機(jī)械零件的摩擦、磨損與潤滑

1、 1、機(jī)械中的摩擦。 2、機(jī)械中的磨損。 3、機(jī)械中的潤滑。03 機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑03 機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑 摩擦是自然界普遍存在的正常現(xiàn)象，只要有相對運(yùn)動或相對運(yùn)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(yùn)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(jī)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(yùn)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(yùn)動的外摩擦。 相互摩擦的兩個(gè)物體稱為摩擦副。 1、機(jī)械中的摩擦03 機(jī)械零件的摩

2、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(yùn)動狀態(tài)根據(jù)摩擦副運(yùn)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(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑一、摩擦種類03 機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑3、液體摩擦 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；

3、氣墊、磁墊使機(jī)車和導(dǎo)軌隔離開。在機(jī)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(jī)械運(yùn)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(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑03 機(jī)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(yùn)動中由于機(jī)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(jī)理和破壞特點(diǎn)，可以將磨損分為四類：1、粘著磨損。 2、磨粒磨損。 3、表面疲勞磨損。 4、腐蝕磨損。 二、機(jī)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

4、損狀態(tài)，當(dāng)摩擦發(fā)熱的溫度超過金屬的熔點(diǎn)時(shí)，兩運(yùn)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑03 機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑 （3）表面疲勞磨損 發(fā)生在有充足潤滑油的運(yùn)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

5、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(shí)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(qiáng)度之后，金屬表面材料出現(xiàn)脫落，形成麻坑，稱之為點(diǎn)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(jī)器的零件 。03 機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑03 機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑 任何相對運(yùn)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(gè)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(jī)械加

6、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(yùn)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(yùn)動表面進(jìn)入正常磨損階段，該階段的長短標(biāo)志著機(jī)器的使用壽命。機(jī)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(jī)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分為三個(gè)階段：零件的正常磨損過程大致可分為三個(gè)階段：磨合階段；：磨合階段；：穩(wěn)定磨損階段；：穩(wěn)定磨損階段；：劇：劇烈磨損階段烈磨損階段03 機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑：磨合

7、階段：磨合階段出現(xiàn)在摩擦副的初始運(yùn)動階段出現(xiàn)在摩擦副的初始運(yùn)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(shí)際接觸面積逐漸增大，磨損速度逐漸減慢，如圖實(shí)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(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑穩(wěn)定磨損階段：穩(wěn)定磨損階段：出現(xiàn)在摩擦副的正常運(yùn)行階段。出現(xiàn)在摩擦副的正常運(yùn)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(shí)際接觸面積增大，加工硬化，微觀幾何形狀改變

8、，實(shí)際接觸面積增大，壓強(qiáng)降低，從而壓強(qiáng)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(shí)磨損已，這時(shí)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(shí)間增大緩慢增大損量隨時(shí)間增大緩慢增大。03 機(jī)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(shí)機(jī)械效率下降，精度降低，速度急劇增加。這時(shí)機(jī)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

9、振動，最后導(dǎo)致零件完全失效。03 機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑03 機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑 當(dāng)機(jī)器的運(yùn)動表面磨損超過設(shè)計(jì)的數(shù)值后，間隙過大，使運(yùn)動表面產(chǎn)生過大的沖擊振動，機(jī)器進(jìn)入劇烈磨損階段。處于劇烈磨損階段的機(jī)器需要進(jìn)行大修，重新更換或修復(fù)零件的運(yùn)動表面。如汽車的內(nèi)燃機(jī)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(jī)床的導(dǎo)軌等，才能保證機(jī)器具有原有的工作精度。 三、機(jī)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(qiáng)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(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑03 機(jī)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(diǎn)、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(gè)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(jī)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、掌握機(jī)械基