滑动轴承机械设计课件12.ppt

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1、一、摩擦(一)摩擦表面的摩擦状态1.干摩擦:两摩擦表面直接接触,不加入任何摩擦剂的摩擦。干摩擦的摩擦阻力最大,磨损最严重,使用寿命最短,必须避免。2.边界摩擦:摩擦表面间存在润滑油,金属表面与润滑油作用形成一层很薄的边界膜(1m),保护金属,这种摩擦称为边界摩擦。边界摩擦不能完全避免金属的直接接触,因此仍有磨损产生。边界膜分为:物理吸附膜:利用油中的极性分子牢固的吸附在金属表面形成表面吸附膜(分子间的吸附力);化学吸附膜:利用化学键力形成金属皂膜(吸附在金属表面原子间的吸附力);化学反应膜:油中的S、P、cl元素与金属表面在(150º∼200ºC)形成化合物。前两种吸附膜构成润滑油的——油

2、性油性的好坏取决于油中所含活性物质:动物油>植物油>矿物油后一种膜构成润滑油的——极压性3.混合摩擦:随着摩擦面油膜厚度的增大,表面不平度凸峰接触数量在缩小,形成的油膜比重增加。膜厚比:最小油膜厚度表面轮廓算术平均值表面粗糙度均方根值hminRa1Ra2边界摩擦=1∼5混合摩擦增加,油膜厚度增加>5液体摩擦混合摩擦时,仍不能避免金属的直接接触,仍存在摩擦,但比边界磨损小得多。4.液体摩擦:摩擦面间的油膜厚度大到将两表面的不平度凸峰完全分开,即为完全液体摩擦。非液体摩擦:混合摩擦,边界摩擦,干摩擦。(二)磨损磨损曲线:机械零件的磨损过程分为三个阶段。时间磨损量IIIIII1.跑合磨损阶(

3、I):由于表面粗糙度,致使接触面积小,单位面积上的载荷大,因此磨损速度很快。2.稳定(正常)磨损阶段(II):磨损过程平稳而又缓慢,标志零件的耐磨寿命。3.剧烈(崩溃)磨损阶段(III):磨损速度急剧增长,间隙增大,振动、噪声增大,精度下降,以致报废。设计时要尽量缩短跑合期,延长稳定磨损期,推迟剧烈磨损期的到来。(三)润滑1.润滑的目的:能降低摩擦、减少磨损,还能防锈、防尘、冷却、缓冲吸振。2.润滑剂及其选择:润滑剂:液体(油、水、液态金属)气体(空气等)半固体(润滑脂)固体(石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯)(1)润滑油:三大类:有机油、矿物油、合成油。主要性能指标:<1>粘度:流体抵抗变形的能

4、力(流体内摩擦力阻力的大小)两平行平板间充满润滑油,拖动上平板A,且润滑油作层流流动,油层间的剪应力与速度梯度(速度变化率)成正比。——粘性定律0yvydydxBAxFv表达式:式中:“-”表示油层速度v随y的增大而减小。——比例常数,即流体的动力粘度。牛顿液体:服从粘性定律的液体。a)动力粘度(绝对粘度)单位:国际单位制(SI)Pa·S绝对单位制(C.G.S)P=100cP换算:1Pa·S=10P=1000cPV=1m/sF=1N1m1m1mb)运动粘度:动力粘度与同温度下该液体的密度的比值。国际单位制(SI)m²/s绝对单位制(C.G.S)St1St=100cSt我国的石油产品

5、是用运动粘度来标定的。换算:1m²/s=104St=106cStc)相对粘度(条件粘度)单位:我国采用恩氏度当200ml待测油在规定温度t流过恩氏粘度计所需时间与同体积蒸馏水在20ºc时流过粘度计所需时间之比。[例]:求50ºc时50号机械油的动力粘度。=50cSt=900kg/m³1cSt=10-6m²/s==50×10-6×900=0.045Pa·s粘度的性质:粘—温性:粘度随温度升高而显著降低。(图4—9)<2>其他性质:油性与极压性;氧化稳定性;闪点;凝固点。润滑油的选择:转速高,比压小时,选低的油;转速低,比压大时选高的油。高温时选粘度高些的油。具体选择时按图表选取。

6、粘—压性:粘度随压力升高而增高,但一般(<100MPa)时变化很小,忽略不计。对于高副接触时(齿轮啮合处压力达4000MPa)不可忽略。钙基脂:抗水性好,耐热性差。工作温度不超过55∼65ºc钠基脂:耐热性好,抗水性差。工作温度可达120ºc锂基脂:既抗水又耐高温(<145ºc)为多用途润滑脂。铝基脂:抗水性好,吸附能力强,防锈作用好。(2)润滑脂:润滑油与稠化剂(如钙、锂、钠的金属皂)的膏状混合物。类型:主要性能指标:针入度及稠度:重1.5N的标准锥体,在25ºc下,5秒刺入润滑脂的深度。针入度小,不易从摩擦面挤出,承载能力强,密封性好,但摩擦阻力大,填充性差。润滑脂的选择:单位压力高、滑

7、动速度低时,选择针入度小的品种;反之,选择针入度大的品种。滴点:润滑脂从标准测量杯的孔里滴下第一滴时的温度。标志其耐高温性能。所用润滑脂的滴点应高于轴承工作温度20∼30ºc。在水淋及潮湿的环境下,选用钙基脂及铝基脂;在温度较高处选用钠基、锂基或复合钙基脂。具体选择时可参考表。(3)添加剂:改善润滑油及润滑脂的性能,以适应恶劣的工作条件:高温、低温、重载、真空等。分散净化剂:使内燃机汽缸、曲轴箱中因氧化生成的

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