机械设备的润滑和密封.doc

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1、第三章机械设备的润滑和密封第一节摩擦、磨损和润滑概述摩擦－两个接触的物体在外力作用下发生相对运动时，在接触表面上产生切向运动阻力的一种物理现象；磨损－是摩擦的结果；润滑－是降低、减少磨损的重要措施。摩擦的类型：按相对运动表面润滑情况，摩擦分为：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。1.干摩擦：两摩擦表面直接接触，表面间无任何润滑剂的摩擦。实际工程中不存在真正的干摩擦，表面有氧化膜、多少也会是有润滑剂分子的气体润滑；机械技术中，通常把未经人为润滑的摩擦状态看做干摩擦。2.边界摩擦：两摩擦表面间被吸附在表面的边界膜所隔开的摩擦。润滑剂在摩擦面有吸

2、附或化学反应生成一层边界膜，边界膜直接传递载荷时摩擦；两摩擦面由吸附着的很簿的边界膜隔开，摩擦表面仍会有一定的摩擦功耗和磨损；边界膜很薄，小于摩擦面的不平度；边界膜：物理吸附膜、化学吸附膜化学反应膜。3.流体摩擦：两摩擦表面间被流体完全隔开的摩擦。如油膜厚度较大，两摩擦面被液体层完全隔开，表面微观凸峰不直接接触，形成液体摩擦；可避免磨损，摩擦仅发生在油层内部，摩擦因素很小。（理想的摩擦--液体膜）4.混合摩擦：两摩擦表面间处于边界摩擦与流体摩擦之间的混合状态。摩擦面有润滑油，但不足形成液体摩擦，就可能形成边界、液体摩擦并存；或局部粗糙凸峰接触

3、，形成干摩擦，其余为边界、液体摩擦，则干、边界、液体摩擦共存。典型的磨损过程（三阶段）：磨合磨损过程：在一定载荷作用下形成一个稳定的表面粗糙度，且在以后过程中，此粗糙度不会继续改变，所占时间比率较小；稳定磨损阶段：经磨合的摩擦表面加工硬化，形成了稳定的表面粗糙度，摩擦条件保持相对稳定，磨损较缓,该段时间长短反映零件的寿命；剧烈磨损阶段：经稳定磨损后，零件表面破坏，运动副间隙增大→动载、振动→润滑状态改变→温升↑→磨损速度急剧上升→直至零件失效。磨损分类：根据磨损机理可分为111）粘着磨损形成：边界摩擦，载荷大，速度高，边界膜破坏，表面尖峰接触

4、。现象：形成材料转移。2）磨粒磨损、磨削形成：表面微峰或外界硬质颗粒进入摩擦面。现象：表面划伤或犁沟现象。3）疲劳磨损（也称疲劳点蚀）形成：接触应力反复作用。轴承、齿轮。现象：表层金属剥落，形成点蚀凹坑。4）流体磨粒、冲蚀磨损形成：一定速度的硬质微粒反复作用，表面受法向力及切向力。燃气涡轮机叶片、水轮机叶片。现象：表面疲劳，材料损失。5）腐蚀磨损-电化学作用形成：空气中的酸、润滑油中的无机酸产生化学作用或电化学作用。现象：表面腐蚀并磨损。6）微动磨损形成：小振幅、大频率、点或线接触。现象：磨损面积小。润滑的作用：减少摩擦、减轻磨损（润滑剂，形

5、成一层膜）；降温冷却（润滑剂带走摩擦产生的热量）；清洗作用（带走表面磨削下金属磨削或污物）；防止腐蚀（润滑剂中含防腐、防锈剂）；缓冲减振作用（油膜有一定的刚度）；密封作用（半固体润滑剂，防止水分、杂质侵入）。常用润滑剂及其选择：润滑油→液体润滑脂→润滑油＋稠化剂（硬脂酸＋氢氧化物）11固体润滑剂→石墨、ＭoS2、聚四氟乙稀气体润滑剂矿物油、皂基润滑脂性能稳定、成本低，应用广泛。油膜厚度依赖：运动副尺寸运动速度油液粘度一．润滑油1.性能指标润滑油的性能指标主要有：粘度、油性、闪点、凝点、倾点等。粘度－反映了润滑油在外力作用下抵抗剪切变形的能力，

6、也是分子间内摩擦力大小的标志。粘度大，承载能力越大；粘度不是固定的，而是随着温度和压力而变化；温度↑→粘度↓→润滑效果↓；压力↑→粘度↑；油性—又称润滑性，反映在摩擦表面的吸附性能；是在摩擦表面构成边界油膜的能力；油膜吸附大，不易破裂，则油性好；闪点—在火焰下闪烁时的最低温度（即瞬时燃烧和碳化的温度）；燃点—长时间连续燃烧的温度（高温性能）；凝点—在规定的冷却条件下，由液体转变为不能流动的临界温度；－低温启动性能；倾点－润滑油在规定的条件下，冷却到能继续流动的最低温度，润滑油的使用高于倾点3℃。润滑油：矿物润滑油、合成润滑油、动植物润滑油三类

7、。二.润滑脂润滑脂也称黄油，是一种稠化的润滑油；其油膜强度高，粘附性好，不易流失，易密封，使用时间常；但散热性差，摩擦损失大；常用于不易加油、重载低速的场合。性能指标：锥入度--软硬程度；滴点－固体→流体的温度转折点，表示耐热性。三.固体润滑剂用固体粉末代替润滑油膜的润滑。常见的固体润滑剂有：MoS2（二硫化钼），PTFE（聚四氟乙烯），石墨，氟化石墨，WS2（二硫化钨）、纳米材料等。四.气体润滑剂采用空气、氮气、氦气等某些惰性气体作为润滑剂；摩擦系数几乎等于零，用于精密设备与高速轴承的润滑（静压气体轴承）。11第三节常用传动装置的润滑一.润

8、滑方式分散/集中润滑；间歇/连续润滑；无压/压力润滑；不循环润滑、循环润滑和混合式。润滑方式选用原则：1.低速、轻载、工作时间短或不连续运转等需油量较少的机械，一般