摩擦学基础知识(润滑)课件.ppt

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1、第一章　摩擦学基础知识（润滑）润滑的原理润滑的原理是给滑动的负荷提供一个减摩的油膜概述一、润滑的分类按润滑剂的物质形态分液体润滑脂润滑固体润滑气体润滑按摩擦面间的润滑形态分流体动力润滑流体静力润滑弹性流体动力润滑固体润滑边界润滑流体润滑二润滑体系研究现状1883年塔瓦（Tower）发现了轴承中的流体动压现象。彼得洛夫（Петров）研究了同心圆柱体的摩擦及润滑。雷诺（Reynold）应用了数学和流体力学的原理对流体动压现象进行了分析，发表了著名的雷诺方程。20世纪中叶，格鲁宾（Грубин）提出了著名的弹性流体动力润滑的计

2、算公式。道松（Dowson）郑绪云（Cheng）温诗铸等的进一步发展，使弹性流体动力润滑理论日趋成熟。三、润滑状态的转化h→0h=Rh≥Rh—间隙，F—压力；R—表面粗糙度四流体润滑定义：在适当条件下，摩擦副的摩擦表面由一层具有一定厚度的粘性流体完全分开，由流体的压力来平衡外载荷，流体层中的分子大部分不受金属表面离子、电子场的作用而可以自由地移动。这种状态称为流体润滑。流体润滑的摩擦性质完全取决于流体的粘性，而与两个摩擦表面的材料无关。流体润滑的优点：摩擦阻力低，摩擦系数低（0.001～0.008），磨损降低。流体润滑的分类

3、：流体静压润滑和流体动压润滑。流体静压润滑是从外部供给具有一定压力的流体来平衡外载荷。流体动压润滑是由摩擦表面几何形状和相对运动，借助粘性流体的动力学产生动态压力，用此润滑膜的动压来平衡外载荷。4.1流体粘度在流体润滑理论中，流体（润滑油）的粘度是评价润滑油性质的重要指标。流体的粘性是流体内部对抗相对运动或变形的一种物理性质，也就是流体分子彼此流过时所产生的一种内摩擦阻力。粘性的大小以粘度表示。流体粘度分类1、动力粘度ηvFXYhuy1m1m1mF=1NV=1m/sη=1N·s/m2或1Pa·s（SI制）式中η为粘度系数（动

4、力粘度或绝对粘度）。其物理意义为：两个面积各为1m2的平行液面，相距1m，以1m/s的速度作相对运动，此时产生的阻力为该液体的动力粘度，以η表示。当阻力为1N（牛顿）时，动力粘度为1P（泊）。牛顿流体粘性定律动力粘度的量纲为M·L-1·T-1（质量·长度·时间）。1P=10-1Pa·s=100cP（厘泊）1cP=10-2P=10-3Pa·s（帕斯卡·秒）常用的液体中，水的η＝1cP；空气的η＝0.02cP；润滑油的η＝2～400cP。在英制中，动力粘度称为雷恩（Reyn）。1Reyn≈69000P。2、运动粘度υ将同一温度下

5、某液体的动力粘度和该液体的密度之比定义为运动粘度ν。式中ρ流体密度，g/cm3；ν运动粘度，m2/s；沲（斯托克斯）St。1St=10-4m2/s=100cSt（厘沲）1cSt=10-6m2/s一般润滑油的密度ρ＝0.85～0.95g/cm3。3、影响润滑油粘度的主要因素（1）温度润滑油的粘度随着温度的升高而降低（2）压力P>20MP时，随P↑→ηP↑当p>（4～5）×107Pa时，油的粘度约为大气压时的2倍。流体润滑２4.2流体润滑的基本方程弹性流体动力润滑弹性流体动力润滑理论是研究在点、线接触条件下，两弹性物体间的流体动

6、力润滑膜的力学性质。这时的计算必须把在油膜压力下，摩擦表面的变形的弹性方程、表述润滑剂粘度与压力间关系的粘压方程与流体动力润滑的主要方程结合起来，以求解油膜压力分布、润滑膜厚度分布等问题。流体静力润滑是指借助外部供入的压力油形成的流体膜来承受外载荷的润滑方式。流体静力润滑采用流体静力润滑可在两个静止且平行的摩擦表面间形成流体膜，其承载能力不依赖于流体粘度，故能用粘度极低的润滑剂，且既可使摩擦副有较高的承载能力，又可使摩擦力矩降低。§3-4流体动力润滑基本原理流体动力润滑一、形成动压油膜的条件先分析两个平行平板的情况，两板之间

7、充满润滑油。平行间隙不能形成动压油膜。再分析两板之间构成楔形间隙的情况，如右图所示。油压分布曲线楔形间隙能够形成动压油膜。流体动力润滑是指借助于两个摩擦表面的相对运动产生动压油膜，靠油膜的压力将两摩擦表面完全隔开，实现流体润滑。流体动力润滑原理2形成动压油膜的条件：1）两摩擦表面之间必须能形成收敛的楔形间隙；3）两表面之间必须有一定的相对运动速度。2）两表面之间必须连续充满具有一定粘度的液体；二、雷诺润滑方程从动压油膜中取出一个微元体，在一定假设下对其进行受力分析，经推导可得表示油膜压力在x方向的变化率与油膜厚度h之间关系的

8、方程：流体动力润滑的基本原理流体动力润滑原理3流体动力润滑的基本原理式中：为油压最大处的油膜厚度；、分别为油膜中某截面处的（坐标为x）油压和油膜厚度。上式即为一维雷诺润滑方程。利用雷诺方程也可解释形成动压油膜的条件。4.3弹性流体动压（力）润滑弹性流体动力润滑是研究在相互滚动或滚动伴有滑动