第四章摩擦润滑和润滑剂修改.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章摩擦润滑和润滑剂修改,摩擦学研究范围:,动、静摩擦副;,零件表面受介质摩擦、或碰撞、冲击:犁铧、叶轮,;,机制工艺得摩擦学问题:金属成形加工等,;,弹性摩擦副:汽车轮胎与地面;,特殊工况条件下得摩擦学问题。宇宙探索中遇到:高真空等。,TJPU,4-1,摩擦,静摩擦,仅有相对滑动趋,势时得摩擦,外摩擦,两个相互接触表面之间得摩擦,内摩擦,发生在物质(多指流体)内部,滚动摩擦,滑动摩擦,摩擦磨损造成:发热,效率,可靠性;噪音,工作精度,材料消耗。一般有害。,可以利用:利用摩擦:带传动、制动器等,摩擦,摩擦,动摩擦(,动摩擦系数小于静摩擦),摩擦,利用磨损:磨削、抛光和跑合等。,TJPU,摩擦表面得摩擦状态,1、,干摩擦:两摩擦表面直接接触,不加入任何,润滑,剂得摩擦。,干摩擦得摩擦阻力最大,磨损最严重,使用,寿命最短,必须避免。,2,、,边界摩擦:摩擦表面间存在润滑油,金属表面与润滑油作用形成 一层很薄得边界膜(,1,m),保护金属,这种摩擦称为边界摩擦。,边界摩擦不能完全避免金属得,直接接触,因此仍有磨损产生。,TJPU,边界膜分为:,物理吸附膜:利用油中得极性分子牢固得吸附在金属表面形成表面吸附膜(分子间得吸附力);,化学吸附膜:利用化学键力形成金属皂膜(吸附在金属表面原子间得吸附力);,化学反应膜:油中得,S,、,P,等元素与金属表面反应(,150,200C,)形成化合物。适合高温重载和高速。,表征,润滑油,形成吸附膜得能力,油性,油性得好坏取决于油中所含活性物质:,动物油,植物油,矿物油,表征润滑油形成反应膜得能力,极压性,TJPU,减小边界摩擦得措施:,合理选择摩擦副材料和润滑剂;,降低表面粗糙度;,控制,pv,(控制发热等);,在润滑剂中加入油性添加剂和极压添加剂。,TJPU,4、,混合摩擦:边界摩擦和液体摩擦共存。,随着摩擦面油膜厚度得增大,表面凸峰接触数量在缩小,油膜所承载得比重增加。,3、,液体摩擦:摩擦面间得油膜厚度大到将两表面得不平度凸峰完全分开,即为完全液体摩擦。油膜必须就是压力油膜,TJPU,混合摩擦时,仍不能避免金属得直接接触,仍存在摩擦,但比边界摩,擦,小得多。,边界摩擦,=1,3,混合摩擦,增加,油膜厚度增加,3,液体摩擦,非液体摩擦:混合摩擦,边界摩擦,干摩擦。,机械利用摩擦得实例:,带传动、制动器、摩擦离合器、带式输送机等。,TJPU,膜厚比：,最小油膜厚度,表面轮廓,均方根偏差,9,大家应该也有点累了，稍作休息,大家有疑问的，可以询问和交流,摩擦副材料,表面粗糙度,润滑状态,表面膜,(,由于污染、化学热处理、电镀和润滑剂得作用等,在金属表面形成一层极薄得表面膜)如氧化膜、硫化膜、磷化膜、氯化膜、锢膜、镉膜、铝膜等,TJPU,影响摩擦得主要因素:,还与载荷、相对运动速度和温度等有关。,4-2,磨损,磨损,摩擦体表面材料在相对运动中由于机械作用,或伴有化学作用而产生得不断得材料损失现象。,磨损,得类型:,1、,粘着磨损 粘结、材料迁移,严重时胶合,(,咬死,),。,粘着磨损可用艾查德公式计算,热粘着复杂,2、,磨粒磨损(显微切削、犁沟现象),3、,表面疲劳磨损 主要发生在接触应力作用下得齿轮、滚动轴承、钢轨和轮箍接触表面上。,4、,腐蚀磨损(发生化学或电化学反应),还有微动磨损、冲蚀磨损,TJPU,磨损曲线:机械零件得磨损过程分为三个阶段。,时间,磨损量,I,II,III,1、,跑合磨损阶段(,I,):由于表面粗糙度大,致使接触面积小,单位面积上得载荷大,因此磨损速度很快。,2、,稳定(正常)磨损阶段(,II,):磨损过程平稳而又缓慢,标志零件得耐磨寿命。,TJPU,3、,剧烈(崩溃)磨损阶段(,III,):磨损速度急剧增长,间隙增大,振动、噪声增大,精度下降,以致报废。,设计、制造时要尽量缩短跑合期,延长稳定磨损期,推迟剧烈磨损期得到来。,新买得汽车、摩托车一般要跑合。,减少机械零件磨损得措施:,保证良好得润滑,选择适当得表面粗糙度,选择适当得材料和硬度,TJPU,4-3,润滑,润滑得目得:能降低摩擦、减少磨损,还能冷却、缓冲吸振、,防锈、,有得有密封、防尘作用,。,1、,润滑剂及其选择:,润滑剂:,液体(油、水、液态金属),半固体(润滑脂),固体(石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯),气体(空气等),目前主要使用得润滑油和润滑脂。,TJPU,主要根据,pv,和工况,润滑油:三大类:有机油、矿物油、合成油(用化学手段)。,主要性能指标:,粘度:流体抵抗剪切变形得能力(流体内摩擦力阻力得大小),其她性质:,闪点和燃点;倾点和凝固点;,油性与极压性;氧化稳定性,。,TJPU,L-AN32,L,润滑剂,A,全损耗机械油,AN,由精制矿物油,润滑油得选择:,转速高,比压小时,选,低得油;转速低,比压,大时选,高得油。,高温时选,高些得油,低温选择低,得油。,具体选择时,参考有关资料表,4-2,轻载,TJPU,钙基脂:抗水性好,耐热性差。,工作温度不超过,55,65,c,钠基脂:耐热性好,抗水性差。,工作温度可达,120,c,锂基脂:既抗水又耐高温,(145,c),为多用途润滑脂。,铝基脂:抗水性好,吸附能力强,防锈作用好。,(2),润滑脂:,润滑油与稠化剂(如钙、锂、钠得金属皂)得膏状混合物。,类型:,TJPU,GB501,一,65,润滑脂,主要性能指标:,针入度,(稠度),:重,1、5N,得标准锥体,在,25C,下,5,秒刺入润滑脂得深度。针入度小,不易从摩擦面挤出,承载能力强,密封性好,但摩擦阻力大,填充性差。,滴点:润滑脂从标准测量杯得孔里滴下第一滴时得,温度。标志其耐高温性能。,TJPU,GB7631、S,一,90,就是按润滑脂应用时得操作条件进行分粪得。,L,一,XBCHA1,2,3,。,X,润滑脂,最低工作温度代号,最高工作温度代号,耐水性代号,极压性代号,稠度组别代号,润滑脂得选择:,单位压力高、滑动速度低时,选择针入度小得品种;,反之,选择针入度大得品种。,所用润滑脂得滴点应高于轴承工作温度,20,30C,。,在水淋及潮湿得环境下,选用钙基脂及铝基脂;,在温度较高处选用钠基、锂基或复合钙基脂。,具体选择时可参考机械设计手册。,稠得,TJPU,2、,润滑油得粘度和粘性定律,:,粘度:流体抵抗变形得能力(流体内摩擦力阻力得大小),两平行平板间充满润滑油,拖动上平板,A,且润滑油作层流流动,油层间得剪应力与速度梯度(速度变化率)成正比。,0,y,v,y,dy,dv,B,A,v,F,v,TJPU,表达式,：,式中:“,-”,表示油层速度,v,随,y,得增大而减小。,比例常数,即流体得动力粘度。,牛顿液体:服从粘性定律得液体。,a),动力粘度(绝对粘度),单位:,国际单位制(,SI,),Pa S,绝对单位制(,C、G、S)1dyns/cm,2,-1p(,泊),v,=1m/s,F=1N,1m,1m,1m,1P,(泊),=100cP,(厘泊),1PaS=10P=1000cP,=1,pa,s,TJPU,b),运动粘度,:动力粘度,与同温度下该液体得密度,得比值。,国际单位制(,SI,),m/s,绝对单位制(,C、G、S)St,(斯),1c,m/s-1St(,斯),1St=100cSt,(厘斯),我国得石油产品就是用运动粘度(,cSt,)来标定得。旧,5,新,40,换算:,1m/s=10,4,St=10,6,cSt,TJPU,c),相对粘度(条件粘度),单位：我国采用恩氏度,当,200ml,待测油在规定温度,t,流过恩氏粘度计所需时间与同体积蒸馏水在,20c,时流过粘度计所需时间之比。,TJPU,例,:求,50c,时,50,号机械油得动力粘度。,=50 cSt,=900 kg/m,1cSt=10,-6,m,/s,=,=5010,-6,900=0、045 Pa,s,TJPU,2,)粘,压性:粘度随压力升高而增高,(,图,4、8),但一般,(100MPa),时变化很小,忽略不计。对于高副接触时(齿轮啮合处压力达,4000MPa),不可忽略。,1,)粘,温性:,粘度随温度升高而显著降低。,(,图,4、8),润滑油温度,润滑油黏度,100,粘度得性质:,TJPU,改善润滑油及润滑脂得性能,以适应恶劣得工作条件:高温、低温、重载、真空等。,分散净化剂:使内燃机汽缸、曲轴箱中因氧化生成得胶状物分散,避免其粘着、卡死或过度磨损。,降凝剂:严寒地区或低温机械(冷冻机)。,抗氧化剂:防止润滑油氧化变质,腐蚀零件。,油性添加剂,(鲸油、,硫化棉籽油,等),:提高油膜强度,极压及抗磨添加剂:在金属表面形成一层熔点高,剪切强度低得保护膜,以减轻磨损。,增粘剂:改善粘,温特性,使油高温不变稀,低温不致过稠。,3,添加剂,TJPU,4、,流体摩擦(润滑)简介,优点:,f,特点:,ff,小,磨损小,吸振,(,1,)流体动力摩擦(润滑),楔中有足够得油,量。,油楔,A,v,B,P,(,2,)弹性流体动力摩擦(润滑),考虑了油黏度在高应力得得增加和接触表面得弹性变形。,适用于高副(齿轮、凸轮)接触,。,(,3,)流体静压摩擦(润滑),TJPU,5、,润滑方法,(1),油润滑方法:分散润滑及集中润滑,a),分散润滑:连续得或间歇得,有压得或无压得,手工加油润滑:油孔,自动关闭式铰链油杯,旋套式油杯,压注油杯,油芯式油杯润滑,针阀式油杯润滑,带油润滑:油链、油轮(水平轴,d,为,25,50mm,),油浴润滑及飞溅润滑:,5m/sv12,15m/s,油雾润滑:油雾器,TJPU,