疲劳点蚀,磨损过程：疲劳裂纹裂纹扩展交织点状脱落片状脱落,（四）冲蚀磨损（流体磨粒磨损和流体侵蚀磨损）,发生场所：流体或其体输送机械,发生的原因,硬质物体或颗粒引起的机械磨损,气流或液流的冲击作用,（五）腐蚀磨损（机械化学磨损）,1润滑剂,分类,气体,液体润滑油（矿物油、动植物油、混合油、各种乳剂）,半固体润滑脂（润滑油和稠化剂的稳定混合物）,固体石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等,润滑油分类,矿物油主要为石油产品，应用最广泛,动植物油适于边界润滑，来源有限，稳定性差,化学合成油适于高温、低温、高速、重载。价贵,4-3润滑剂、添加剂和润

5、滑方法,润滑油的评价指标,运动粘度,粘度分类,动力粘度,条件粘度,牛顿流体与动力粘度,1）粘度,粘度的物理意义：反映流体粘滞性大小衡量流体抵抗剪切变形的能力标志着流体内摩擦阻力的大小,第一层油与上板同速流动,最下层油与底板一样静止不动,由于油的粘滞性，沿Y方向油层以不同速度u沿X方向移动，于是润滑油在油层厚度h内形成层流动。,沿Y方向的速度变化率（速度梯度）表示为：,牛顿在1687年指出：层流流体各油层间的剪应力与其速度梯度成正比。即：,公式中的“”表示为油层的速度u随y的增大而减小。,流体单位面积上的剪切阻力,比例常数，即流体的动力粘度动力粘度又称绝对粘度，主要用于流体动力学计算中。其单位为

6、:,牛顿内摩擦定律:,牛顿流体符合牛顿内摩擦定律的流体被称为牛顿流体。,运动粘度测得的动力粘度与相同温度下该流体的密度的比值，即：,条件粘度测得的动力粘度与相同温度下该流体的密度的比值。用E表示。,润滑油的粘温效应：粘度随温度升高而降低，随温度降低而升高。粘度随温度变化的程度用粘度指数衡量，粘度指数越高，粘度随温度的变化越小，说明粘温性能越好。,润滑油的粘压效应：粘度随压力升高而提高。压力越高粘压效应越明显。,2）油性（润滑性）指润滑油中的极性分子吸附于摩擦表面的性质。油膜与金属表面的吸附能力越强，润滑性越好。,3）极压性化学合成油中的极性分子生成抗磨损、耐高压化学反应边界膜的性能。,4）闪点

7、油在标准仪器中加热所蒸发出的油汽，一遇火焰即能发出闪光时的最低温度，称为油的闪点,5）凝点在规定条件下，使液体不能再自由流动的最高温度,6）氧化稳定性,4-4流体润滑原理简介,根据摩擦面间油膜形成原理流体润滑可分为,流体动力润滑,弹性流体动力润滑,流体静力润滑,（一）流体动力润滑,适应场所：低副零部件,润滑所属类型：流体润滑,几何条件：两摩擦表面不平行，润滑油从大口进，从小口出,润滑形成条件,运动条件：两摩擦面具有一定的相对运动速度,粘度条件：润滑油具有一定的粘度,（二）弹性流体动力润滑,适应场所：高副零部件,该类润滑计算综合考虑的因素：,1.考虑两摩擦表面的弹性变形,2.考虑液体的粘压效应,3.结合流体动力润滑的主要方程（雷诺方程）