機械零件的摩擦、磨損和潤滑講解

1、 1、機械中的摩擦。 2、機械中的磨損。 3、機械中的潤滑。 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 摩擦是自然界普遍存在的正?，F(xiàn)象，只要有相對運 動或相對運動趨勢的兩物體接觸表面之間就會有摩擦 存在，摩擦將使接觸表面產(chǎn)生磨損。只能減少接觸表 面的磨損，不可能消除摩擦的存在。如果不存在摩擦， 兩接觸表面就不會產(chǎn)生運動。假如柏油路都成了冰場， 幾乎不存在摩擦，可想而知會產(chǎn)生什么樣的后果。 機械中常見的摩擦有兩大類：一類是發(fā)生在物質(zhì) 內(nèi)部，阻礙分子相對運動的內(nèi)摩擦。另一類是在物體 接觸表面上產(chǎn)生的阻礙其相對運動的外摩擦。 相互摩擦的兩個物體稱為摩擦副。 1、機械中的摩擦

2、 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 摩 擦 動摩擦 靜摩擦 滑動摩擦 滾動摩擦 干摩擦 邊界摩擦 液體摩擦 混合摩擦 根據(jù)摩擦副運動狀態(tài) 根據(jù)摩擦副運動形式 根據(jù)摩擦副 表面潤滑狀態(tài) 內(nèi) 摩 擦 外 摩 擦 1、干摩擦 沒有潤滑劑的摩擦面稱為干摩擦。如人在地 面行走，腳后跟與地之間形成的干摩擦。 2、邊界摩擦 摩擦表面有一層極薄的潤滑劑。如人在濕潤 的地面行走；人在有粉塵的瓷磚上行走；洗臉 盆邊沾上一層很薄的油污后，手與臉盆邊之間 的摩擦狀態(tài)等都可看成邊界摩擦，邊界摩擦的 摩擦因數(shù)比干摩擦略有改善。 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 一、摩擦種類 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 3、液體摩擦

3、 摩擦表面被液體潤滑膜完全隔離開的摩擦。如輪船 在水中行走，水把船底和河床隔離開；氣墊、磁墊使機 車和導(dǎo)軌隔離開。在機械傳動中，兩零件表面之間處于 液體摩擦狀態(tài)是最理想的狀態(tài)，但是很難達(dá)到這種狀態(tài)。 4、混合摩擦 機械運動的接觸表面，大多數(shù)處于以上三種摩擦狀 態(tài)的混合，稱之為混合摩擦?；旌夏Σ帘惹岸N狀態(tài)好， 但比液體摩擦狀態(tài)差些。 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 1、磨損是摩擦體接觸表面的材料在相對運動中由于機械 作用，或伴有化學(xué)作用而產(chǎn)生的不斷損耗的現(xiàn)象。 2、磨損類型 按照磨損損傷機理和破壞特點，可以將磨損分為四 類：1、粘著磨損。 2、磨粒磨損。 3

4、、表面疲勞磨損。 4、腐蝕磨損。 二、機械零件的磨損 （1）粘著磨損 發(fā)生在重載狀態(tài)，表面沒有潤滑的干磨損狀 態(tài)，當(dāng)摩擦發(fā)熱的溫度超過金屬的熔點時，兩運 動表面產(chǎn)生溶化、粘著。材料之間出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，表 面形成膠粘劃傷。提高油性和潤滑油的粘度是減 少粘著磨損的有效措施。粘著磨損可表現(xiàn)為輕微 磨損、涂抹、劃傷、咬粘等形式。 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 （2）磨粒磨損 摩擦表面滲入硬顆粒將表面劃傷，如 眼睛中進入微小的粉塵，將眼球劃傷一樣。 為了防止出現(xiàn)磨粒磨損，機器盡可能選擇 閉式傳動，且定期更換潤滑油，保證潤滑 劑的潔凈。 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 （

5、3）表面疲勞磨損 發(fā)生在有充足潤滑油的運動表面。當(dāng)摩擦表面材料 受到循環(huán)應(yīng)力作用，周期性工作達(dá)到一定期限之后，如 一百萬次，接觸表面會產(chǎn)生疲勞裂紋，由于充足的潤滑 油滲入到裂紋中，接觸表面短時間形成封閉裂紋，使裂 紋內(nèi)的油液壓力急劇升高，超過材料的極限強度之后， 金屬表面材料出現(xiàn)脫落，形成麻坑，稱之為點蝕。如果 沒有足夠的潤滑油，不可能形成麻坑，稱之為表面磨損。 （4）腐蝕磨損 接觸表面受到腐蝕性的氣體、液體的侵 蝕而產(chǎn)生的表面破壞，如化工行業(yè)制酸、 堿設(shè)備的零件損壞是由于酸堿腐蝕反應(yīng)而 造成的。所以一般化工企業(yè)采用不銹鋼材 料作為機器的零件 。 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 03 機械零

6、件的摩擦、磨損和潤滑 任何相對運動，即使?jié)櫥瑮l件再好，也不可避免地 會出現(xiàn)正常的磨損。磨損分為三個階段：即階段磨合、 穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段。經(jīng)過機械加工后的表面， 無論其表面粗糙度值很小，也達(dá)不到磨合后的標(biāo)準(zhǔn)，所 以相對運動的表面必然要經(jīng)過正常的磨合階段。 如新出廠汽車的磨合期為2000km，表明2000km之后， 各運動表面進入正常磨損階段，該階段的長短標(biāo)志著機 器的使用壽命。機器的質(zhì)量越高，其穩(wěn)定磨損階段越長， 使用的壽命越長。 2、磨損過程 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 （1）磨合階段 （2）穩(wěn)定磨損階段 （3）劇烈磨損階段 3 3、磨損過程、磨損過程 零件的正常磨損過程大致可

7、分為三個階段：零件的正常磨損過程大致可分為三個階段： ：磨合階段；：磨合階段；：穩(wěn)定磨損階段；：穩(wěn)定磨損階段；：?。簞?烈磨損階段烈磨損階段 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 ：磨合階段：磨合階段 出現(xiàn)在摩擦副的初始運動階段出現(xiàn)在摩擦副的初始運動階段，由于表面存在粗糙，由于表面存在粗糙 度較大，微凸體接觸面積小，接觸應(yīng)力大，磨損速度較大，微凸體接觸面積小，接觸應(yīng)力大，磨損速 度快。度快。 在一定載荷作用下，摩擦表面逐漸磨平，在一定載荷作用下，摩擦表面逐漸磨平， 實際接觸面積逐漸增大，磨損速度逐漸減慢，如圖實際接觸面積逐漸增大，磨損速度逐漸減慢，如圖 所示。所示。 03 機械零件的摩擦、磨損和潤

8、滑 穩(wěn)定磨損階段：穩(wěn)定磨損階段： 出現(xiàn)在摩擦副的正常運行階段。出現(xiàn)在摩擦副的正常運行階段。經(jīng)過磨合，摩擦表面經(jīng)過磨合，摩擦表面 加工硬化，微觀幾何形狀改變，實際接觸面積增大，加工硬化，微觀幾何形狀改變，實際接觸面積增大， 壓強降低，從而壓強降低，從而建立了彈性接觸的條件建立了彈性接觸的條件，這時磨損已，這時磨損已 經(jīng)穩(wěn)定下來，標(biāo)志著零件的使用壽命。如圖所示，經(jīng)穩(wěn)定下來，標(biāo)志著零件的使用壽命。如圖所示，磨磨 損量隨時間增大緩慢增大損量隨時間增大緩慢增大。 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 劇烈磨損階段：劇烈磨損階段：由于摩擦條件發(fā)生較大的變化由于摩擦條件發(fā)生較大的變化 ( (如溫度的急劇增高，金

9、屬組織的變化等如溫度的急劇增高，金屬組織的變化等) )，磨損，磨損 速度急劇增加。這時機械效率下降，精度降低，速度急劇增加。這時機械效率下降，精度降低， 出現(xiàn)異常的噪音及振動，最后導(dǎo)致零件完全失效。出現(xiàn)異常的噪音及振動，最后導(dǎo)致零件完全失效。 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 當(dāng)機器的運動表面磨損超過設(shè)計的數(shù)值后，間隙 過大，使運動表面產(chǎn)生過大的沖擊振動，機器進入劇 烈磨損階段。處于劇烈磨損階段的機器需要進行大修， 重新更換或修復(fù)零件的運動表面。如汽車的內(nèi)燃機活 塞缸；滑動軸承的軸瓦；更換或調(diào)整滾動軸承的間隙； 修磨機床的導(dǎo)軌等，才能保證機器具有原有的工作精

10、度。 三、機械中的潤滑 潤 滑 流體靜力潤滑 流體動力潤滑 彈性流體動力潤滑 邊界潤滑 混合潤滑 流體潤滑 1、流體潤滑 （1）流體靜力潤滑是利用外部供油系統(tǒng) 將 高壓油強行輸入摩擦副表面之間，依靠 靜壓承載油膜把兩表面完全隔開，從而獲 得流體潤滑。 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 2、流體動力潤滑是借助于相對速度而產(chǎn)生的粘性流體 膜將摩擦副的兩摩擦表面完全隔開，由潤滑油自身產(chǎn) 生的壓力來平衡外載荷。 3、彈性流體動力潤滑是研究點、線接觸摩擦 副的流體動力和潤滑問題，由于接觸面積 小，單位壓力大，必須考慮流體動力效應(yīng)、 潤滑油壓力、粘度特性和接觸體彈性形變 的聯(lián)合作用。 4、邊界潤滑是指兩個接觸體的表面并未完全 被潤滑油膜隔開，存在明顯的微凸體接觸 的狀態(tài)。 5、混合潤滑是介于邊界潤滑和彈性流體動力 潤滑之間的狀態(tài)。 03 機械零件的摩擦、磨損和潤滑 04本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)和要求 一、學(xué)習(xí)任務(wù) 1