第七章機(jī)械零件的摩擦、磨損及潤(rùn)滑

1、第2章 摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述2.1 摩擦與磨損2.2 潤(rùn)滑2.3 密封裝置2.1 摩擦與磨損 摩擦是機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不可避免的物理現(xiàn)象。世界上1/31/2的能源消耗在摩擦上，各種機(jī)械零件因磨損失效的也占全部失效零件的一半以上。磨損是摩擦的結(jié)果，潤(rùn)滑則是減少摩擦和磨損的有力措施。2.1.1 摩擦及其分類 兩物體接觸區(qū)產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)并消耗能量的現(xiàn)象，稱為摩擦。有些情況下卻要利用摩擦工作，如帶傳動(dòng)，摩擦制動(dòng)器等。1.干摩擦如果兩物體的滑動(dòng)表面為無任何潤(rùn)滑劑或保護(hù)膜的純金屬。2. 液體摩擦兩摩擦表面不直接接觸，被油膜隔開。根據(jù)摩擦副表面間的潤(rùn)滑狀態(tài)將摩擦狀態(tài)分為四種：2.1.2 磨損及其過程 運(yùn)動(dòng)副之間的

2、摩擦將導(dǎo)致零件表面材料的逐漸損失，這種現(xiàn)象稱為磨損。單位時(shí)間內(nèi)材料的磨損量稱為磨損率。工程上常利用磨損的原理來減小零件表面的粗糙度，如磨削、研磨、拋光、跑合等。3.邊界摩擦兩摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開。4.混合摩擦處于干摩擦、液體摩擦與邊界摩擦的混合狀態(tài)。磨損過程大致可分為以下三個(gè)階段：1.跑合（磨合）磨損階段2.穩(wěn)定磨損階段3.劇烈磨損階段此階段的特征是磨損速度及磨損率都急劇增大。在跑合階段結(jié)束后應(yīng)清洗零件，更換潤(rùn)滑油。1.磨粒磨損 由于摩擦表面上的硬質(zhì)突出物或從外部進(jìn)入摩擦表面的硬質(zhì)顆粒，對(duì)摩擦表面起到切削或刮擦作用，從而引起表層材料脫落的現(xiàn)象，稱為磨粒磨損。 減輕磨粒磨損：滿足潤(rùn)滑

3、條件，合理地選擇摩擦副的材料、降低表面粗糙度值以及加裝防護(hù)密封裝置等。2.1.3 磨損分類 按照磨損的機(jī)理以及零件表面磨損狀態(tài)的不同把磨損分為：2.粘著磨損粘著作用引起的磨損，稱為粘著磨損。 粘著磨損按程度不同可分為五級(jí)：輕微磨損、涂抹、擦傷、撕脫、咬死。 涂抹、擦傷、撕脫又稱為膠合，往往發(fā)生于高速、重載的場(chǎng)合。 合理地選擇配對(duì)材料，采用表面處理，限制摩擦表面的溫度，控制壓強(qiáng)及采用含有油性極壓添加劑的潤(rùn)滑劑等，都可減輕粘著磨損。3.疲勞磨損（點(diǎn)蝕） 兩摩擦表面為點(diǎn)或線接觸時(shí)，由于局部的彈性變形形成了小的接觸區(qū)。這些小的接觸區(qū)形成的摩擦副如果受變化接觸應(yīng)力的作用，則在其反復(fù)作用下，表層將產(chǎn)生裂紋

4、。 合理地選擇材料及材料的硬度，選擇粘度高的潤(rùn)滑油，加入極壓添加劑或及減小摩擦面的粗糙度值等，可以提抗疲勞磨損的能力。4.腐蝕磨損 在摩擦過程中，摩擦面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生物質(zhì)損失的現(xiàn)象，稱為腐蝕磨損。 實(shí)際上大多數(shù)磨損是以上述四種磨損形式的復(fù)合形式出現(xiàn)的。2.2 潤(rùn)滑潤(rùn)滑的主要作用是:減小摩擦系數(shù),提高機(jī)械效率;減輕磨損,延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命。還可起到冷卻、防塵以及吸振等作用。2.2.1潤(rùn)滑劑的性能與選擇1.潤(rùn)滑油 主要有礦物油、合成油、動(dòng)植物油等，其中應(yīng)用最廣泛的為礦物油。潤(rùn)滑油最重要的一項(xiàng)物理性能指標(biāo)為粘度 粘度的大小表示了液體流動(dòng)時(shí)其內(nèi)摩擦阻力的大小，粘度愈大，內(nèi)摩擦阻力

5、就愈大，液體的流動(dòng)性就愈差。 粘度可用動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、條件粘度（恩氏粘度）等表示。我國的石油產(chǎn)品常用運(yùn)動(dòng)粘度來標(biāo)定。（1）動(dòng)力粘度（2）運(yùn)動(dòng)粘度3/mkg為動(dòng)力粘度，單位為Pas；為密度，單位為sm2為運(yùn)動(dòng)粘度，單位為 。 一般潤(rùn)滑油的牌號(hào)就是該潤(rùn)滑油在40C（或100C）時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度（以 為單位）的平均值。smm2E8.64-E0 . 8（3）條件粘度以 表示恩氏粘度（即為條件粘度）。運(yùn)動(dòng)粘度和恩氏粘度之間可通過下式進(jìn)行換算：當(dāng)1.35E3.2時(shí) E4.0-E6 . 7當(dāng)E3.2時(shí)t0E 粘度隨溫度的升高而降低。粘度隨壓強(qiáng)的升高而加大，但當(dāng)壓強(qiáng)小于20MPa時(shí)，其影響甚小，可不予考慮。常用

6、潤(rùn)滑油的性能和用途見表2.1。續(xù)表2.潤(rùn)滑脂 潤(rùn)滑脂是在潤(rùn)滑油中加入稠化劑(如鈣、鈉、鋰等金屬皂基）而形成的脂狀潤(rùn)滑劑，又稱為黃油或干油。 潤(rùn)滑脂的流動(dòng)性小，不易流失，所以密封簡(jiǎn)單，不需經(jīng)常補(bǔ)充。潤(rùn)滑脂對(duì)載荷和速度變化不是很敏感，有較大的適應(yīng)范圍，但因其摩擦損耗較大，機(jī)械效率較低，故不宜用于高速傳動(dòng)的場(chǎng)合。 (1)滴點(diǎn) 是指潤(rùn)滑脂受熱后從標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量杯的孔口滴下第一滴油時(shí)的溫度。(2)錐入度 即潤(rùn)滑脂的稠度。 目前使用最多的是鈣基潤(rùn)滑脂，其耐水性強(qiáng)，但耐熱性差。3 固體潤(rùn)滑劑 石墨 、二硫化鉬、尼龍、軟金屬、復(fù)合材料4 氣體潤(rùn)滑劑 空氣、氫氣、水蒸氣 5 潤(rùn)滑劑的使用潤(rùn)滑劑選用的基本原則是：在低速

7、、重載、高溫、間隙大的情況下，應(yīng)選用粘度較大的潤(rùn)滑油；而在高速、輕載、低溫、間隙小的情況下應(yīng)選粘度較小的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑脂主要用于速度低、載荷大、不需經(jīng)常加油、使用要求不高或灰塵較多的場(chǎng)合。氣體、固體潤(rùn)滑劑主要用于高溫、高壓、防止污染等一般潤(rùn)滑劑不能適用的場(chǎng)合。2.2.2 潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑，主要集中在傳動(dòng)件和支承件上。油潤(rùn)滑的方法大概有四種：集中潤(rùn)滑或分散潤(rùn)滑連續(xù)潤(rùn)滑或間歇潤(rùn)滑壓力潤(rùn)滑或無壓力潤(rùn)滑循環(huán)式潤(rùn)滑或非循環(huán)式潤(rùn)滑。密封裝置從總體上可分為兩大類：固定密封動(dòng)密封 固定密封可采用各種墊片，包括金屬、非金屬墊片以及密封膠等。 動(dòng)密封又分為接觸式、非接觸式、半接觸式密封，其中應(yīng)用較廣的是接觸式密封，它主要是利用各種密封圈或氈圈密封。各種密封件都已標(biāo)準(zhǔn)化，可查閱手冊(cè)選取適當(dāng)?shù)男问健?在一般常用的