《表面摩擦與磨損》PPT課件

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1、第3章表面摩擦、磨損與潤滑1主要內(nèi)容概述摩擦磨損潤滑2概述摩擦學(xué)是研究相對運(yùn)動的作用表面間的摩擦、磨損和潤滑，以及三者間相互關(guān)系的理論與應(yīng)用的一門邊緣學(xué)科。摩擦兩個接觸的物體在相互運(yùn)動過程中，表面之間所產(chǎn)生的阻礙運(yùn)動的效應(yīng)；磨損由于摩擦而造成的物體表面材料的損失或轉(zhuǎn)移；潤滑減輕摩擦和磨損所應(yīng)采取的措施。關(guān)于摩擦、磨損與潤滑的學(xué)科構(gòu)成了摩擦學(xué)。3世界上使用的能源大約有1/3~1/2消耗于摩擦。機(jī)械產(chǎn)品的易損零件大部分是由于磨損超過限度而報(bào)廢和更換的。減少摩擦節(jié)省能源；減少磨損降低設(shè)備維修次數(shù)和費(fèi)用，節(jié)省制造零件及其所需材料的費(fèi)用。43.1摩擦摩擦的定義摩擦不僅會使材料磨耗，而

2、且還會發(fā)熱，導(dǎo)致接觸表面瞬時溫度升高，降低工件的機(jī)械效率，加重材料磨耗，故生產(chǎn)中總是力圖減少摩擦，降低摩擦系數(shù)。只有某些情況才需增大摩擦力，如車輛制動器、摩擦離合器等。摩擦---兩個接觸的物體在相互運(yùn)動過程中，表面之間所產(chǎn)生的阻礙運(yùn)動的效應(yīng)。5摩擦的大小一般用摩擦系數(shù)μ來表示，其值等于摩擦力F（切向力）與法向力N（載荷）的比值，即μ=F/N摩擦力---兩個相互接觸物體在外力作用下發(fā)生相對運(yùn)動或具有相對運(yùn)動的趨勢時，在接觸面間產(chǎn)生切向的運(yùn)動阻力，這一阻力稱為摩擦力。μ有動靜區(qū)分，μ靜＞μ動。6摩擦的分類按摩擦副的運(yùn)動狀態(tài)分類靜摩擦動摩擦----僅有相對運(yùn)動趨勢時的摩擦----在

3、相對運(yùn)動進(jìn)行中的摩擦7按摩擦副的運(yùn)動形式分類滑動摩擦滾動摩擦—物體表面間的運(yùn)動形式是相對滑動—物體表面間的運(yùn)動形式是相對滾動8按發(fā)生部位分類內(nèi)摩擦外摩擦—在物質(zhì)的內(nèi)部發(fā)生的阻礙分子之間相對運(yùn)動的現(xiàn)象—在相對運(yùn)動的物體表面間發(fā)生的相互阻礙作用現(xiàn)象。9按摩擦副表面的潤滑狀況分類純凈摩擦—摩擦表面沒有任何吸附膜或化合物存在時的摩擦干摩擦（無潤滑摩擦）—在大氣條件下，摩擦表面之間名義上沒有潤滑劑存在時的摩擦邊界潤滑摩擦—摩擦表面間有一層極薄的潤滑膜存在的摩擦流體潤滑摩擦—相對運(yùn)動的兩物體表面完全被流體隔開時的摩擦固體潤滑摩擦—相對運(yùn)動的兩物體表面間有固體潤滑存在時的摩擦混合摩擦—介于

4、上述各摩擦之間，即接觸表面間同時出現(xiàn)干摩擦、邊界摩擦、流體潤滑摩擦和固體潤滑摩擦的一種混合摩擦狀態(tài)。生產(chǎn)實(shí)際中最常見的一種摩擦狀態(tài)。10按摩擦副所處的工況條件分類正常摩擦—機(jī)械設(shè)備的摩擦副在正常溫度、壓力、速度等工況條件下的摩擦特殊工況條件下的摩擦—摩擦副處于高速、高溫、低溫等特殊環(huán)境條件下工作時產(chǎn)生的摩擦11摩擦的機(jī)理“機(jī)械說”—摩擦原因是表面微凸體的相互阻礙作用；“分子說”—摩擦原因是表面材料分子間的吸力作用；“機(jī)械-分子說”—兩種作用均有12摩擦理論（自學(xué)）圖粘著理論示意圖粘著理論13大量的試驗(yàn)表明，工程表面的實(shí)際接觸面積約為名義接觸面積的10-2～10-3，這樣接觸區(qū)

5、壓力很高，使材料發(fā)生塑性變形，表面污染膜遭到破壞，從而使基體金屬發(fā)生粘著現(xiàn)象，形成冷焊結(jié)點(diǎn)（如圖a所示）。當(dāng)發(fā)生滑動時，必須先將結(jié)點(diǎn)剪斷（如圖b所示），同時，當(dāng)較硬的凸峰在較軟的材料上滑過時，將切出溝紋（即犁刨作用），從而相對滑動時的摩擦力為上述兩種因素所形成的阻力之和。由于后者相對來說較小，故可忽略。14影響摩擦的因素1.材料性能---當(dāng)摩擦副是同一種金屬或是非常類似的金屬，或這兩種金屬有可能形成固溶合金時，則摩擦較嚴(yán)重。2.接點(diǎn)長大153.摩擦環(huán)境摩擦狀況摩擦系數(shù)干摩擦相同金屬：　　黃銅-黃銅；青銅-青銅異種金屬：　　銅鉛合金-鋼　　巴氏合金-鋼非金屬：　　橡

6、膠-其他材料　　聚四氟乙烯-其他材料0.8～1.50.15～0.30.15～0.30.6～1.90.04～0.12固體潤滑石墨-二硫化鉬潤滑鉛膜潤滑0.06～0.200.08～0.20邊界潤滑礦物油濕潤表面加油性添加劑的油潤滑：鋼-鋼；尼龍-鋼尼龍-尼龍0.15～0.300.05～0.100.10～0.20流體潤滑液體動力潤滑液體靜力潤滑0.08～0.20<0.001(與設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān))滾動摩擦滾動摩擦系數(shù)與接觸面材料的硬度、粗糙度、濕度等有關(guān)。球和圓柱滾子軸承的摩擦大體與液體動力潤滑相近，其它滾子軸承則稍大表不同摩擦狀態(tài)下的摩擦系數(shù)（大致值）163.2磨損磨損的定義磨損（W

7、ear）---由于摩擦而造成的物體表面材料的損失或轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象稱為磨損。磨屑的形成是材料發(fā)生變形和斷裂的結(jié)果。磨損是發(fā)生在材料表面的局部變形與斷裂，這種變形與斷裂是反復(fù)進(jìn)行的，具有動態(tài)特征。這種動態(tài)特征的另一標(biāo)志是材料表層組織經(jīng)過每次循環(huán)后總要變到新的狀態(tài)。所以由常規(guī)試驗(yàn)得到材料力學(xué)性能不一定能如實(shí)反映出材料耐磨性的優(yōu)劣。17材料的磨損除主要由力學(xué)因素引起外，在整個過程中材料還將發(fā)生一系列物理、化學(xué)狀態(tài)的變化。如因表面材料的塑性變形引起的形變硬化及應(yīng)力分布的改變，因摩擦熱引起的二次相變淬火、回火及回復(fù)再結(jié)