摩擦磨损.pptx

概述：概述：n摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。对于摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。对于机器来讲，摩擦会使效率降低，温度升高，表面机器来讲，摩擦会使效率降低，温度升高，表面磨损。过渡的磨损会使机器丧失应有的精度，进磨损。过渡的磨损会使机器丧失应有的精度，进而产生振动和噪音，缩短使用寿命。世界上使用而产生振动和噪音，缩短使用寿命。世界上使用的能源大约有的能源大约有 1/31/31/2 1/2 消耗于摩擦。如果能够消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。另外，机械产品的易损零件大部分是由于磨损超另外，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，如果能控制和减少磨损，过限度而报废和更换的，如果能控制和减少磨损，则既减少设备维修次数和费用，又能节省制造零则既减少设备维修次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。件及其所需材料的费用。1 1 摩擦及其分类摩擦及其分类 两个相互接触的表面发生相对运动或具有相对运动两个相互接触的表面发生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触表面间产生的阻止相对运动或相对运动趋趋势时，在接触表面间产生的阻止相对运动或相对运动趋势的现象称为势的现象称为摩擦摩擦。摩擦的分类方法很多，因研究和观察的依据不同，其分类摩擦的分类方法很多，因研究和观察的依据不同，其分类方法也就不同。常见的分类方法有下列几种。方法也就不同。常见的分类方法有下列几种。1.1.摩擦及其分类摩擦及其分类1.1按摩擦副的运动形式分类按摩擦副的运动形式分类滑动摩擦滑动摩擦 两接触表面间存在相对滑动两接触表面间存在相对滑动时的摩擦。时的摩擦。滚动摩擦滚动摩擦 两物体沿接触表面滚动时的两物体沿接触表面滚动时的摩擦。摩擦。1 1 摩擦及其分类摩擦及其分类1.2按摩擦副的运动状态分类按摩擦副的运动状态分类静摩擦静摩擦 两接触表面存在微观弹性位移两接触表面存在微观弹性位移（相对运动趋势），但尚未发生相对运动（相对运动趋势），但尚未发生相对运动时的摩擦。时的摩擦。动摩擦动摩擦 两接触表面间存在相对运动时的两接触表面间存在相对运动时的摩擦。摩擦。1 1 摩擦及其分类摩擦及其分类1.3按摩擦是否发生在同一物体分类按摩擦是否发生在同一物体分类内摩擦内摩擦 同一物体内各部分之间发生的同一物体内各部分之间发生的摩擦。摩擦。外摩擦外摩擦 两个物体的接触表面间发生的两个物体的接触表面间发生的摩擦。摩擦。1 1 摩擦及其分类摩擦及其分类1.4按摩擦副的润滑状态分类按摩擦副的润滑状态分类干摩擦干摩擦流体摩擦流体摩擦 边界摩擦边界摩擦混合摩擦混合摩擦 如果两物体的滑动表面为无任何润滑剂或保护膜的纯如果两物体的滑动表面为无任何润滑剂或保护膜的纯金属，这两个物体直接接触时的摩擦称为金属，这两个物体直接接触时的摩擦称为干摩擦干摩擦。1.4.11.4.1干摩擦干摩擦1 摩擦及其分类摩擦及其分类1.4.21.4.2液体摩擦液体摩擦 两摩擦表面不直接接触，被油膜隔开的两摩擦表面不直接接触，被油膜隔开的摩擦称为摩擦称为液体摩擦。液体摩擦。1.4.31.4.3边界摩擦边界摩擦 两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，使其处两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，使其处于干摩擦和液体摩擦之间的状态，这种摩擦称为于干摩擦和液体摩擦之间的状态，这种摩擦称为边界边界摩擦摩擦。1.4.41.4.4混合摩擦混合摩擦 处于干摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态，处于干摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态，称为称为混合摩擦混合摩擦。2 2 磨损及其过程磨损及其过程 运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐损失，这种现象称为磨损。2.1 2.1 磨损磨损2.2 2.2 磨损过程磨损过程 2.2.12.2.1跑合磨损阶段跑合磨损阶段在在磨磨损损初初期期，由由于于新新的的摩摩擦擦副副表表面面较较粗粗糙糙，真真实实接接触触面面积积小小，比比压压较较大大，在在开开始始的的较较短短时时间间内内磨磨损损量量较较大大。经经跑跑合合后后，表表面面凸凸峰峰高高度度降降低低，接接触触面面积积增增大大，磨磨损损速速度度减减缓缓并并趋趋向向稳稳定定。初初期期跑跑合合是是一一种种有有益益的的磨磨损损，可可利利用用它它来来改改善善表表面性能，提高使用寿命。面性能，提高使用寿命。2 2 磨损及其过程磨损及其过程 2.2.22.2.2稳定磨损阶段稳定磨损阶段 零件经过跑合后磨损速度趋缓，处于稳零件经过跑合后磨损速度趋缓，处于稳定状态，定状态，这一阶段的时间即为零件的使这一阶段的时间即为零件的使用寿命。用寿命。2 2 磨损及其过程磨损及其过程 2.2.3剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段 磨损量加大，磨损量加大，润滑状态恶化，润滑状态恶化，导导致零件迅速报废。致零件迅速报废。2 磨损及其过程过程2 2 磨损及其过程磨损及其过程1.磨粒磨损 2.3 2.3 磨损分类磨损分类 按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同把磨损分为：2.粘着磨损3.疲劳磨损（点蚀）4.腐蚀磨损2 磨损及其过程2.3.1 2.3.1 磨粒磨损磨粒磨损 由于由于硬质颗粒或摩擦表面上的硬质突出物，在硬质颗粒或摩擦表面上的硬质突出物，在摩擦过程中引起脱落的现象，称为磨粒磨损。实验摩擦过程中引起脱落的现象，称为磨粒磨损。实验表明，当金属材料的硬度比磨粒的硬度大表明，当金属材料的硬度比磨粒的硬度大3030时，时，被磨表面的磨损量就非常小。被磨表面的磨损量就非常小。减轻磨粒磨损的措施减轻磨粒磨损的措施:满足润滑条件，合理地选择摩擦副的材料、降低表面粗糙满足润滑条件，合理地选择摩擦副的材料、降低表面粗糙度值以及加装防护密封装置等。度值以及加装防护密封装置等。2 2 磨损及其过程磨损及其过程2.3.2 2.3.2 粘着磨损粘着磨损由于两摩擦表面间产生粘着现象使材料由一个表面转移到由于两摩擦表面间产生粘着现象使材料由一个表面转移到另一个表面而造成的磨损，称为粘着磨损。胶合是粘着磨另一个表面而造成的磨损，称为粘着磨损。胶合是粘着磨损中最严重的形式，会造成大片金属被撕脱或表面间完全损中最严重的形式，会造成大片金属被撕脱或表面间完全“咬死咬死”，是齿轮、蜗杆等传动的失效形式之一。，是齿轮、蜗杆等传动的失效形式之一。减轻粘着磨损的措施：减轻粘着磨损的措施：合理地选择配对材料，采用合理地选择配对材料，采用表面处理，限制摩擦表面的温度，控制压强及采用含有表面处理，限制摩擦表面的温度，控制压强及采用含有油性极压添加剂的润滑剂等，都可减轻粘着磨损。油性极压添加剂的润滑剂等，都可减轻粘着磨损。2 2 磨损及其过程磨损及其过程2.3.32.3.3疲劳磨损疲劳磨损 这种形式的磨损常出现在滚动轴承、齿轮等高副中。当这种形式的磨损常出现在滚动轴承、齿轮等高副中。当接触表面受到很大的循环变化接触应力，经过一定工作循环接触表面受到很大的循环变化接触应力，经过一定工作循环次数以后，可能在局部表面形成小块的甚至是片状的麻点或次数以后，可能在局部表面形成小块的甚至是片状的麻点或凹坑，进而导致零件失效。这种失效形式称为表面疲劳磨损，凹坑，进而导致零件失效。这种失效形式称为表面疲劳磨损，简称点蚀。简称点蚀。提高抗疲劳磨损的能力的措施：提高抗疲劳磨损的能力的措施：合理地选择材料及材料合理地选择材料及材料的硬度，选择粘度高的润滑油，加入极压添加剂或及减小摩的硬度，选择粘度高的润滑油，加入极压添加剂或及减小摩擦面的粗糙度值等，可以提抗疲劳磨损的能力。擦面的粗糙度值等，可以提抗疲劳磨损的能力。2 2 磨损及其过程磨损及其过程2.3.4 2.3.4 腐蚀磨损腐蚀磨损 在摩擦过程中，摩擦面与周围介质发生化学或电在摩擦过程中，摩擦面与周围介质发生化学或电化学反应而产生物质损失的现象，称为腐蚀磨损。腐化学反应而产生物质损失的现象，称为腐蚀磨损。腐蚀磨损可分为氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损、气蚀磨蚀磨损可分为氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损、气蚀磨损等。损等。实际上大多数磨损是以上述四种磨损形式的复实际上大多数磨损是以上述四种磨损形式的复合形式出现的。合形式出现的。2 2 磨损及其过程磨损及其过程3 3 润润 滑滑 3.1 3.1 润滑剂分类润滑剂分类润滑剂润滑剂液体（如油、水及液态金属）液体（如油、水及液态金属）气体（如空气或其他气态工作介质）气体（如空气或其他气态工作介质）半固体（如润滑脂）半固体（如润滑脂）固体（如石墨、二硫化钼、聚四氟乙稀）固体（如石墨、二硫化钼、聚四氟乙稀）3 3 润滑润滑 流体润滑可由流体动压（包括弹性流体流体润滑可由流体动压（包括弹性流体动压）和流体静压原理形成。动压）和流体静压原理形成。3 3 润滑润滑3.2 3.2 流体润滑机理简介流体润滑机理简介n流体动压润滑流体动压润滑 是利用摩擦副表面的相对运动，将流是利用摩擦副表面的相对运动，将流体带进摩擦面间，自行产生足够厚的压力油膜把摩体带进摩擦面间，自行产生足够厚的压力油膜把摩擦面分开并平衡外载荷的流体润滑。显然，形成流擦面分开并平衡外载荷的流体润滑。显然，形成流体动压润滑能保证两相对运动摩擦表面不直接接触，体动压润滑能保证两相对运动摩擦表面不直接接触，从而完全避免了磨损，因而在各种重要机械和仪器从而完全避免了磨损，因而在各种重要机械和仪器中获得了广泛的应用。中获得了广泛的应用。n流体静压润滑流体静压润滑 利用外部供油（气）装置，将一定压利用外部供油（气）装置，将一定压力流体强制送入摩擦副之间，以建立压力油膜的润力流体强制送入摩擦副之间，以建立压力油膜的润滑称为流体静压润滑。滑称为流体静压润滑。n弹性流体动力润滑弹性流体动力润滑3 3 润滑润滑3 3 润滑润滑 生产实践证明，在点、线接触的高副机生产实践证明，在点、线接触的高副机构（齿轮、滚动轴承和凸轮等）中，也能建构（齿轮、滚动轴承和凸轮等）中，也能建立分隔摩擦表面油膜，形成动压润滑。但接立分隔摩擦表面油膜，形成动压润滑。但接触区内压强很高（比低副接触大触区内压强很高（比低副接触大10001000倍左右）倍左右），这就使接触处产生相当大的弹性变形，同，这就使接触处产生相当大的弹性变形，同时也使其间的润滑剂粘度大为增加。考虑弹时也使其间的润滑剂粘度大为增加。考虑弹性变形和压力对粘度的影响这两个因素的流性变形和压力对粘度的影响这两个因素的流体动力润滑称为弹性流体动力润滑简称体动力润滑称为弹性流体动力润滑简称 弹流弹流。其油膜厚度与压力分布如图所示。其油膜厚度与压力分布如图所示。3 3 润滑润滑 在选定润滑剂之后在选定润滑剂之后,还要选用恰当还要选用恰当的润滑方式。的润滑方式。滑动轴承的润滑方式可滑动轴承的润滑方式可按下式求得的按下式求得的k k值选取：值选取：式中,p为轴颈的平均压强,单位为MPa；v为轴颈的平均圆周速度,单位为m/s。3 3 润滑润滑3.3 3.3 润滑方式润滑方式当当k k22时时,若采用润滑脂润滑若采用润滑脂润滑,则用旋盖式油杯手工加油则用旋盖式油杯手工加油,如如图图13-913-9所示；所示；若采用润滑油润滑若采用润滑油润滑,则用如图则用如图13-1013-10所示的所示的压注油杯或如图压注油杯或如图13-1113-11所示的旋套式注油油杯进行定期加油。所示的旋套式注油油杯进行定期加油。当当k k 216216时时,用如图用如图13-12 13-12 所示的针阀式注油油杯或如所示的针阀式注油油杯或如图图13-13 13-13 所示的油芯式油杯进行滴油润滑。所示的油芯式油杯进行滴油润滑。当当k k16321632时时,用如图用如图13-1413-14所示的油环带油方式所示的油环带油方式,或采或采用飞溅、用飞溅、压力循环等连续供油方式进行润滑。压力循环等连续供油方式进行润滑。当当k k3232时时,则必须采用压力循环的供油方式进行润滑。则必须采用压力循环的供油方式进行润滑。3 3 润滑润滑图 13-9 旋盖式油杯 3 3 润滑润滑图 13-10 压注油杯 3 3 润滑润滑图 13-11 旋套式注油油杯 3 3 润滑润滑图 13-12 针阀式注油油杯 3 3 润滑润滑图 13-13 油芯式油杯 3 3 润滑润滑