摩擦磨損及潤(rùn)滑概述

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1、§4-1摩　擦§4-2磨　損§4-3潤(rùn)滑劑、添加劑和潤(rùn)滑方法§4-4流體潤(rùn)滑原理簡(jiǎn)介§4-0概　述第4章機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論廣西工學(xué)院專用作者：潘存云教授§4-0概述摩擦學(xué)——研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用表面間的摩擦、磨損和潤(rùn)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?！Σ痢鄬?duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面間的相互阻礙作用現(xiàn)象▲磨損——由于摩擦而造成物體表面材料的損失或轉(zhuǎn)移▲潤(rùn)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(rùn)滑的學(xué)科構(gòu)成了摩擦學(xué)(Tribology)。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(guò)限度而報(bào)廢和更換的。減少摩擦節(jié)省能源；減少磨

2、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。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，摩擦學(xué)的理論和應(yīng)用必將由宏觀進(jìn)入微觀，由靜態(tài)進(jìn)入動(dòng)態(tài)，由定性進(jìn)入定量，成為系統(tǒng)綜合研究的領(lǐng)域。廣西工學(xué)院專用作者：潘存云教授二、摩擦的分類內(nèi)摩擦——在物質(zhì)的內(nèi)部發(fā)生的阻礙分子之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。外摩擦——在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面間發(fā)生的相互阻礙作用現(xiàn)象。靜摩擦——僅有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)的摩擦。動(dòng)摩擦——在相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行中的摩擦?；瑒?dòng)摩擦——物體表面間的運(yùn)動(dòng)形式是相對(duì)滑動(dòng)。滾動(dòng)摩擦——物體表面間的運(yùn)動(dòng)形式是相對(duì)滾動(dòng)。▲“機(jī)械說(shuō)”——摩擦原因是表面微凸體的相互阻礙作用▲“分子說(shuō)”——摩擦原因是表面材料分子間的吸力作用一

3、、摩擦的機(jī)理▲“機(jī)械－分子說(shuō)”兩種作用均有§4-1摩　擦廣西工學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制1.干摩擦兩零件表面直接接觸后，因?yàn)槲⒂^局部壓力高而形成許多冷焊點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)時(shí)被剪切。不允許出現(xiàn)干摩擦！2.邊界摩擦三、滑動(dòng)摩擦狀態(tài)?功耗↑磨損↑溫度↑?燒毀軸瓦運(yùn)動(dòng)副表面有一層厚度<1μm的薄油膜，不足以將兩金屬表面完全分開，其表面部分微觀高峰部分仍將相互搓削。比干摩擦的磨損輕，f≈0.1~0.3v有一層壓力油膜將兩金屬表面隔開，彼此不直接接觸。是理想的摩擦狀態(tài)。3.液體摩擦摩擦和磨損極輕，f≈0.001~0.01vvv廣西工學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教

4、授研制潘存云教授研制4.混合摩擦v混合摩擦是指摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)?；旌夏Σ聊苡行Ы档湍Σ磷枇?，其摩擦系數(shù)比邊界摩擦?xí)r要小得多。在一般機(jī)器中，處于后三種情況的混合狀態(tài)。fηn/po邊界摩擦混合摩擦液體摩擦摩擦特性曲線稱無(wú)量綱參數(shù)ηn/p為軸承特性數(shù)。η-動(dòng)力粘度，p-壓強(qiáng)，n-每秒轉(zhuǎn)數(shù)邊界摩擦和混合摩擦在工程實(shí)際中很難區(qū)分，常統(tǒng)稱為不完全液體摩擦。摩擦學(xué)研究的最新進(jìn)展：微－納米摩擦學(xué)理論可實(shí)現(xiàn)：f≤0.001——超潤(rùn)滑摩擦狀態(tài)。廣西工學(xué)院專用作者：潘存云教授機(jī)器的壽命磨損—由于摩擦而導(dǎo)致零件表面材料的逐漸喪失或遷移。磨損曲線磨合階段磨損量時(shí)間劇烈磨損階段穩(wěn)定磨

5、損階段§4-2磨　損磨損過(guò)程大致如圖所示：▲磨合階段——包括摩擦表面輪廓峰的形狀變化和表面材料被加工硬化兩個(gè)過(guò)程▲穩(wěn)定磨損階段——零件在平穩(wěn)而緩慢的速度下磨損它標(biāo)志著磨擦條件相對(duì)穩(wěn)定。▲劇烈磨損階段——在經(jīng)過(guò)穩(wěn)定磨損階段后，零件表面遭到破壞，運(yùn)動(dòng)副間隙增大引起而外的動(dòng)載荷和振動(dòng)。零件即將進(jìn)入報(bào)廢階段后果—降低機(jī)器的效率和可靠性，甚至促使機(jī)器提前報(bào)廢。設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，要求縮短磨合期、延長(zhǎng)穩(wěn)定期、推遲劇烈磨損期的到來(lái)。它是磨損的不穩(wěn)定階段，在整個(gè)壽命周期內(nèi)時(shí)間很短。廣西工學(xué)院專用作者：潘存云教授磨粒磨損磨損的分類疲勞磨損粘附磨損沖蝕磨損腐蝕磨損微動(dòng)磨損磨損類型按磨損機(jī)理分按磨損表面外觀可分

6、為點(diǎn)蝕磨損膠合磨損擦傷磨損兩種不同的稱謂廣西工學(xué)院專用作者：潘存云教授磨損的機(jī)理磨粒磨損疲勞磨損粘附磨損沖蝕磨損腐蝕磨損微動(dòng)磨損磨損類型：磨粒磨損——也簡(jiǎn)稱磨損，外部進(jìn)入摩擦面間的游離硬顆粒（如空氣中的塵土或磨損造成的金屬微粒）或硬的輪廓峰尖在軟材料表面上犁刨出很多溝紋時(shí)被移去的材料，一部分流動(dòng)到溝紋兩旁，一部分則形成一連串的碎片脫落下來(lái)成為新的游離顆粒，這樣的微粒切削過(guò)程就叫磨粒磨損。潘存云教授研制廣西工學(xué)院專用作者：潘存云教授磨損的機(jī)理：磨粒磨損疲勞磨損粘附磨損沖蝕磨損腐蝕磨損微動(dòng)磨損磨損類型：粘附磨損——也稱膠合，當(dāng)摩擦表面的輪廓峰在相互作用的各點(diǎn)處由于瞬時(shí)的溫升和壓力發(fā)生“

7、冷焊”后，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，材料從一個(gè)表面遷移到另一個(gè)表面，便形成粘附磨損。嚴(yán)重的粘附磨損會(huì)造成運(yùn)動(dòng)副咬死。潘存云教授研制廣西工學(xué)院專用作者：潘存云教授磨損的機(jī)理：磨粒磨損疲勞磨損粘附磨損沖蝕磨損腐蝕磨損微動(dòng)磨損磨損類型：疲勞磨損——也稱點(diǎn)蝕，是由于摩擦表面材料微體積在交變的摩擦力作用下，反復(fù)變形所產(chǎn)生的材料疲勞所引起的機(jī)械磨損。點(diǎn)蝕過(guò)程：產(chǎn)生初始疲勞裂紋→擴(kuò)展→微粒脫落，形成點(diǎn)蝕坑。潘存云教授研制廣西工學(xué)院專用作者：潘存云教授磨損的機(jī)理：磨粒磨損疲勞磨損粘附磨損沖蝕磨損