第三章摩擦、磨损与润滑 §3-0引言 §3-1摩擦 §3-2磨损 §3-3润滑 §34流体动力润滑的基本原理
第三章 摩擦、磨损与润滑 §3-1 摩 擦 §3-2 磨 损 §3-3 润 滑 §3-4 流体动力润滑的基本原理 §3-0 引 言
NWI §3-0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、磨损和润滑的一些基础知识
引 言 §3-0 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、磨损和润滑的一些基础知识
NWI §3-1摩擦 摩擦的分类 静摩擦 1按运动的状态不同分为: 动摩擦 2按运动的形式不同分为:「滑动摩擦 滚动摩擦 千摩擦 3滑动摩擦按润滑状态不同分为:边界摩擦 流体摩擦 混合摩擦
§3-1 摩 擦 §3-1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：
NWI 摩擦您 二、滑动摩擦的四种摩擦状态 )千摩擦: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。 弹性变形 其摩擦阻力最大,磨损最严重。 研究干摩擦的理论主要有:“机 械 塑性变形 理论” “分子理论”、“机械 干摩擦 分子理 迨)过箅摩撩由揩縣颡鲠 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 边界膜 边界摩擦
摩 擦2 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
NWI 摩擦您 边界摩擦靠边界膜起润滑作用,边界膜的类型如下: 物理吸附膜 吸附膜 边界膜分为: 化学吸附膜 反应膜 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,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。 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
摩 擦3 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，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：
NWI 摩擦您 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, 这种能力称为极压性。 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。 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。 其摩擦系数最小,且不会产生磨 体 损,是理想的摩擦状态。 流体摩擦 流体摩擦(或称流体润滑)的原理在本章第四节详细介绍
摩 擦4 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
NM 摩擦您 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 边界摩擦和混合摩擦在工程实际中 混合摩擦 很难区分,常统称为边界摩擦
摩 擦5 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
83-2磨损 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 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。 、典型宏观磨损过程 磨 一个机械零件的磨损损 量磨合 稳定磨损 剧烈磨损 过程大体可分为三个阶段: )磨合阶段 磨合(跑合):是指 时间 新零件在运转初期的磨损
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。 §3-2磨 损 §3-2 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 O 一个机械零件的磨损 磨合 稳定磨损 剧烈磨损 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
NW 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 入八 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 新摩擦表面的微观形貌 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。 ■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
磨 损1 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，延长稳定磨损期，推迟剧烈磨损的到来
NW 磨损 二、磨损的类型 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: )粘着磨损也称胶合 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。 2)疲劳磨损即疲劳点蚀 是高副(点、线接触)机械零件的常件磨损形式。 3)磨粒磨损也称磨料磨损, 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 4)腐蚀磨损
磨 损2 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