摩擦磨损和润滑基础课件.ppt

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1、摩擦、磨损和润滑基础培训教程----吴天祥摩擦、磨损和润滑基础§1摩擦一、摩擦定律古典的库仑摩擦定律内容归纳如下：⑴摩擦力的大小与接触面间的法向力成正比，而与接触面积的大小无关，即摩擦力法向力摩擦因（系）数⑵摩擦力的方向总与接触表面相对运动速度的方向相反。⑶摩擦力的大小与接触面间的相对滑动速度无关。⑷静摩擦力大于动摩擦力。二、摩擦的种类及其基本性质按运动状态分静摩擦动摩擦按运动形式分滑动摩擦滚动摩擦干摩擦（润滑）流体摩擦（润滑）边界摩擦（润滑）混合摩擦（润滑）按润滑状态分1.干摩擦不加润滑剂时，相对运动的零件表面直接接触，这样产生的摩擦称为干摩擦(如真空中)。摩擦力的计算公式：摩擦力的组成

2、可表示为：2、边界摩擦两表面加入润滑油后，在金属表面会形成一层边界膜，它可能是物理吸附膜，也可能是化学反应膜。不满足流体动压形成条件，或虽有动压力，但压力较低，油膜较薄时，在载荷的作用下，边界膜互相接触，横向剪切力比较弱，这种摩擦状态称为边界摩擦.3.流体摩擦当两摩擦表面被流体（液体或气体）完全隔开时，摩擦表面不会产生金属间的直接摩擦，流体分子层间的粘剪阻力就是摩擦力，这种摩擦称为流体摩擦。实现流体摩擦有下列三种方法:1)流体动压润滑楔形空间，油膜厚度最大3.流体摩擦2）弹性流体动压润滑考虑了接触区弹性变形和压力对接触区润滑油粘度的影响的动压润滑称为弹性流体动力润滑,简称为弹流润滑.两表面

3、的距离称为平均油膜厚度。接触区的出口处油膜变薄,这种现象称为“颈缩”,此处两表面距离称为最小油膜厚度。3.流体摩擦3)流体静压润滑用油泵将润滑油经过节流器以所需要压力注入被润滑表面的油室,再由油室的封油边流回油箱。4.混合摩擦当动压润滑条件不具备，且边界膜遭破坏时，就会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩擦同时存在的现象，这种摩擦状态称为混合摩擦。5.薄膜润滑状态介于干摩擦和边界摩擦之间，薄膜厚度仅几纳米，在现代精密机械系统(Ra很小)或MEMS中普遍存在。单分子吸附膜的定向结构单分子吸附膜的摩擦原理模型多层分子吸附膜的摩擦模型润滑油（主要是石油产品）中的脂肪酸是一种极性化合物，它的极性分子能牢固

4、地吸附在金属表面上。极性团§2磨损关于磨损的几个概念：①磨损使摩擦表面的物质不断损失的现象；②磨损量以厚度、重量、体积为单位表示磨损造成的材料损耗；③磨损率单位时间的磨损量；④耐磨度磨损率的倒数；一、典型宏观磨损过程1、磨合磨损阶段2、稳定磨损阶段3、剧烈磨损阶段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。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

5、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。注：应该力求缩短磨合期，延长稳定磨损期，推迟剧烈磨损的到来。新摩擦表面的微观形貌二、磨损的分类1、粘着磨损轻微磨损（如：缸套-活塞环）；涂抹（如：重载蜗轮副的蜗杆）；擦伤又称拉伤（如：内燃机铝活塞壁-缸体）；撕脱（如：主轴-轴瓦的轴承表面）；咬粘（如：不锈钢螺栓与不锈钢螺母在宁紧过程中）。3、表面疲劳磨损点蚀、剥落（鳞剥）2、磨粒磨损三、磨损的转化qq四、影响磨损的因素（1）润滑是减小摩擦、减小磨损的最有效的方法。（2）合理选择摩擦副材料。（

6、3）进行表面处理。（4）注意控制摩擦副的工作条件等。五、减少磨损的主要方法§3润滑一、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边界润滑和混合润滑流体动力润滑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。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。楔形间隙能够形成动压油膜。§3-4流体动力润滑基本原理油压分布曲线形成动压油膜的条件：1）两摩擦表面之间必须能形

7、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之间关系的方程：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。弹性流体动力润滑弹性流体动力润滑