第四章 摩擦、磨損及潤滑概述

第四章摩擦、磨損及潤滑概述

§4-1

摩擦§4-2

磨損§4-3

潤滑劑、添加劑和潤滑方法§4-4

流體潤滑原理簡介目錄概述摩擦：磨損：潤滑：互相接觸的兩物體在外力作用下產(chǎn)生相對運動時，在接觸面上產(chǎn)生阻止它們運動的現(xiàn)象。摩擦過程中的能量損耗和表面物質(zhì)喪失和遷移。在相對運動的表面之間加入潤滑劑，形成一種薄膜把兩表面分開。研究摩擦、磨損和潤滑的科學技術(shù)稱為摩擦學（TRIBOLOGY）。據(jù)統(tǒng)計，世界總能源的1/2消耗在摩擦、磨損上，大約80%機械零件的損壞是由摩擦、磨損引起的，而潤滑是減少摩擦磨損、節(jié)能降耗的有效措施?！?-1摩擦外摩擦、內(nèi)摩擦、摩擦系數(shù)(f=Ff/N)

；滑動摩擦、滾動摩擦(滑動摩擦力的1/15~1/20）；靜摩擦、動摩擦（動摩擦系數(shù)小于靜摩擦系數(shù)）；干摩擦、流體摩擦、邊界摩擦、混合摩擦、超潤滑；摩擦狀態(tài)判斷(表面輪廓的均方根偏差Rq

，算術(shù)平均偏差Ra。Rq≈1.20~1.25Ra):

干摩擦機械理論；分子理論分子-機械理論粘附理論（摩擦理論）§4-2磨損磨損多數(shù)是有害的磨合階段穩(wěn)定磨損階段劇烈磨損階段時間磨損量毀壞工作表面、影響機械功能、消耗材料和能量、降低機器壽命；但也可以利用，如機器跑合、銼削、磨削、研磨等。典型磨損過程磨損機理粘附磨損（輕微磨損、涂抹、擦傷、膠合）磨粒磨損（二體磨粒磨損、三體磨粒磨損）疲勞磨損（點蝕、剝落）沖蝕磨損（流體磨粒磨損、流體侵蝕磨損）腐蝕磨損（氧化磨損、特殊介質(zhì)腐蝕磨損）微動磨損（復合磨損）粘附磨損摩擦表面的輪廓峰在相互作用的各點處發(fā)生冷焊，在相互滑動時，材料從一個表面遷移到另一個表面的現(xiàn)象。膠合磨粒磨損硬的顆?；蛴驳耐蛊鹞镌谀Σ吝^程中引起物體界面材料脫落的現(xiàn)象。二體磨粒磨損三體磨粒磨損疲勞磨損由于摩擦表面材料微體積在重復變形時疲勞破壞引起的機械磨損，使表面金屬脫落而形成麻點狀凹坑?！?-3潤滑劑、添加劑和潤滑方法（一）潤滑劑潤滑劑有氣體、液體、半固體和固體四種類型。潤滑油：動力粘度、運動粘度、條件粘度、粘溫特性、粘壓特性、潤滑性、極壓性、閃點、凝點、氧化安定性；油的牌號；潤滑脂：針入度、滴點、膠體安定性；添加劑：清凈分散劑、抗氧劑、增粘劑；潤滑方法：滴油潤滑、油環(huán)潤滑、飛濺潤滑、壓力循環(huán)潤滑、油霧潤滑、油氣潤滑。點擊公式看圖動力粘度（絕對粘度）粘度是液體分子間相對運動時所產(chǎn)生的阻力，動力粘度為牛頓粘性定律中的比例常數(shù)。動力粘度的單位為泊（P），由牛頓粘性定律導出。實際中用厘泊（cP）作單位。1厘泊（cP）=10-2泊（P）動力粘度的工程單位或國際單位為“帕·秒（Pa·S）”1Pa·S=1N·S/m2=10P=103cP1m1m1mFt=1Nu=1m/s運動粘度運動粘度是動力粘度與同溫度下油密度的比值。運動粘度的單位是斯和厘斯。1斯（st）=1cm2/s=10-4m2/s1厘斯（cst）=10-2斯=10-6m2/s在工程單位或國際單位制中運動粘度的單位為m2/s1m2/s=104st=106cst條件粘度條件粘度是在一定條件下，利用某種規(guī)格的粘度計，通過測定潤滑油穿過規(guī)定孔道的時間來進行計量的粘度。我國常用恩氏度（oEt）作為條件粘度單位。200mL試油，在規(guī)定溫度（20℃、50℃或100℃）下從恩氏粘度計流出所需的時間與蒸餾水在20℃流出相同體積所需的時間（S）之比稱為恩氏粘度。在試驗過程中，試油流出應成為連續(xù)的線狀。恩氏粘度計油的牌號運動粘度是潤滑油劃分粘度等級的依據(jù)，也是選油和用油的依據(jù)。我國國家標準規(guī)定以40℃時運動粘度的中心值劃分粘度等級（參見表4-1）。牌號舉例：L--AN32粘度等級品種（精制礦物油）類別（潤滑劑）FSLWBC燃料溶劑和化工原料潤滑劑和有關(guān)產(chǎn)品蠟瀝青焦GB粘度牌號ISO粘度牌號運動粘度中心值cSt(mm2/s)40℃運動粘度范圍cSt(mm2/s)40℃N2ISOVG22.21.98~2.42N3ISOVG33.22.88~3.52N5ISOVG54.64.14~5.06N7ISOVG76.86.12~7.48N10ISOVG10109.00~11.0N15ISOVG151513.5~16.5N22ISOVG222219.8~24.2N32ISOVG323228.8~35.2N46ISOVG464641.4~50.6N68ISOVG686861.2~74.8N100ISOVG10010090.0~110N150ISOVG150150135~165N220ISOVG220220198~242N320ISOVG320320288~352N460ISOVG460460414~506N680ISOVG680680612~748N1000ISOVG10001000900~1100N1500ISOVG150015001350~1500石油產(chǎn)品總分類針入度（稠度）針入度的大小表明潤滑脂在外力作用下變形的程度和流動性的強弱。針入度越小，表明潤滑脂越稠。潤滑脂的針入度在200~300的范圍，若針入度大于400，則為流體而失去可塑性。牌號0123456789針入度(25°C,1.5N,1/10毫米)355~385310~340265~295220~250175~205130~16085~11560~8035~5510~30國產(chǎn)潤滑脂牌號是按針入度分級的。（二）添加劑潤滑油中加入的添加劑分量很少（百分之幾到百萬分之幾），但作用巨大：①提高潤滑劑的油性、極壓性和在極端工作條件下更有效工作的能力；②推遲潤滑劑的老化變質(zhì)，延長其正常使用壽命；③改善潤滑劑的物理性能，如降低凝點、消除泡沫、提高粘度和改進粘溫特性等。（三）潤滑方法

1.油潤滑

間歇式供油——用于小型、低速或間歇運動的軸承，靠手工用油壺或油槍向注油杯內(nèi)注油。連續(xù)式供油——用于重要的軸承。旋套式注油杯壓配式注油杯（1）滴油潤滑針閥油杯油芯油杯（2）油環(huán)潤滑2.脂潤滑使用旋蓋式油脂杯時，旋動上蓋即可將潤滑脂擠入軸承中。也可使用油槍向軸承補充潤滑脂或泵送。（3）飛濺潤滑

利用轉(zhuǎn)動件（如齒輪）或曲軸的曲柄等將潤滑油濺成油星以潤滑軸承。（4）壓力循環(huán)潤滑

用油泵進行壓力供油潤滑。旋蓋式油脂杯油霧潤滑

油霧是指在高速空氣噴射流中懸浮的油顆粒。油霧潤滑系統(tǒng)是將由管線引來的干燥壓縮空氣通入油霧發(fā)生器，利用文氏（Venturi）管或渦旋效應，借助壓縮空氣載體將潤滑油霧化成懸浮在高速空氣（約6m/s以下，壓力約為2.5~5KPa）噴射流中的微細油顆粒，形成干燥油霧，再用潤滑點附近的凝縮嘴，使油霧通過節(jié)流達到0.1MPa壓力，速度提高到40m/s以上．形成的濕油霧直接引向各潤滑點表面，形成潤滑油膜，而空氣則逸出大氣中．油霧潤滑系統(tǒng)的油霧顆粒尺寸一般為1~3μm，空氣管線壓力為0.3~0.5MPa，輸送距離一般不超過30m。將單獨供送的潤滑劑和壓縮空氣進行混和并形成紊流狀的油氣混和流后再供送到潤滑點，這個過程就是油氣潤滑。異質(zhì)物體或系統(tǒng)中各存在分界面的獨立物質(zhì)稱之為相.自然界常見的物質(zhì)有三相即固相、液相和氣相。油氣就是一種兩相流。單相流體油和單相流體壓縮空氣混和后就形成了兩相油氣混合流，兩相油氣混合流中油和壓縮空氣并不真正融合，而是在壓縮空氣的流動作用下，帶動潤滑油沿管道內(nèi)壁不斷地螺旋狀流動并形成一層連續(xù)油膜，最后以精細的連續(xù)油滴的方式噴到潤滑點。

油氣潤滑油氣潤滑系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)油氣潤滑系統(tǒng)的作用是形成油氣并對油氣進行輸送及分配，對應地一套油氣潤滑系統(tǒng)由以下所列的所有或某幾個部分組成：－供油及油量分配部分－供氣部分－油氣混合部分－油氣輸送、分配及監(jiān)控部分－電控裝置－可能的話，油的回收及再利用油氣潤滑的典型應用1.高負荷及高速運行的各種類型的軋機及其附屬設(shè)備的軸承：－冷熱軋普通鋼或不銹鋼板帶軋機－線材或棒材軋機－冷熱軋有色金屬板帶軋機（鋁板、鋁箔、銅帶）－矯直機、拉伸彎曲矯直機、平整機、光整機－各類矯直輥、張力輥、夾送輥、轉(zhuǎn)向輥、板形輥、跳動輥等等2.高溫場合運行的軸承：－連鑄－連續(xù)退火機組、熱鍍鋅、熱鍍錫等－推鋼機、各類輥道、冷床、熱活套等－冶煉、造紙、化工及食品加工的高溫區(qū)域3.軸承受有化學侵蝕性流體危害的場合，如－酸洗、堿洗設(shè)備－涂鍍、鈍化設(shè)備－處于水、乳化液、切削液、危險流體或有害氣體中運行的設(shè)備4.各類磨床高速主軸油氣潤滑的典型應用5.齒輪尤其是大型開式齒輪，如－球磨機－回轉(zhuǎn)窯－各式齒輪箱6.滑動面：如燒結(jié)機臺車滑板、各種導軌等7.機車輪緣及軌道油氣潤滑的典型應用§4-4流體潤滑原理簡介流體動壓潤滑：靠兩表面的相對運動產(chǎn)生膜內(nèi)壓力（影響因素：速度、粘度、楔形及流向）。（剛性）流體動壓潤滑：粘度為常數(shù)，軸承表面為剛性。（面接觸：滑動軸承等）；彈性流體動壓潤滑：粘度及表面均為變量。（點、線接觸：齒輪、滾動軸承、輪胎等）1-運動件；2-封油面；3-油腔；

4-承導件；5-補償元件；6-液壓泵流體靜壓潤滑：油泵供壓，可低粘度、低精度、高載荷、低速度、高響應、剛性好、費用高。比較流體動壓潤滑：流體膜較厚，可以流動。摩擦系數(shù)0.008~0.04。（剛性）流體動壓潤滑膜厚1-100μm，與粘度成正比；彈性