磨擦磨损及润滑课件.ppt
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1、关于磨擦磨损及润滑现在学习的是第1页,共36页干摩擦干摩擦最不利最不利(无润滑状态)无润滑状态)边界摩擦边界摩擦最低要求最低要求(边界润滑状态)边界润滑状态)流体摩擦(流体摩擦(流体润滑状态)流体润滑状态)混合摩擦混合摩擦(混合润滑状态)混合润滑状态)金属摩擦副的滑动摩擦:金属摩擦副的滑动摩擦:现在学习的是第2页,共36页一、干摩擦一、干摩擦 古典摩擦理论的摩擦力计算公式:古典摩擦理论的摩擦力计算公式:库仑公式 新理论:分子机械理论、能量理论、粘着理论 不加润滑剂时,相对运动的零件表面直接接触,这样产生的摩擦称不加润滑剂时,相对运动的零件表面直接接触,这样产生的摩擦称为干摩擦为干摩擦(如真空中
2、如真空中)。0.300.35现在学习的是第3页,共36页一、干摩擦一、干摩擦 简单粘着理论:现在学习的是第4页,共36页二、边界摩擦(边界润滑)二、边界摩擦(边界润滑)两表面加入润滑油后,在金属表面会形两表面加入润滑油后,在金属表面会形成一层边界膜,它可能是物理吸附膜,也成一层边界膜,它可能是物理吸附膜,也可能是化学反应膜。可能是化学反应膜。不满足流体动压形成条件,或虽有不满足流体动压形成条件,或虽有动压力,但压力较低,油膜较薄时,在动压力,但压力较低,油膜较薄时,在载荷的作用下,边界膜互相接触,横向载荷的作用下,边界膜互相接触,横向剪切力比较弱,这种摩擦状态称为边界剪切力比较弱,这种摩擦状态
3、称为边界摩擦。摩擦。边界膜:比较牢固地吸附在金属表面的分子膜。边界膜:比较牢固地吸附在金属表面的分子膜。0.010.1现在学习的是第5页,共36页物理吸附膜如图物理吸附膜如图 常温、轻载、低速常温、轻载、低速 化学吸附膜化学吸附膜 中等载荷、速度和温度中等载荷、速度和温度 化学反应膜化学反应膜 重载、高速和高温重载、高速和高温 膜厚比膜厚比 越大,油膜承载比例大,越大,油膜承载比例大,f 越小越小 判断摩擦状态:判断摩擦状态:边界摩擦边界摩擦 边界膜强度边界膜强度:合理选择润滑副材料和润滑剂合理选择润滑副材料和润滑剂,降低表面粗糙度值降低表面粗糙度值,润滑剂中加油性和极润滑剂中加油性和极压添加
4、剂压添加剂现在学习的是第6页,共36页三、流体摩擦(润滑)三、流体摩擦(润滑)膜厚比膜厚比 3 全液体摩擦全液体摩擦 当两摩擦表面被流体(液体或气体)完全隔开时,摩当两摩擦表面被流体(液体或气体)完全隔开时,摩擦表面不会产生金属间的直接摩擦,流体分子层间的擦表面不会产生金属间的直接摩擦,流体分子层间的粘剪阻力就是摩擦力,这种摩擦称为流体摩擦。粘剪阻力就是摩擦力,这种摩擦称为流体摩擦。0.0010.008现在学习的是第7页,共36页n当动压润滑条件不具备,且边界膜遭破坏当动压润滑条件不具备,且边界膜遭破坏时,就会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩时,就会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩擦同时存在的现象,这
5、种摩擦状态称为混擦同时存在的现象,这种摩擦状态称为混合摩擦。合摩擦。n非(完全)液体摩擦非(完全)液体摩擦n膜厚比四、混合摩擦(润滑)四、混合摩擦(润滑)3现在学习的是第8页,共36页42 磨磨 损损一、典型的磨损过程(三阶段)一、典型的磨损过程(三阶段)1、磨合磨损过程、磨合磨损过程 2、稳定磨损阶段、稳定磨损阶段 3、剧烈磨损阶段、剧烈磨损阶段 在一定载荷作用下形成一个稳定的表面粗糙度,且在以后过程中,此粗糙度不会继续改变,所占时间比率较小经磨合的摩擦表面加工硬化,形成了稳定的表面粗糙度,摩擦条件保持相对稳定,磨损较缓,该段时间长短反映零件的寿命经稳定磨损后,零件表面破坏,运动副间隙增大动
6、载、振动润滑状态改变温升磨损速度急剧上升直至零件失效 现在学习的是第9页,共36页二、磨损分类:根据磨损机理可分为二、磨损分类:根据磨损机理可分为1)粘着磨损:)粘着磨损:2)磨粒磨损)磨粒磨损/磨削磨削形成:边界摩擦,载荷大,速度高,边界膜破坏,表面尖形成:边界摩擦,载荷大,速度高,边界膜破坏,表面尖峰接触。峰接触。现象:形成材料转移。现象:形成材料转移。影响因素:材料硬度,表面粗糙度,载荷、速度、温度,影响因素:材料硬度,表面粗糙度,载荷、速度、温度,不同材料配副。不同材料配副。形成:表面微峰或外界硬质颗粒进入摩擦面。形成:表面微峰或外界硬质颗粒进入摩擦面。现象:表面划伤或犁沟现象。现象:
7、表面划伤或犁沟现象。影响因素:环境,表面硬度、粗糙度。影响因素:环境,表面硬度、粗糙度。现在学习的是第10页,共36页3)疲劳磨损(也称疲劳点蚀)疲劳磨损(也称疲劳点蚀)4)流体磨粒、冲蚀磨损)流体磨粒、冲蚀磨损形成:接触应力反复作用。轴承、齿轮。形成:接触应力反复作用。轴承、齿轮。现象:表层金属剥落,形成点蚀凹坑。现象:表层金属剥落,形成点蚀凹坑。影响因素:表面硬度、粗糙度,润滑油粘度。影响因素:表面硬度、粗糙度,润滑油粘度。形成:一定速度的硬质微粒反复作用,表面受法向力形成:一定速度的硬质微粒反复作用,表面受法向力及切向力。燃气涡轮机叶片、水轮机叶片。及切向力。燃气涡轮机叶片、水轮机叶片。
8、现象:表面疲劳,材料损失。现象:表面疲劳,材料损失。影响因素:材料硬度影响因素:材料硬度现在学习的是第11页,共36页5)腐蚀磨损)腐蚀磨损-电化学作用电化学作用形成:空气中的酸、润滑油中的无机酸产生化学作用或电化形成:空气中的酸、润滑油中的无机酸产生化学作用或电化学作用。学作用。现象:表面腐蚀并磨损。现象:表面腐蚀并磨损。影响因素:环境、润滑油的腐蚀性。影响因素:环境、润滑油的腐蚀性。6)微动磨损)微动磨损形成:小振幅、大频率、点或线接触。形成:小振幅、大频率、点或线接触。现象:磨损面积小。现象:磨损面积小。影响因素:载荷。影响因素:载荷。现在学习的是第12页,共36页2、润滑脂、润滑脂 钙
9、基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂 3、固体润滑剂、固体润滑剂 石墨、二硫化钼、氮化硼、蜡、聚氟乙烯、酚醛树脂 43 润滑剂、添加剂和润滑方法润滑剂、添加剂和润滑方法 1、润滑油、润滑油 有机油、矿物油、合成油 润滑剂:气体、液体、半固体和固体润滑剂:气体、液体、半固体和固体现在学习的是第13页,共36页一、润滑油的粘度一、润滑油的粘度润滑油的粘度润滑油的粘度反映了润滑油反映了润滑油在外力作用下在外力作用下抵抗剪切变形抵抗剪切变形的能力,也是的能力,也是内摩擦力大小内摩擦力大小的标志的标志。现在学习的是第14页,共36页 剪切应力剪切应力与流体沿与流体沿y方向速度的梯度成正比,即方向速度的梯度成
10、正比,即 定义为流体的动力粘度定义为流体的动力粘度 上式称为牛顿流体粘性定律上式称为牛顿流体粘性定律,凡符合此定律的凡符合此定律的流体称为牛顿流体流体称为牛顿流体,否则称为非牛顿流体否则称为非牛顿流体。除此以外,还有运动粘度和条件粘度(恩除此以外,还有运动粘度和条件粘度(恩氏粘度)氏粘度)现在学习的是第15页,共36页1)动力粘度)动力粘度图示图示,长、宽、高各为长、宽、高各为1m的流体,如果使立方体顶面流体层相对的流体,如果使立方体顶面流体层相对底面流体层产生底面流体层产生1m/s的运动速度,所需要的外力的运动速度,所需要的外力F为为1N时,时,则流体的粘度则流体的粘度为为1Ns/m,叫做,
11、叫做“帕秒帕秒”,常用,常用Pas表示。表示。有时也用有时也用“(dyn s/cm2)泊)泊P”、“厘泊厘泊cP”表示。表示。换算关系:换算关系:1Pa S=10P=1000cP现在学习的是第16页,共36页2)运动粘度)运动粘度 流体的动力粘度与同温度下的密度流体的动力粘度与同温度下的密度的的比值比值,称为运动粘度称为运动粘度:单位是单位是cm/s,叫做叫做“斯斯”,常用常用St表示表示恩氏粘度是相对粘度的一种恩氏粘度是相对粘度的一种,它是用它是用200ml的粘性流体的粘性流体,在给定在给定的温度的温度t下流经一定直径和长度的毛细管所需的时间下流经一定直径和长度的毛细管所需的时间,与同体积的
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