摩擦磨损及润滑概述
质颗粒冲击零件表面所引起的机械磨损。利 用高压空气输送型砂或高压水输送碎石时, 管道内壁所产生的机械磨损是实例之一。。
近年来,由于燃气涡轮机的叶片、火箭发动机的尾喷管这样一些部位的破坏, 才引起人们对这种磨损形式的特别注意
磨损的机理: 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型:
冲蚀磨损
腐蚀磨损 微动磨损
磨损量
时间 磨合阶段
它是磨损的不稳定阶段,在整个寿命周期内时间很短。
▲稳定磨损阶段----零件在 平稳而缓慢的速度下磨损。
它标志着磨擦条件相对稳定。
机器的寿命
稳定磨损阶段
剧烈磨 损阶段
▲剧烈磨损阶段----在经过稳定磨损阶段后,零件表面遭 到破坏,运动副间隙增大引起而外的动载荷和振动。零 件即将进入报废阶段。 设计机器时,要求缩短磨合期、延长稳定期、推迟剧烈 磨损期的到来。
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4. 混合摩擦 v 混合摩擦是指摩擦表面间处于边界 摩擦和流体摩擦的混合状态。混合摩擦 能有效降低摩擦阻力,其摩擦系数比边 界摩擦时要小得多。 边界摩擦 边界摩擦和混合摩擦在 f 工程实际中很难区分,常统 混合摩擦 称为不完全液体摩擦。
在一般机器中,处于后三种情况的混合状态。
称无量纲参数ηn/p为轴承特 性数。 η-动力粘度,p-压强 ,n-每秒转数 摩擦学研究的最新进展: 微-纳米摩擦学理论
随着科学技术的发展,摩擦学的理论和应用必将由宏 观进入微观,由静态进入动态,由定性进入定量,成 为系统综合研究的领域。
减少磨损
降低设备维修次数和费用,节省制造零 件及其所需材料的费用。
一、摩擦的机理
§3-1 摩
擦
▲ “机械说” --摩擦原因是表面微凸体的相互阻碍作用; ▲ “机械-分子说”
▲ “分子说” --摩擦原因是表面材料分子间的吸力作用;
腐蚀磨损—当摩擦表面材料在环境的化学或电化学作 用下引起腐蚀,在摩擦副相对运动时所产生 的磨损即为腐蚀磨损。
磨损的机理: 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型:
冲蚀磨损
腐蚀磨损 微动磨损
微动磨损—是指摩擦副在微幅运动时,由上述各磨损 机理共同形成的复合磨损。微幅运动可理解为不足以使 磨粒脱离摩擦副的相对运动。 应用实例:轴与孔的过盈配合面、滚动轴承套圈的配合面、
磨损类型:
冲蚀磨损
腐蚀磨损 微动磨损
疲劳磨损—也称点蚀,是由于摩擦表面材料微体积在 交变的摩擦力作用下,反复变形所产生的材 料疲劳所引起的机械磨损。点蚀过程: 产生初始疲劳裂纹→扩展→ 微粒脱落,形成点蚀坑。
磨损的机理: 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型:
冲蚀磨损
腐蚀磨损 微动磨损
冲蚀磨损—流动的液体或气体中所夹带的硬质物体或硬
第3章
摩擦学设计概论
§3-0 概 述 §3-1 摩 擦 §3-2 磨 损 §3-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 §3-4 流体润滑原理简介
思考题: (1)何为摩擦、磨损与润滑,它们之间的相互关系如何? (2)摩擦对哪些机械零件的工作性能、寿命是不利的? 哪些 机械零件是靠摩擦来工作的?试举例说明。 (3) 摩擦可分为哪几种? (4)零件的典型磨损过程? (5)磨损可分为哪几种类型? (6)减少磨损的一般方法有哪些? (7)润滑的目的和功用是什么? (8)润滑类型,有何特点?
o
液体摩擦
摩擦特性曲线 ηn/p
可实现: f ≤0.001 ----超润滑摩擦状态。
§3-2 磨
损
磨损—由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。 后果—降低机的效率和可靠性,甚至促使机器提前报废。 磨损过程大致如图所示: 磨损曲线 ▲磨合阶段----包括摩擦表 面轮廓峰的形状变化和表面 材料被加工硬化两个过程。
三、 滑动摩擦状态 1. 干摩擦 两零件表面直接接触后,因为微观局部压 力高而形成许多冷焊点,运动时被剪切。 →功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →烧毁轴瓦 不允许出现干摩擦! 2. 边界摩擦 运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油膜, 不足以将两金属表面完全分开,其表面 部分微观高峰部分仍将相互搓削。 比干摩擦的磨损轻,f ≈ 0.1 ~ 0.3 3. 液体摩擦 有一层压力油膜将两金属表面隔开, 彼此不直接接触。是理想的摩擦状态。 摩擦和磨损极轻,f ≈ 0.001 ~ 0.01
磨损的分类: 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损 点蚀磨损 胶合磨损 擦伤磨损
两种不同的称谓
按磨损机理分
磨损
类型
按磨损表面 外观可分为
磨损的机理: 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型:
冲蚀磨损
腐蚀磨损
微动磨损 磨粒磨损—也简称磨损,外部进入摩擦面间的游离硬颗 粒(如空气中的尘土或磨损造成的金属微粒)或硬的轮 廓峰尖在软材料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材料, 一部分流动到沟纹两旁,一部分则形成一连串的碎片脱 落下来成为新的游离颗粒,这样的微粒切削过程就叫磨 粒磨损。
磨损的机理: 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型:
冲蚀磨损
腐蚀磨损 微动磨损
粘附磨损—也称胶合,当摩擦表面的轮廓峰在相互作 用的各点处由于瞬时的温升和压力发生“冷 焊”后,在相对运动时,材料从一个表面迁移到另一个 表面,便形成粘附磨损。严重的粘附磨损会造成运动副 咬死。
磨损的机理: 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
§3-0 概
述
摩擦学----研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损 和润滑,以及三者间相互关系的理论与应用的一门边 缘学科。 ▲ 摩擦--相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象; ▲ 磨损--由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移; 关于摩擦、磨损与润滑的学 ▲ 润滑--减轻摩擦和磨损所应采取的措施。 科构成了摩擦学(Tribology)。 世界上使用的能源大约有 1/3~1/2 消耗于摩擦。 机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而 报废和更换的。 减少摩擦 节省能源;
两种作用均有。
二、摩擦的分类 内 摩 擦:在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运 动的现象。 外 摩 擦:在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍 作用现象。 静 摩 擦:仅有相对运动趋势时的摩擦。 动 摩 擦:在相对运动进行中的摩擦。 滑动摩擦:物体表面间的运动形式是相对滑动。 滚动摩擦:物体表面间的运动形式是相对滚动。