机械设计基础 教学课件 作者 王凤平 第二章摩擦、磨损及润滑概述.ppt

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1、第2章摩擦、磨损及润滑概述§1.1摩擦与磨损§2.2润滑§2.3密封装置2.1摩擦与磨损摩擦是机器运转过程中不可避免的物理现象。世界上1/3~1/2的能源消耗在摩擦上，各种机械零件因磨损失效的也占全部失效零件的一半以上。磨损是摩擦的结果，润滑则是减少摩擦和磨损的有力措施。2.1.1摩擦及其分类两物体接触区产生阻碍运动并消耗能量的现象，称为摩擦。有些情况下却要利用摩擦工作，如带传动，摩擦制动器等。1.干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金属。2.液体摩擦两摩擦表面不直接接触，被油膜隔开。根据摩擦副表面间的润滑状态将摩

2、擦状态分为四种：2.1.2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。单位时间内材料的磨损量称为磨损率。工程上常利用磨损的原理来减小零件表面的粗糙度，如磨削、研磨、抛光、跑合等。3.边界摩擦两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开。4.混合摩擦处于摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态。磨损过程大致可分为以下三个阶段：1.跑合（磨合）磨损阶段2.稳定磨损阶段3.剧烈磨损阶段此阶段的特征是磨损速度及磨损率都急剧增大。在跑合阶段结束后应清洗零件，更换润滑油。1.磨粒磨损由于摩擦表面上的硬质突出物或从外部进入摩擦表

3、面的硬质颗粒，对摩擦表面起到切削或刮擦作用，从而引起表层材料脱落的现象，称为磨粒磨损。减轻磨粒磨损：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。2.1.3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.粘着磨损粘着作用引起的磨损，称为粘着磨损。粘着磨损按程度不同可分为五级：轻微磨损、涂抹、擦伤、撕脱、咬死。涂抹、擦伤、撕脱又称为胶合，往往发生于高速、重载的场合。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油性极压添加剂的润滑剂等，都可减轻粘着磨损。3.疲

4、劳磨损（点蚀）两摩擦表面为点或线接触时，由于局部的弹性变形形成了小的接触区。这些小的接触区形成的摩擦副如果受变化接触应力的作用，则在其反复作用下，表层将产生裂纹。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擦面的粗糙度值等，可以提抗疲劳磨损的能力。4.腐蚀磨损在摩擦过程中，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。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。2.2润滑润滑的主要作用是:减小摩擦系数,提高机械效率;减轻磨损,延长机械的使用寿命。还可起到冷却、防尘以及

5、吸振等作用。2.2.1润滑剂的性能与选择1.润滑油主要有矿物油、合成油、动植物油等，其中应用最广泛的为矿物油。粘度的大小表示了液体流动时其内摩擦阻力的大小，粘度愈大，内摩擦阻力就愈大，液体的流动性就愈差。粘度可用动力粘度、运动粘度、条件粘度（恩氏粘度）等表示。我国的石油产品常用运动粘度来标定。（1）动力粘度（2）运动粘度η为动力粘度，单位为Pa•s；为密度，单位为ν为运动粘度，单位为。一般润滑油的牌号就是该润滑油在40C（或100C）时运动粘度（以为单位）的平均值。（3）条件粘度以表示恩氏粘度（即为条件粘度）。运动粘度和恩氏粘

6、度之间可通过下式进行换算：当1.35≤E≤3.2时当E>3.2时粘度随温度的升高而降低。粘度随压强的升高而加大，但当压强小于20MPa时，其影响甚小，可不予考虑。常用润滑油的性能和用途见表2.1。续表2.润滑脂润滑脂是在润滑油中加入稠化剂(如钙、钠、锂等金属皂基）而形成的脂状润滑剂，又称为黄油或干油。润滑脂的流动性小，不易流失，所以密封简单，不需经常补充。润滑脂对载荷和速度变化不是很敏感，有较大的适应范围，但因其摩擦损耗较大，机械效率较低，故不宜用于高速传动的场合。(1)滴点是指润滑脂受热后从标准测量杯的孔口滴下第一滴油时的温

7、度。(2)锥入度即润滑脂的稠度。目前使用最多的是钙基润滑脂，其耐水性强，但耐热性差。3.润滑剂的使用润滑剂选用的基本原则是：在低速、重载、高温、间隙大的情况下，应选用粘度较大的润滑油；而在高速、轻载、低温、间隙小的情况下应选粘度较小的润滑油。润滑脂主要用于速度低、载荷大、不需经常加油、使用要求不高或灰尘较多的场合。气体、固体润滑剂主要用于高温、高压、防止污染等一般润滑剂不能适用的场合。2.2.2润滑方法和润滑装置机械设备的润滑，主要集中在传动件和支承件上。油润滑的方法大概有四种：集中润滑或分散润滑连续润滑或间歇润滑压力润滑或无压力

8、润滑循环式润滑或非循环式润滑。密封装置从总体上可分为两大类：固定密封动密封固定密封可采用各种垫片，包括金属、非金属垫片以及密封胶等。动密封又分为接触式、非接触式、半接触式密封，其中应用较广的是接触式密封，它主要是利用各种密封圈或毡圈密封。各种密封件