第三章 摩擦、磨損及潤滑理論

1、第三章第三章 摩擦、磨損及潤滑理論摩擦、磨損及潤滑理論一、摩擦、磨損及潤滑三者關(guān)系一、摩擦、磨損及潤滑三者關(guān)系 當在正壓力作用下相互接觸的兩個物體受切向外力的影響而發(fā)生相對滑動，或有相對滑動趨勢時，在接觸表面上就會產(chǎn)生抵抗滑動的阻力，這一自然現(xiàn)象叫做摩擦。 其結(jié)果必然有能量損耗和摩擦表面物質(zhì)的喪失或轉(zhuǎn)移，即磨損。 據(jù)估計，世界上在工業(yè)方面約有30%的能量消耗于摩擦過程中。所以人們?yōu)榱丝刂屏慵谀Σ林袚p壞，在摩擦面間加入潤滑劑來降低摩擦，減小磨損的產(chǎn)生，所以說三者互為因果關(guān)系。二、摩擦的種類二、摩擦的種類530 . 34 . 04 . 0厚的油膜完全隔開，液體摩擦（潤滑）：被厚比混合摩擦（潤滑）

2、：膜薄的油膜，邊界摩擦（潤滑）：很干摩擦：粘著、犁刨摩擦（滑動）干摩擦NVN邊界摩擦VN液體摩擦V沒有潤滑劑很薄油膜被 厚 的油 膜 完全隔開 兩個無潤滑物體之間的摩擦，主要是由兩種因素所構(gòu)成：一是摩擦面的實際接觸區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的粘著；二是較硬表面上的微凸體在較軟表面上所起的犁刨作用。 那么，怎么樣來區(qū)別邊界摩擦、混合摩擦和液體摩擦的界限呢？可用膜厚比來劃分：aRhmin式中：hmin兩粗糙面間的最小公稱油膜厚度，m； Ra兩表面的綜合粗糙度；m； Ra1、Ra2分別為兩表面的輪廓算術(shù)平均偏差，m； 當 35后則為液體摩擦。三、牛頓流體定律三、牛頓流體定律yx0V=0ABVhN0S(面積) 如圖3-

3、6所示，在兩個平行的平板間充滿具有一定粘度的潤滑油，若平板A以速度V移動，另一平板B靜止不動，則由于油分子與平板表面的吸附作用，將使貼近板A的油層以同樣的速度V隨板移動；而貼近板B的油層則靜止不動。由于層與層之間速度不同，于是形成各油層間的相對滑移，在各層的界面上就存在有相應(yīng)的剪應(yīng)力。 牛頓在1687年提出一個粘性液的摩擦定律（簡稱粘性定律），即在流體中任意點處的剪應(yīng)力均與其剪切率（或速度梯度）成正比。 若用數(shù)學(xué)形式表示這一定律，即為：dydv式中：流體單位面積上的剪切阻力，即剪應(yīng)力； dv/dy流體沿垂直于運動方向（即沿圖3-6中y軸方向或流體膜厚度方向）的速度梯度，式中的“”號表示v隨y的

4、增大而減小； 比例常數(shù)，即流體的動力粘度。摩擦學(xué)中把凡是服從這個粘性定律的液體都叫牛頓液體。四、液體動壓潤滑的條件（楔形承載機理）四、液體動壓潤滑的條件（楔形承載機理）（1）兩個運動的表面要有楔形間隙；（2）被油膜分開的兩表面有一定相對滑動速度，且大口向小口；（3）潤滑油必須有一定的粘度。（4）有足夠充足的供油量。Pmax油壓P分布曲線a b cVxy各 油 層的 速 度分布壓力油膜h0p/x0 p/x=0 p/xh0 h=h0 hh0)段，p/x0，即壓力沿x方向逐漸增大；而在bc(hh0)段，即p/x0，這表明壓力沿x方向逐漸降低。在a和c之間必有一處（b點）的油流速度變化規(guī)律不變，即p/

5、x=0，因而壓力p達到最大值。由于油膜沿著x方向各處的油壓都大于入口和出口的油壓，且壓力形成如圖3-9b上部曲線所示的分布，因而能承受一定的外載荷。b）被油膜分開的兩表面必須有一定的相對滑動速度； 由式（3-10）可知，若將速度V降低，則p/x亦將降低，此時油膜各點的壓力強度也會隨之降低。如V降低過多，油膜將無法支持外載荷，而使兩表面直接接觸，致使油膜破裂，液體摩擦也就消失。c）潤滑油必須有一定的粘性。d）有足夠充足的供油量。習(xí)題：第三章第三章 摩擦、磨損及潤滑理論摩擦、磨損及潤滑理論一、選擇題3-1 現(xiàn)在把研究有關(guān)摩擦、磨損與潤滑的科學(xué)與技術(shù)統(tǒng)稱為 。（1）摩擦理論；（2）磨損理論；（3）潤

6、滑理論；（4）摩擦學(xué)；3-2 兩相對滑動的接觸表面，依靠吸附的油膜進行潤滑的摩擦狀態(tài)稱為 。（1）液體摩擦；（2）干摩擦；（3）混合摩擦；（4）邊界摩擦；3-3 兩摩擦表面間的膜厚比=0.43時，其摩擦狀態(tài)為 ； 兩摩擦表面間的膜厚比35時，其摩擦狀態(tài)為 。（1）液體摩擦；（2）干摩擦；（3）混合摩擦；（4）邊界摩擦；3-4 采用含有油性和極壓添加劑的潤滑劑，主要是為了減小 。（1）粘著磨損；（2）表面疲勞磨損；（3）磨粒磨損；（4）腐蝕磨損；3-5 通過大量試驗， 得出的摩擦副的磨損過程圖 （磨損量q與時間t的關(guān)系曲線）， 圖中 是正確的。tqtqtqtqa)b)c)d)3-6 根據(jù)牛頓液體

7、粘性定律，大多數(shù)潤滑油油層間相對滑動時所產(chǎn)生的切應(yīng)力與偏導(dǎo)數(shù)v/y之間的關(guān)系是 。 （1） ；（2） ；（3） ；（4） ;3-7 動力粘度的國際單位制(SI)單位為 。（1）泊(p)；（2）厘斯(cst)；（3）恩氏度(E)；（4）帕.秒(Pa.s)；3-8 運動粘度是動力粘度與同溫下潤滑油 的比值。（1）密度；（2）質(zhì)量m；（3）相對密度d；（4）速度v；yv2yvyv2yv3-9 運動粘度的國際單位制(SI)單位為 。 （1）m2/s；（2）厘斯(cst)；（3）厘泊(cp) ;(4)帕.秒(Pa.s);3-10 當壓力加大時，潤滑油的粘度 。 （1）隨之加大；（2）保持不變；（3）隨之減??；（4）增大還是減小或不變，視潤滑油性質(zhì)而定；3-11 當溫度升高時，潤滑油的粘度 。 （1）隨之升高；（2）隨之降低；（3）保持不變；（4）升高或降低視潤滑油性質(zhì)而定；二、分析題二、分析題1、何謂摩擦、磨損和潤滑？它們之間的相互關(guān)系