《表面摩擦与磨损》PPT课件

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1、第3章表面摩擦、磨损与润滑1主要内容概述摩擦磨损润滑2概述摩擦学是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。摩擦两个接触的物体在相互运动过程中，表面之间所产生的阻碍运动的效应；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。关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学。3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。减少摩擦节省能源；减少磨损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。43.1摩擦摩擦的定义摩擦不仅会使材料磨耗，而

2、且还会发热，导致接触表面瞬时温度升高，降低工件的机械效率，加重材料磨耗，故生产中总是力图减少摩擦，降低摩擦系数。只有某些情况才需增大摩擦力，如车辆制动器、摩擦离合器等。摩擦---两个接触的物体在相互运动过程中，表面之间所产生的阻碍运动的效应。5摩擦的大小一般用摩擦系数μ来表示，其值等于摩擦力F（切向力）与法向力N（载荷）的比值，即μ=F/N摩擦力---两个相互接触物体在外力作用下发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面间产生切向的运动阻力，这一阻力称为摩擦力。μ有动静区分，μ静＞μ动。6摩擦的分类按摩擦副的运动状态分类静摩擦动摩擦----仅有相对运动趋势时的摩擦----在

3、相对运动进行中的摩擦7按摩擦副的运动形式分类滑动摩擦滚动摩擦—物体表面间的运动形式是相对滑动—物体表面间的运动形式是相对滚动8按发生部位分类内摩擦外摩擦—在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象—在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。9按摩擦副表面的润滑状况分类纯净摩擦—摩擦表面没有任何吸附膜或化合物存在时的摩擦干摩擦（无润滑摩擦）—在大气条件下，摩擦表面之间名义上没有润滑剂存在时的摩擦边界润滑摩擦—摩擦表面间有一层极薄的润滑膜存在的摩擦流体润滑摩擦—相对运动的两物体表面完全被流体隔开时的摩擦固体润滑摩擦—相对运动的两物体表面间有固体润滑存在时的摩擦混合摩擦—介于

4、上述各摩擦之间，即接触表面间同时出现干摩擦、边界摩擦、流体润滑摩擦和固体润滑摩擦的一种混合摩擦状态。生产实际中最常见的一种摩擦状态。10按摩擦副所处的工况条件分类正常摩擦—机械设备的摩擦副在正常温度、压力、速度等工况条件下的摩擦特殊工况条件下的摩擦—摩擦副处于高速、高温、低温等特殊环境条件下工作时产生的摩擦11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-分子说”—两种作用均有12摩擦理论（自学）图粘着理论示意图粘着理论13大量的试验表明，工程表面的实际接触面积约为名义接触面积的10-2～10-3，这样接触区

5、压力很高，使材料发生塑性变形，表面污染膜遭到破坏，从而使基体金属发生粘着现象，形成冷焊结点（如图a所示）。当发生滑动时，必须先将结点剪断（如图b所示），同时，当较硬的凸峰在较软的材料上滑过时，将切出沟纹（即犁刨作用），从而相对滑动时的摩擦力为上述两种因素所形成的阻力之和。由于后者相对来说较小，故可忽略。14影响摩擦的因素1.材料性能---当摩擦副是同一种金属或是非常类似的金属，或这两种金属有可能形成固溶合金时，则摩擦较严重。2.接点长大153.摩擦环境摩擦状况摩擦系数干摩擦相同金属：　　黄铜-黄铜；青铜-青铜异种金属：　　铜铅合金-钢　　巴氏合金-钢非金属：　　橡

6、胶-其他材料　　聚四氟乙烯-其他材料0.8～1.50.15～0.30.15～0.30.6～1.90.04～0.12固体润滑石墨-二硫化钼润滑铅膜润滑0.06～0.200.08～0.20边界润滑矿物油湿润表面加油性添加剂的油润滑：钢-钢；尼龙-钢尼龙-尼龙0.15～0.300.05～0.100.10～0.20流体润滑液体动力润滑液体静力润滑0.08～0.20<0.001(与设计参数有关)滚动摩擦滚动摩擦系数与接触面材料的硬度、粗糙度、湿度等有关。球和圆柱滚子轴承的摩擦大体与液体动力润滑相近，其它滚子轴承则稍大表不同摩擦状态下的摩擦系数（大致值）163.2磨损磨损的定义磨损（W

7、ear）---由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移的现象称为磨损。磨屑的形成是材料发生变形和断裂的结果。磨损是发生在材料表面的局部变形与断裂，这种变形与断裂是反复进行的，具有动态特征。这种动态特征的另一标志是材料表层组织经过每次循环后总要变到新的状态。所以由常规试验得到材料力学性能不一定能如实反映出材料耐磨性的优劣。17材料的磨损除主要由力学因素引起外，在整个过程中材料还将发生一系列物理、化学状态的变化。如因表面材料的塑性变形引起的形变硬化及应力分布的改变，因摩擦热引起的二次相变淬火、回火及回复再结