機(jī)械的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第二章-摩擦磨損及潤(rùn)滑課件

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：一、摩擦及其分類1.干摩擦：兩物體滑動(dòng)表面無(wú)任何潤(rùn)滑劑或保護(hù)膜2.液體摩擦：油膜保護(hù)（1.5-2微米）3.邊界摩擦：油膜厚度小于1.5微米，介于1和2之間4.混合摩擦：1、2、3混合6/10/20231課件干摩擦—最不利

邊界摩擦—最低要求

液體摩擦混合摩擦

6/10/20232課件一、干摩擦

摩擦理論：

庫(kù)侖公式新理論：分子—機(jī)械理論、能量理論、粘著理論簡(jiǎn)單粘著理論：

6/10/20233課件二、邊界摩擦（邊界潤(rùn)滑）

物理吸附膜如圖

常溫、輕載、低速

化學(xué)吸附膜

中等載荷、速度和溫度

化學(xué)反應(yīng)膜

重載、高速和高溫

三、混合摩擦（潤(rùn)滑）

膜厚比

λ越大，油膜承載比例大，，f越小

四、流體摩擦（潤(rùn)滑）

膜厚比λ>5

全液體摩擦

6/10/20234課件§2—2磨損一、典型的磨損過(guò)程

1、跑合磨損過(guò)程

2、穩(wěn)定磨損階段

3、急劇磨損階段

在一定載荷作用下形成一個(gè)穩(wěn)定的表面粗糙度，且在以后過(guò)程中，此粗糙度不會(huì)繼續(xù)改變，所占時(shí)間比率較小經(jīng)磨合的摩擦表面加工硬化，形成了穩(wěn)定的表面粗糙度，摩擦條件保持相對(duì)穩(wěn)定，磨損較緩,該段時(shí)間長(zhǎng)短反映零件的壽命經(jīng)穩(wěn)定磨損后，零件表面破壞，運(yùn)動(dòng)副間隙增大→動(dòng)載振動(dòng)→潤(rùn)滑狀態(tài)改變→溫升↑→磨損速度急劇上升→直至零件失效6/10/20235課件二、磨損的類型1、粘著磨損

當(dāng)摩擦副受到較大正壓力作用時(shí)，由于表面不平，其頂峰接觸點(diǎn)受到高壓力作用而產(chǎn)生彈、塑性變形，附在摩擦表面的吸附膜破裂、溫升后使金屬的頂峰塑性面牢固地粘著并熔焊在—起，形成冷焊結(jié)點(diǎn)。在兩摩擦表面相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，材料便從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面，成為表面凸起，促使摩擦表面進(jìn)一步磨損。這種由于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。合理地選擇配對(duì)材料(如選擇異種金屬)，采用表面處理(如表面熱處理、噴鍍、化學(xué)處理等)，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。6/10/20236課件2、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。這種磨損是最常見的一種磨損形式，應(yīng)設(shè)法減輕這種磨損。

為減輕磨粒磨損，除注意滿足潤(rùn)滑條件外，還應(yīng)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。6/10/20237課件3、表面疲勞磨損

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。隨著裂紋的擴(kuò)展與相互連接，表層金屬脫落，形成許多月牙形的淺坑，這種現(xiàn)象稱為疲勞磨損，也稱點(diǎn)蝕。

合理地選擇材料及材料的硬度(硬度高則抗疲勞磨損能力強(qiáng))，選擇粘度高的潤(rùn)滑油，加入極壓添加劑或MoS2及減小摩擦面的粗糙度值等，可以提高抗疲勞磨損的能力。6/10/20238課件4、腐蝕磨損

在摩擦過(guò)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。腐蝕磨損可分為氧化磨損、特殊介質(zhì)腐蝕磨損、氣蝕磨損等。腐蝕也可以在沒有摩擦的條件下形成，這種情況常發(fā)生于鋼鐵類零件，如化工管道、泵類零件、柴油機(jī)缸套等。6/10/20239課件6/10/202310課件性能指標(biāo)：

1）粘度

2）油性

3）凝點(diǎn)

4）閃點(diǎn)和燃點(diǎn)

5）極壓性能

6）氧化穩(wěn)定性

2、潤(rùn)滑脂

鈣基潤(rùn)滑脂、鈉基潤(rùn)滑脂、鋰基潤(rùn)滑脂

性能指標(biāo)：

1）針入度

2）滴點(diǎn)

3）安定性

3、固體潤(rùn)滑劑

石墨、二硫化鉬、氮化硼、蠟、聚氟乙烯、酚醛樹脂

§2—3潤(rùn)滑

一、潤(rùn)滑劑及主要性能

1、潤(rùn)滑油

有機(jī)油、礦物油、合成油6/10/202311課件4、潤(rùn)滑劑的添加

二、粘性定律與潤(rùn)滑油的粘度

1、粘性定律

牛頓粘性定律

η——流體的動(dòng)力粘度

6/10/202312課件2、粘度常用單位

（1）動(dòng)力粘度η

單位：N·s/m2

（2）運(yùn)動(dòng)粘度v

物理單位：cm2/s，—1St（斯）

（3）條件粘度（相對(duì)粘度）—恩氏粘度

6/10/202313課件3、影響潤(rùn)滑油粘度的主要因素

（1）溫度

潤(rùn)滑油的粘度隨著溫度的升高而降低粘度指數(shù)VI

（2）壓力P>10MP時(shí)，隨P↑→ηP↑三、流體潤(rùn)滑簡(jiǎn)介

1流體動(dòng)力潤(rùn)滑液體動(dòng)力潤(rùn)滑、氣體動(dòng)力潤(rùn)滑

6/10/202314課件2）相對(duì)速度v足夠大，油楔中有足夠的油量實(shí)現(xiàn)條件：1）兩滑動(dòng)表面沿運(yùn)動(dòng)方向的間隙是由大至小的形狀雷諾方程6/10/202315課件2、彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑

6/10/202316課件3、流體靜力潤(rùn)滑

6/10/202317課件四、潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置油潤(rùn)滑的方法多種多樣，其分類標(biāo)準(zhǔn)大概有兩種：集中潤(rùn)滑或分散潤(rùn)滑。分散潤(rùn)滑比集中潤(rùn)滑簡(jiǎn)便。集中潤(rùn)滑需要一個(gè)多出口的潤(rùn)滑裝置供油，而分散潤(rùn)滑中各摩擦剔的潤(rùn)滑裝置則是各自獨(dú)立的。1.油潤(rùn)滑裝置（1）手工給油潤(rùn)滑裝置（2）滴油潤(rùn)滑裝置（3）油浴潤(rùn)滑裝置（4）飛濺潤(rùn)滑裝置6/10/202318課件2.脂潤(rùn)滑裝置（1）手工潤(rùn)滑裝置（2）滴下潤(rùn)滑裝置（3）集中潤(rùn)滑裝置3.固體潤(rùn)滑裝置4.氣體潤(rùn)滑裝置6/10/202319課件§2—4密封

一、密封裝置的分類（1）靜密封：密封后密封件之間固定不動(dòng)（2）動(dòng)密封：如旋轉(zhuǎn)軸和軸承蓋的密封密封件的分類見表2.3二、常用密封裝置1.回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封裝置O型密封圈：運(yùn)動(dòng)速度v<2-5m/sJ型、U型密封圈：用于較高轉(zhuǎn)速氈圈密封圈：用于低速脂潤(rùn)滑處（1）密封圈密封裝置6/10/202320課件(2）端面密封裝置：常用在高溫、高壓、高速或腐蝕介質(zhì)工作條件下的回轉(zhuǎn)軸（3）曲路密封裝置：適用于環(huán)境差、轉(zhuǎn)速高的軸2.移動(dòng)運(yùn)動(dòng)密封裝置：機(jī)器中相對(duì)移動(dòng)的零件間的密封稱為移動(dòng)密封，多采用密封圈密封（1）O型密封圈（2）V型密封圈（3）Y型和U型密封圈（4）L型密封圈6/10/202321課件三、密封裝置的選擇1.靜密封較為簡(jiǎn)單，可根據(jù)壓力、溫度選擇不同材料的墊片、密封膠等2.回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封裝置較多，要根據(jù)工作速度、壓力大小、溫度高低選擇。使用較普遍的是O型、J型密封圈，低速時(shí)氈圈應(yīng)用