1、摩擦的種類及形成機(jī)理磨損的類型及破壞機(jī)理流體動力潤滑的基本原理,第4章摩擦、磨損及潤滑概述,41摩擦,在外力作用下，相互作用的兩物體作相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢，其接觸表面間產(chǎn)生的切向運(yùn)動阻力稱為摩擦力，其現(xiàn)象稱為摩擦。金屬表面間的滑動摩擦種類：1、干摩擦：兩摩擦面間無外加潤滑劑或保護(hù)膜固體表面直接接觸摩擦、磨損大2、流體摩擦：兩摩擦表面被一層流體隔開，摩擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子間粘性阻力摩擦系數(shù)很小，幾乎無磨損產(chǎn)生。3、邊界摩擦：兩摩擦面被吸附在金屬表面的很簿的邊界膜隔開，摩擦性質(zhì)不取決于流體粘性，而與邊界膜和表面的吸附性質(zhì)有關(guān)。-因膜很薄，仍有磨損。4、混合摩擦：實(shí)際中較多的摩擦副表面是處于

2、干摩擦、邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)，故稱為混合摩擦。-摩擦系數(shù)比邊界摩擦小得多，但仍有磨損,1.干摩擦,兩摩擦面間無任何潤滑劑的固體表面直接接觸,形成理論依據(jù)：粘著理論,簡單粘著理論：該理論認(rèn)為：當(dāng)兩表面接觸時，其實(shí)是一些表面輪廓峰(峰頂)在接觸，因此輪廓峰接觸區(qū)的壓力很大，產(chǎn)生塑性變形后，這些小接觸面便發(fā)生粘著現(xiàn)象，形成冷焊結(jié)點(diǎn)，當(dāng)一表面相對另一表面滑動時，粘著點(diǎn)被剪斷，而剪斷這些連接的力就是摩擦力。,但此結(jié)論不完全符合實(shí)際，（對于大多金屬：計算值約為0.2，而空氣中測量值為0.5，真空中更高，）需修正：,摩擦形成機(jī)理：,修正的粘著理論：這種理論認(rèn)為，在摩擦情況下接觸區(qū)同時有壓應(yīng)力和切應(yīng)力

3、存在，即接觸點(diǎn)發(fā)生屈服，是與壓應(yīng)力和切應(yīng)力的合成有關(guān)。切應(yīng)力使粘著結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生塑性流動，接觸面積增加，粘著結(jié)點(diǎn)增生，因而摩擦系數(shù)變大。在真空中，接點(diǎn)可能大幅地增長，因此系數(shù)較高。在空氣中，由于界面上覆蓋有一層氧化膜或污染膜，這種膜抗剪能力低，因而摩擦系數(shù)較低。,注意：粘著理論只適用于金屬與金屬摩擦。,2.邊界摩擦（邊界潤滑）,兩摩擦面被一層極薄的邊界膜隔開的摩擦,潤滑油中的脂肪酸是一種極性化合物，他的極性分子能牢固的吸附在金屬表面上。物理吸附膜,邊界摩擦性質(zhì)：摩擦阻力大小與液體粘性大小無關(guān)，與能否吸附到金屬表面上的吸附能力有關(guān)，邊界膜極薄，兩摩擦表面不平度一般都超過此厚度，仍有部分表面直接接觸，磨

4、損不可避免。邊界膜受工作溫度影響很大，溫度高時此膜易破壞。,3.流體摩擦（流體潤滑）,兩摩擦面完全由液體隔開的摩擦（）理想,油膜：靜壓油膜、動壓油膜,流體動力潤滑：借助于相對速度而產(chǎn)生的粘性流體膜將兩表面完全分開，由流體膜產(chǎn)生的壓力來平衡外載，稱為流體動力潤滑。,流體靜力潤滑：靠液壓泵將加壓后的流體送入兩摩擦表面之間，由流體靜壓力來平衡外載，稱為流體靜力潤滑。,4.混合摩擦（混合潤滑）,隨著摩擦表面間油膜厚度的增大（），摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)時，稱為混合摩擦。此時微凸體直接接觸的數(shù)量減小，但仍有接觸的，所以仍有磨損，但比邊界摩擦小得多。,一.零件磨損的三個階段,1.磨合磨損

5、(跑合)(有益),2穩(wěn)定磨損(工作),3.劇烈磨損(失效),磨損量,42磨損,新的摩擦副表面較粗糙，在一定載荷作用下，粗糙表面逐漸被磨平，接觸面磨損穩(wěn)定磨損。,此階段磨損平穩(wěn)而緩慢代表機(jī)件使用壽命。,磨損量積累到一定值摩擦條件發(fā)生較大的變化劇烈磨損失效。,縮短磨合期延長穩(wěn)定磨損期推遲劇烈磨損的到來,1.粘著磨損：,3.表面疲勞磨損,壓力作用局部溫升高粘著（焊接）相對運(yùn)動撕脫、剪切材料轉(zhuǎn)移,交變應(yīng)力裂紋擴(kuò)展表面剝落麻點(diǎn)、凹坑（疲勞點(diǎn)蝕）,2.磨粒磨損：,硬質(zhì)顆粒或粗糙硬表面在軟表面上的切削或刮擦作用引起的材料脫落,4.腐蝕磨損,5.沖蝕磨損,金屬表面與周圍介質(zhì)化學(xué)反應(yīng)，在相對運(yùn)動中造成表面材料損

6、失,當(dāng)含有硬微粒的流體（氣體）沖擊到固體表面上，就會造成沖蝕磨損,二.磨損的類型（按機(jī)理分）,潤潤滑油液體滑潤滑脂潤滑油稠化劑(硬脂酸氫氧化物)劑固體潤滑劑石墨、oS2、聚四氟乙稀,一.潤滑目的：,摩擦功耗磨損,冷卻、吸振、防銹,粘度：液體抵抗變形的能力,它標(biāo)志著液體的內(nèi)摩擦阻力的大小粘度愈大，內(nèi)摩擦阻力愈大，流動性愈小。,二.潤滑油：,溫度粘度潤滑效果。,1.主要性能指標(biāo):粘度、潤滑性（油性）、極壓性、閃點(diǎn)、凝點(diǎn)、氧化穩(wěn)定性,43潤滑劑、添加劑和潤滑方法,動力粘度PaS(Ns/m2)(國際),(4-6),運(yùn)動粘度(m2/s)：,牛頓粘性定律：流體中任意點(diǎn)處的切應(yīng)力均與該處流體的速度梯度成正比

7、。,液體密度(kg/m3),沿y坐標(biāo)各油層速度呈線性分布剪切流。,動力粘度：,潤滑效果好，具冷卻、清洗作用。供油、密封麻煩。,2.特點(diǎn):,潤滑性（油性）：反映潤滑油吸附于摩擦表面的性能。油性越好，吸附能力越強(qiáng)。極壓性：潤滑油中加入添加劑后，在金屬表面生成化學(xué)反應(yīng)膜的能力。閃點(diǎn)：遇火焰即能發(fā)出閃光的最低溫度。應(yīng)使工作溫度比閃點(diǎn)低30-400C凝點(diǎn)：潤滑油冷卻到不能流動時的溫度。氧化穩(wěn)定性：潤滑油暴露在高溫氣體中時會發(fā)生氧化生成膠狀沉積物。,3.潤滑方法:間歇潤滑:油壺、油槍,連續(xù)潤滑:油杯、油環(huán)、飛濺、壓力,三.潤滑脂:,2.特點(diǎn):3.潤滑方法:,潤滑油+稠化劑,1.性能指標(biāo):錐入度、滴點(diǎn)錐入度

8、(稠度）：表征潤滑脂稀稠程度的指標(biāo)。錐入度越大，表示潤滑脂流動性越大。滴點(diǎn)：表示潤滑脂受熱后開始滴落的溫度。,油膜承載力大，不易流失，易密封、維護(hù)。但啟動阻力大，散熱性差。,間歇潤滑：脂杯油、油槍,四、添加劑：,為了提高油的品質(zhì)和性能，常加入某些分量雖少但對潤滑劑性能改善巨大作用的物質(zhì)，稱為添加劑。,實(shí)現(xiàn)條件：1）兩摩擦表面必須構(gòu)成收斂狀間隙；2）兩表面有一定的相對速度，并帶著潤滑油從大口走向小口3）潤滑油必須有一定的粘度。,44流體潤滑原理簡介,一.流體動力潤滑：,流體動力潤滑：兩個作相對運(yùn)動的物體的摩擦表面，用借助于相對速度而產(chǎn)生的粘性流體膜將兩表面完全分開，由流體膜產(chǎn)生的壓力來平衡外載，稱為流體動力潤滑。,二.流體靜力潤滑：,流體靜力潤滑：靠液壓泵將加壓后的流體送入兩摩擦表面之間，由流體靜壓力來平衡外載，稱為流體靜力潤滑。,兩相對滑動的接觸表面，依靠吸附膜進(jìn)行潤滑的摩擦狀態(tài)稱為（）摩擦。A、干摩擦；B、邊界摩擦；C、流體摩擦干摩擦?xí)r，摩擦力與所受載荷及表面接觸面積的關(guān)系為：A、與表面積無關(guān)而與載荷成正比；B、與表面積有關(guān)而與載荷成正比；C、與表面積有關(guān)而與載荷無關(guān)；選擇潤滑油的主要依據(jù)是：A、針入度；B、滴點(diǎn)；C、粘度；D、防水性。,兩板間充滿一定粘度的液體，兩板相對運(yùn)動方向如圖所示，可能形成流體動力潤滑的是（）。