4、摩擦、磨损及润滑概述

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1、第四章摩擦、磨损与润滑§4-1摩　擦§4-2磨　损§4-3润滑§4-4流体动力润滑的基本原理§4-0引言§4-0引言摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。对于机器来讲，摩擦会使效率降低，温度升高，表面磨损。过大的磨损会使机器丧失应有的精度，进而产生振动和噪音，缩短使用寿命。世界上使用的能源大约有1/3~1/2消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废。润滑是减小摩擦、减小磨损、提高机械效率的最常用最有效方法。关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学。本章主要介绍有关摩擦、磨损和润滑的一些

2、基础知识。§4-1摩擦一、摩擦的分类静摩擦动摩擦1按运动的状态不同分为：滑动摩擦滚动摩擦2按运动的形式不同分为：干摩擦边界摩擦流体摩擦混合摩擦3滑动摩擦按润滑状态不同分为：摩擦二、滑动摩擦的四种摩擦状态1）干摩擦：是指表面间无任何润滑剂或保护膜，表面金属直接接触时的摩擦。2）边界摩擦：是指两摩擦面被吸附在表面的边界膜隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面吸附性能的摩擦。研究干摩擦的理论主要有：“机械理论”　、“分子理论”、“机械－分子理论”　等。（由于时间按关系不细讲）其摩擦阻力最大，磨损最严重。摩擦润滑剂中的极性分子与金属表面相互吸引，形成定向排列的分子栅

3、，称为物理吸附膜。润滑油靠物理吸附形成边界膜的能力，称为油性。润滑剂中的活性分子靠离子键吸附在金属表面上形成的吸附膜，称为化学吸附膜。吸附膜反应膜边界膜分为：物理吸附膜化学吸附膜在润滑剂中添加入硫、磷、氯等元素，它们与表面金属发生化学反应生成的边界膜，称为反应膜。边界摩擦靠边界膜起润滑作用，边界膜的类型如下：摩擦３）流体摩擦：是指摩擦表面完全被流体膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。能生成反应膜的润滑油称为极压油。注：温度对边界膜的影响很大。温度越高，边界膜越容易破坏。反应膜在高温下破裂后，能生成新的化合物，形成新的反应膜，这种能力称为

4、极压性。流体摩擦（或称流体润滑）的原理在本章第四节详细介绍。其摩擦系数最小，且不会产生磨损，是理想的摩擦状态。边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难区分，常统称为边界摩擦。4）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。摩擦磨损主要是运动副中的摩擦导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。磨损会影响机器的效率，降低工作的可靠性，促使机器提前报废。§4-2磨损单位时间（或单位行程、转等）材料的损失量，称为磨损率。耐磨性：是指材料抵抗脱落的能力。与磨损率成倒数关系。一、典型宏观磨损过程磨损量时间

5、磨合稳定磨损剧烈磨损一个机械零件的磨损过程大体可分为三个阶段：1）磨合阶段磨合（跑合）：是指新零件在运转初期的磨损。新的摩擦副表面比较粗糙，真实微观接触面积比较小，压强大，因此运转初期的磨损比较快。但是，磨损以后表面的微观凸峰降低，接触面积增大，压强减小，磨损的速度逐渐减慢。新摩擦表面的微观形貌2）稳定磨损阶段这个阶段属于零件的正常工作阶段，磨损率稳定且较低。这一阶段的长短直接影响机器的寿命。3）剧烈磨损阶段零件经长时间工作磨损以后，表面精度下降，效率降低，温度升高，冲击振动加大，导致磨损加剧，最终导致零件报废。磨损注：应该力求缩短磨合期，延长稳定磨损

6、期，推迟剧烈磨损的到来。二、磨损的类型磨损按磨损的机理不同，机械零件的磨损大体分为四种基本类型：1）粘着磨损也称胶合2）疲劳磨损即疲劳点蚀3）磨粒磨损也称磨料磨损，4）腐蚀磨损摩擦表面的微观凸峰粘在一起后，在相对运动中，材料从一个表面迁移到另一个表面，便形成粘着磨损。是外界的硬颗粒或粗糙的硬表面在相对运动中，对摩擦表面的擦伤所引起的磨损。是高副（点、线接触）机械零件的常件磨损形式。摩擦表面在摩擦过程中，伴随有表面材料被腐蚀的现象，这种情况下产生的磨损即为腐蚀磨损。三、减小磨损的主要方法（1）润滑是减小摩擦、减小磨损的最有效的方法。（2）合理选择摩擦副材

7、料（3）进行表面处理（4）注意控制摩擦副的工作条件等磨损除了上述四种基本磨损类型以外，还有侵蚀磨损、微动磨损等其他形式，由于时间关系，不多讲。§4-3润滑润滑：是指在两个摩擦表面之间加入润滑剂，以减小摩擦和磨损。此外，润滑还可起到散热降温，防锈、防尘，缓冲吸振等作用。一、润滑的分类1）流体动力润滑：靠两摩擦表面的相对运动建立压力油膜（称为动压油膜），两表面被压力油膜完全分开，实现流体润滑。2）流体静力润滑：两摩擦表面被外部供油装备输入的压力油完全分开，强迫形成压力油膜，实现流体润滑。3）弹性流体动力润滑：是指理论上为点、线接触的摩擦副，在考虑表面的弹性

8、变形等因素的基础上建立的流体动力润滑。4）边界润滑和混合润滑（即边界摩擦和混合摩擦）。二、润滑