第四章第四章 摩擦、磨损、润滑摩擦、磨损、润滑1.摩擦具有普遍性和不可避免性2.摩擦和磨损往往相伴发生3.摩擦和磨损都具有两面性4.减少摩擦磨损的最有效方法是润滑5.减摩和耐磨材料在工业中的应用4.1 摩擦的种类及其基本性质1.摩擦现象和摩擦力2.摩擦的分类-干摩擦,边界摩擦,流体摩擦,混合摩擦3.润滑分类-流体润滑,边界润滑,混合润滑,固体润滑4.摩擦特性曲线n/p-5.磨损曲线F-4.2 干摩擦1.库仑定律（1875年完成） =F/FN #摩擦力方向总是与相对运动速度的方向相反，大小与法向压力成正比； #摩擦力大小与名义接触面积无关 #摩擦系数取决于材料，与速度和载荷大小无关 #静摩擦系数大于动摩擦系数2.绝对干摩擦在实际中很少发生3.摩擦形成机理 #干摩擦在工业实际中很少发生（氧化膜、污染膜存在）#摩擦学说：1、机械啮合理论2、分子理论3、分子机械理论4、能量理论5、粘着理论6、变形-犁沟-粘着理论#真实接触面积 4.3 边界摩擦润滑边界膜种类:-物理吸附膜(极性分子与金属表面吸引)，温度对其影响较大，发生脱附、乱向、破坏，适于常温、轻载、低速下工作-化学吸附膜(分子靠分子键与金属表面形成化学吸附)，吸附强度较高、稳定性好，适于中等载荷、速度、温度下工作-化学反应膜(添加剂与金属化学反应生成的膜) ，形成的金属盐具有较高的熔点和较低的剪切强度,稳定性较好,适于重载、高速和高温下工作#第一临界温度、第二临界温度#限制pv值十分重要#提高边界膜强度措施：合理选择摩擦副材料和润滑剂；降低表面粗糙度、加入油性添加剂（脂肪酸）和极压添加剂。4.4 磨损1.磨损2.正常磨损-在规定的年限内，磨损量不超过允许值3.磨损率及其测定方法-单位时间材料的磨损量，用体 积、重量、厚度等衡量；4.耐磨性5.磨损的一般过程(三个阶段)6.磨损的四种基本类型-粘着磨损,表面疲劳磨损,磨粒磨损和腐蚀磨损4.4.1粘着磨损1.粘着磨损的分类-轻微磨损,涂抹,划伤,撕脱,咬死2.减轻粘着磨损的方法-合理选择摩擦副材料-采用含有油性和极压添加剂的润滑油-限制温升-控制压强(pH/3)表面疲劳磨损1.产生的原因2.减少疲劳磨损的方法-合理选材-控制表面粗糙度-合理选择润滑油粘度，避免含水-合理选择表面硬度-材料的抗粘着和抗疲劳磨损能力有相反的关系磨粒磨损1.产生的原因2.影响因素-摩擦材料硬度,磨粒硬度,3.摩擦材料选材原则-长期在低应力下工作的零件选较硬的钢,高应力和冲击载荷作用下的零件选用韧性好、冷作硬化的钢，在凿削下工作的零件采用一定硬度和高韧性的钢腐蚀磨损1.产生的原因2.氧化磨损3.影响因素4.磨损类型的混合发生#润滑油有时也有腐蚀作用4.5 流体摩擦润滑1.流体的粘度-衡量内摩擦力大小的物理量2.粘度的定义及物理意义3.流体润滑的建立条件-流体动力润滑,弹性流体动力润滑,流体静压润滑#流体动压润滑流体动压润滑1.定义2.产生的基本条件 弹性流体动力润滑1.定义2.产生的原因3.道森公式4.5.3 流体静压润滑1.定义2.补偿元件的作用（毛细管、小孔、定量泵）3.气体静压润滑4.油膜刚度静压润滑的优缺点优点-油膜的建立与速度无关-任何情况下不发生动静接触摩擦磨损-油膜刚度大缺点-需要一套供油装置4.6 膜厚比与润滑状态润滑剂分类润滑剂：减小摩擦磨损、降温，防锈、传递动力、减振、密封常见润滑剂: 液体润滑剂,半固体润滑剂, 气体润滑剂,固体润滑剂.1.液体润滑剂-石油润滑剂,合成润滑剂,动 物油,植物油, 水及其他液体2.润滑脂3.气体润滑剂和固体润滑剂4.7 润滑剂与添加剂润滑剂与添加剂润滑剂性质-粘度-凝点-闪点、燃点-油性-滴点-锥入度添加剂-极压添加剂,油性剂,粘度指数改进剂,抗蚀添加剂,消泡剂,降凝剂,防锈剂1.粘度的单位 =F/A=-u/y，-国际单位(动力粘度)Pa.s-1N.s/m2-运动粘度m2/s， 粘度单位换算- 1Pa.s=10P(dyn.s/cm2)=1000cP -1m2/s=106cSt(mm2/s)=104St(cm2/s)粘度等级温度和压力对粘度的影响配油计算4.9 工业用润滑油和润滑脂简介润滑油选用原则:-高速或载荷较轻的场合，选用粘度较低 的润滑油-低速或载荷较大的场合，选用粘度较高 油性较好的润滑油-低速大载荷场合，选用含油性添加剂和 极压添加剂的润滑油-冲击、振动、间歇、往复运动的场合， 选粘度高、吸附性好的润滑油-温度高的场合，选粘度大、闪点高、抗氧化润滑脂选用原则-潮湿环境或与水、水汽接触的场合，选用 耐水性的润滑脂-在低温或高温下工作的部位，要满足温度 要求-受载较大，应选用锥入度小的润滑脂-低速重载，选含有极压添加剂润滑脂-相对滑动速度较高，选用锥入度大、机械 安定性好的润滑脂1、什么叫摩擦、摩擦力、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦、流体润滑、混合润滑、固体润滑？2、摩擦特性曲线分为哪几个阶段？3、摩擦的粘着理论如何解释摩擦的产生？4、边界膜有哪几种？各有何特点？5、什么叫磨损？其过程分为哪几个阶段？影响磨损的因素有哪些？6、常见磨损类型有哪些？7、什么叫轴承数？什么叫流体动力润滑和弹性流体动力润滑？什么叫流体静压润滑？复习思考题8、如何判断润滑所处的状态？9、润滑剂有哪几种？各有何特点？10、润滑剂通常有哪些指标？什么叫添加剂？11、粘度是如何定义的？常用单位是什么？12、温度和压力是如何影响粘度的？SEMINAR TOPIC摩擦、磨损、润滑三者之间有什么样的关系？谈谈本章内容在整个机械设计中应占有什么样的地位？