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1、第二章摩擦、磨損及潤滑概述一、教學(xué)目標(一）能力目標1.會分析摩擦副類型，會選擇潤滑方式及潤滑劑類型2.會選擇密封方式(二)知識目標1.掌握摩擦副分類及基本性質(zhì)、磨損過程及潤滑的類型及潤滑劑類型2.掌握密封方式的選擇二、教學(xué)內(nèi)容1.摩擦與磨損2.潤滑3.密封方法及裝置三、教學(xué)的重點與難點(一）重點1.潤滑方式及潤滑劑類型的選擇。2.密封方法的確定。(二)難點密封方法的確定。四、教學(xué)方法與手段應(yīng)用工程實例講解，總結(jié)歸納式教學(xué)。2.1摩擦與磨損隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對摩擦、磨損的研究已經(jīng)形成一門新的
2、學(xué)科領(lǐng)域——摩擦學(xué)。為了節(jié)約能源、提高效率及延長機械零件的壽命，潤滑是必不可少的。摩擦：兩接觸的物體在接觸表面間相對運動或有相對運動趨勢時產(chǎn)生阻礙其發(fā)生相對運動的現(xiàn)象叫摩擦磨損：由于摩擦引起的摩擦能耗和導(dǎo)致表面材料的不斷損耗或轉(zhuǎn)移，即形成磨損。使零件的表面形狀與尺寸遭到緩慢而連續(xù)破壞→精度、可靠性↓效率↓直至破壞。潤滑：減少摩擦、降低磨損的一種有效手段。2.1.1摩擦及其分類按運動狀態(tài)，摩擦分靜摩擦和動摩擦。根據(jù)摩擦面間存在潤滑劑的狀況，摩擦分干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦、混合摩擦。(如圖所示)。1
3、、干摩擦兩摩擦表面直接接觸，不加入任何潤滑劑的摩擦。干摩擦狀態(tài)產(chǎn)生較大的摩擦功耗及嚴重的磨損，因此應(yīng)嚴禁出現(xiàn)這種摩擦。2、液體摩擦摩擦表面間的潤滑膜厚度大到足以將兩個表面的輪廓完全隔開時，即形成了全液體摩擦，是理想摩擦狀態(tài)。3、邊界摩擦兩摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開，使其處于干摩擦和液體摩擦之間的狀態(tài)。邊界膜起潤滑作用。4、混合摩擦處于干摩擦、液體摩擦與邊界摩擦的混合狀態(tài)。2.1.2磨損及其過程磨損是摩擦的直接結(jié)果，使材料損耗↓，工作精度↓，可靠性↓。典型的磨損過程：1、磨合磨損過程：形成一個
4、穩(wěn)定的表面粗糙度，且在以后過程中，此粗糙度不會繼續(xù)改變，所占時間比率較小。2、穩(wěn)定磨損階段：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，摩擦條件保持相對穩(wěn)定，磨損較緩習(xí)——該段時間長短反映零件的壽命。3、急劇磨損階段：經(jīng)穩(wěn)定磨損后，零件表面破壞，運動副間隙增大→動載、振動→潤滑狀態(tài)改變→溫升↑→使磨損速度急劇上升→直至零件失效注意：實際機械零件在使用過程中，這三個過程無明顯界限。若不經(jīng)跑合，壓力過大，v過高或潤滑不良等，則經(jīng)跑合直接進入劇烈磨損階段。2.1.3磨損分類按照磨損的機理以及零件表
5、面磨損狀態(tài)的不同，一般工況下把磨損分為磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損等。1、磨粒磨損由于摩擦表面上的硬質(zhì)突出物或從外部進入摩擦表面的硬質(zhì)顆粒，對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，除注童滿足潤滑條件外，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密封裝置等。2、粘著磨損當摩擦副受到較大正壓力作用時，由于表面不平，其頂峰接觸點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
6、破裂、溫升后使金屑的頂峰塑性面牢固地粘著并熔焊在一起，形成冷焊結(jié)點。在兩摩擦表面相對滑動時，材料便從一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面，成為表面凸起，促使摩擦表面進一步磨損。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：輕微磨損、涂抹、擦傷、撕脫、咬死。如氣缸套與活塞環(huán)、曲軸與軸瓦、輪齒嚙合表面等，皆可能出現(xiàn)不同粘著程度的磨損。涂抹、擦傷、撕脫又稱為膠合，往往發(fā)生于高速、重載的場合。合理地選擇配對材料(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
7、溫度，控制壓強及采用含有油性極壓添加劑的潤滑劑等，都可減輕粘著磨損。3、疲勞磨損(點蝕)兩摩擦表面為點或線接觸時，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)，選擇粘度高的潤滑油，加入極壓添加劑及減小摩擦面的粗糙度值等，可以提高抗疲勞磨損的能力。4、腐蝕磨損在摩擦過程中，摩擦
8、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、柴油機缸套等。應(yīng)該指出的是，實際上大多數(shù)磨損是以上述四種磨損形式的復(fù)合形式出現(xiàn)的。2.2潤滑在摩擦副間加入潤滑劑，以降低摩擦、減輕磨損，這種措施稱為潤滑。潤滑的主要作用是：（1）減小摩擦系數(shù)，提高機械效率；（1）減輕磨損，延長機械的使用壽命。同時潤滑還可起到冷卻、防塵以及吸振等作
