第四章摩擦、磨损与润滑概述 §4-0概述 §4-1摩擦 §4-2磨损 §4-3润滑剂、添加剂和润滑方法 §4-4流体润滑原理简介
第四章 摩擦、磨损与润滑概述 §4-1 摩 擦 §4-2 磨 损 §4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 §4-4 流体润滑原理简介 §4-0 概 述
NWI 概述您 摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损和润滑,以及三者间 相互关系的理论与应用的一门边缘学科。 口摩擦是相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象; 口磨损是由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移; 口润滑是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。 关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学( Tribology) 世界上使用的能源大约有1/3~12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。另外,机械产品的易损零件大部分是由于 磨损超过限度而报废和更换的,如果能控制和减少磨损,则既减少设备维修 次数和费用,又能节省制造零件及其所需材料的费用。 随着科学技术的发展,摩擦学的理论和应用必将由宏观进入微观,由静 态进入动态,由定性进入定量,成为系统综合研究的领域
❑ 摩擦 是相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象； ❑ 磨损 是由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移； ❑ 润滑 是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。 关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology)。 摩擦学 摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损和润滑，以及三者间 相互关系的理论与应用的一门边缘学科。 随着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用必将由宏观进入微观，由静 态进入动态，由定性进入定量，成为系统综合研究的领域。 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。另外，机械产品的易损零件大部分是由于 磨损超过限度而报废和更换的，如果能控制和减少磨损，则既减少设备维修 次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。 概 述
NWI 摩擦 、摩擦的机理 口“机械说”产生摩擦的原因是表面微凸体的相互阻碍作用; 口“分子说”产生摩擦的原因是表面材料分子间的吸力作用; 口“机械一分子说”两种作用均有。 、摩擦的分类 内摩擦:在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。 外摩擦:在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。 静摩擦:仅有相对运动趋势时的摩擦。 动摩擦:在相对运动进行中的摩擦 滑动摩擦:物体表面间的运动形式是相对滑动。 滚动摩擦:物体表面间的运动形式是相对滚动
摩 擦 摩 擦1 二、摩擦的分类 内 摩 擦：在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。 外 摩 擦：在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。 静 摩 擦：仅有相对运动趋势时的摩擦。 动 摩 擦：在相对运动进行中的摩擦。 滑动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滑动。 滚动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滚动。 ❑ “机械说” 产生摩擦的原因是表面微凸体的相互阻碍作用； ❑ “分子说” 产生摩擦的原因是表面材料分子间的吸力作用； 一、摩擦的机理 ❑ “机械－分子说” 两种作用均有
NWI 摩擦您 三、4种滑动摩擦状态 弹性变形V 塑性变形 边界膜 流体 干摩擦 边界摩擦 流体摩擦 混合摩擦 1.千摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。 1785年,法国的库仑用机械啮合概念解释干摩擦,提岀摩擦理论。后来 又有人提出分子吸引理论和静电力学理论。1935年,英国的鲍登等人开始用 材料粘附概念研究干摩擦,1950年,鲍登提岀了粘附理论。(详细介绍≯ 2.边界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开,其摩擦性质取决于 边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。 (详细介绍)
1785年，法国的库仑用机械啮合概念解释干摩擦，提出摩擦理论。后来 又有人提出分子吸引理论和静电力学理论。1935年，英国的鲍登等人开始用 材料粘附概念研究干摩擦，1950年，鲍登提出了粘附理论。 摩 擦2 摩 擦 三、 ４种滑动摩擦状态 （详细介绍） １. 干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。 ２. 边界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，其摩擦性质取决于 边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。 （详细介绍）
NWI 摩擦 3·流体摩擦是指摩擦表面被流体膜隔开,摩擦性质取决于流体内部分子间 粘性阻力的摩擦。流体摩擦时的摩擦系数最小,且不会有磨损产生,是理想 的摩擦状态 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很难区分,常统称为不完全液体摩擦。 随着科学技术的发展,关于摩擦学的研究已逐渐深入到微观研究领域, 形成了微一纳米摩擦学理论,引发出许多新的概念,比如提出了超润滑的概 念等。从理论上讲,超润滑是实现摩擦系数为零的摩擦状态,但在实际研究 中,一般认为摩擦系数在0.001量级(或更低)的摩擦状态即可认为属于超润 滑。关于这方面的研究也是目前微一纳米摩擦学研究的一个重要方面,同学 们应对此给予关注
摩 擦3 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。 ３．流体摩擦是指摩擦表面被流体膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间 粘性阻力的摩擦。流体摩擦时的摩擦系数最小，且不会有磨损产生，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，常统称为不完全液体摩擦。 随着科学技术的发展，关于摩擦学的研究已逐渐深入到微观研究领域， 形成了微－纳米摩擦学理论，引发出许多新的概念，比如提出了超润滑的概 念等。从理论上讲，超润滑是实现摩擦系数为零的摩擦状态，但在实际研究 中，一般认为摩擦系数在0.001量级（或更低）的摩擦状态即可认为属于超润 滑。关于这方面的研究也是目前微－纳米摩擦学研究的一个重要方面，同学 们应对此给予关注
NWI 磨损您 对磨损的研究开展较晩,20世纪50年代提出粘着理论后,60年代在相继研 制出各种表面分析仪器的基础上,磨损研究才得以迅速开展 磨损是运动副之间的摩擦而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,甚至促使机器提前报废 一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段,即 →磨合阶段新的零件在开始使用时一般处于这一阶段,磨损率较高。 稳定磨损阶段属于零件正常工作阶段,磨损率稳定且较低。 剧烈磨损阶段属于零件即将报废的阶段,磨损率急剧升高。 (详细介绍)国 在设计或使用机器时,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。为此就必须对形成磨损的机理有所了解
磨损是运动副之间的摩擦而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，甚至促使机器提前报废。 磨 损1 在设计或使用机器时，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。为此就必须对形成磨损的机理有所了解。 一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，即： 磨合阶段 新的零件在开始使用时一般处于这一阶段，磨损率较高。 稳定磨损阶段 属于零件正常工作阶段，磨损率稳定且较低。 剧烈磨损阶段 属于零件即将报废的阶段，磨损率急剧升高。 摩 擦2 对磨损的研究开展较晚，20世纪50年代提出粘着理论后，60年代在相继研 制出各种表面分析仪器的基础上，磨损研究才得以迅速开展。 （详细介绍） 磨 损
NWI 磨损 关于磨损机理与分类的见解颇不一致,大体上可概括为: σ磨粒磨损也简称磨损,是外部进入摩擦表面的游离硬颗粒或硬的轮廓峰 尖所引起的磨损。 σ疲劳磨损也称点蚀,是由于摩擦表面材料微体积在交变的摩擦力作用下, 反复变形所产生的材料疲劳所引起的磨损。 矿粘附磨损也称胶合,当摩擦表面的轮廓峰在相互作用的各点处由于瞬时 的温升和压力发生“冷焊”后,在相对运动时,材料从一个表面迁移到另 个表面,便形成粘附磨损。 一冲蚀磨损流体中所夹带的硬质物质或颗粒,在流体冲击力作用下而在摩 擦表面引起的磨损。 ⑦腐蚀磨损当摩擦表面材料在环境的化学或电化学作用下引起腐蚀,在摩 擦副相对运动时所产生的磨损即为腐蚀磨损。 矿微动磨损是指摩擦副在微幅运动时,由上述各磨损机理共同形成的复合 磨损。微幅运动可理解为不足以使磨粒脱离摩擦副的相对运动。 (更多介绍)匪
磨 损2 磨粒磨损 也简称磨损，是外部进入摩擦表面的游离硬颗粒或硬的轮廓峰 尖所引起的磨损。 冲蚀磨损 流体中所夹带的硬质物质或颗粒，在流体冲击力作用下而在摩 擦表面引起的磨损。 微动磨损 是指摩擦副在微幅运动时，由上述各磨损机理共同形成的复合 磨损。微幅运动可理解为不足以使磨粒脱离摩擦副的相对运动。 粘附磨损 也称胶合，当摩擦表面的轮廓峰在相互作用的各点处由于瞬时 的温升和压力发生“冷焊”后，在相对运动时，材料从一个表面迁移到另一 个表面，便形成粘附磨损。 疲劳磨损 也称点蚀，是由于摩擦表面材料微体积在交变的摩擦力作用下， 反复变形所产生的材料疲劳所引起的磨损。 磨 损 关于磨损机理与分类的见解颇不一致，大体上可概括为： （更多介绍） 腐蚀磨损 当摩擦表面材料在环境的化学或电化学作用下引起腐蚀，在摩 擦副相对运动时所产生的磨损即为腐蚀磨损
NWI 闰滑剂、添加剂和润滑方法您 、润滑剂 口润滑油:动植物油、矿物油、合成油。 粘度是润滑油的主要质量指标,粘度值越高,油越稠,反之越稀; 粘度的种类有很多,如:动力粘度、运动粘度、条件粘度等。(具体说明) 工程中常用运动粘度,单位是:St(斯)或cSt(厘斯),量纲为(m?s); 润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系,如:牌号为LAN0的油在 40℃时的运动粘度大约为10cSt 应用矿物油作润滑剂的记载最早见于西晋张华所著《博物志》,书中提到 酒泉延寿和高奴有石油,并且用于“膏车及水碓甚佳”。 口润滑脂:润滑油+稠化剂 润滑脂的主要质量指标是:锥入度,反映其稠度大小。 滴点,决定工作温度。 口固体润滑剂:石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等
润滑剂、添加剂和润滑方 一、润滑剂 法 ❑ 润滑油 ❑ 润滑脂 ❑ 固体润滑剂 粘度的种类有很多，如：动力粘度、运动粘度、条件粘度等。 润滑脂的主要质量指标是：锥入度，反映其稠度大小。 粘度是润滑油的主要质量指标，粘度值越高，油越稠，反之越稀； 润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌号为L-AN10的油在 40℃时的运动粘度大约为10 cSt。 滴点，决定工作温度。 应用矿物油作润滑剂的记载最早见于西晋张华所著《博物志》，书中提到 酒泉延寿和高奴有石油，并且用于“膏车及水碓甚佳” 。 （具体说明） 润滑剂、添加剂和润滑方法 工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或cSt(厘斯)，量纲为(m2 /s)； ：动植物油、矿物油、合成油。 ：润滑油+稠化剂 ：石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等
NWI 闰滑剂、添加剂和润滑方法 二、添加剂 为了提高油的品质和性能,常在润滑油或润滑脂中加入一些分量虽小但对 润滑剂性能改善其巨大作用的物质,这些物质叫添加剂。 提高油性、极压性 非极性油 添加剂的作用{延长使用寿命 含极压添加剂的油 改善物理性能 油性添加剂 极压添加剂 分散净化剂 添加剂的种类<消泡添加剂 含脂肪酸和极压添加剂的油 抗氧化添加剂 降凝剂 软化温度/℃C 添加剂的作用 增粘剂
添加剂 提高油性、极压性 延长使用寿命 改善物理性能 添加剂的作用 油性添加剂 极压添加剂 分散净化剂 消泡添加剂 抗氧化添加剂 降凝剂 增粘剂 添加剂的种类 润滑剂、添加剂和润滑方法 为了提高油的品质和性能，常在润滑油或润滑脂中加入一些分量虽小但对 润滑剂性能改善其巨大作用的物质，这些物质叫添加剂。 二、添加剂
NWI 润滑剂、添加剂和润滑方法缘 三、润滑方法 润滑油润滑在工程中的应用最普遍,常用的供油方式有: 滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等 用于低速 用于高速 浸油与飞溅润滑 喷油润滑 油脂润滑常用于运转速度较低的场合,将润滑脂涂抹于需润滑的零件 上。润滑脂还可以用于简单的密封。 常用的润滑装置□1
润滑方法 润滑油润滑在工程中的应用最普遍，常用的供油方式有： 滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等 用于低速 用于高速 油脂润滑常用于运转速度较低的场合，将润滑脂涂抹于需润滑的零件 上。润滑脂还可以用于简单的密封。 润滑剂、添加剂和润滑方法 三、润滑方法 常用的润滑装置 浸油与飞溅润滑 喷油润滑