《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》2.摩擦磨損潤滑概述

1、2.1 摩擦與磨損2.2 潤滑2.3 密封裝置第2章 摩擦、磨損及潤滑概述2.1 摩擦與磨損 摩擦是機(jī)器運轉(zhuǎn)過程中不可避免的物理現(xiàn)象。世界上1/31/2的能源消耗在摩擦上，各種機(jī)械零件因磨損失效的也占全部失效零件的一半以上。磨損是摩擦的結(jié)果，潤滑則是減少摩擦和磨損的有力措施。一、摩擦及其分類 兩物體接觸區(qū)產(chǎn)生阻礙運動并消耗能量的現(xiàn)象，稱為摩擦。有些情況下卻要利用摩擦工作，如帶傳動，摩擦制動器等。摩擦與磨損1.干摩擦兩物體的滑動表面為無任何潤滑劑或保護(hù)膜的純金屬。2. 液體摩擦兩摩擦表面不直接接觸，被油膜隔開。根據(jù)摩擦副表面間的潤滑狀態(tài)將摩擦狀態(tài)分為四種： 摩擦與磨損3.邊界摩擦兩摩擦表面被吸附

2、在表面的邊界膜隔開。4.混合摩擦處于摩擦、液體摩擦與邊界摩擦的混合狀態(tài)。摩擦與磨損磨損過程大致可分為以下三個階段：1.跑合（磨合）磨損階段2.穩(wěn)定磨損階段3.劇烈磨損階段磨損速度及磨損率都急劇增大。在跑合階段結(jié)束后應(yīng)清洗零件，更換潤滑油。二、磨損及其過程 運動副之間的摩擦將導(dǎo)致零件表面材料的逐漸損失，這種現(xiàn)象稱為磨損。單位時間內(nèi)材料的磨損量稱為磨損率。摩擦與磨損1.磨粒磨損 由于摩擦表面上的硬質(zhì)突出物或從外部進(jìn)入摩擦表面的硬質(zhì)顆粒，對摩擦表面起到切削或刮擦作用，從而引起表層材料脫落的現(xiàn)象，稱為磨粒磨損。 減輕磨粒磨損：滿足潤滑條件，合理地選擇摩擦副的材料、降低表面粗糙度值以及加裝防護(hù)密封裝置等

3、。三、磨損分類 按照磨損的機(jī)理以及零件表面磨損狀態(tài)的不同把磨損分為：2.粘著磨損粘著作用引起的磨損，稱為粘著磨損。 粘著磨損按程度不同可分為五級：輕微磨損、涂抹、擦傷、撕脫、咬死。 涂抹、擦傷、撕脫又稱為膠合，往往發(fā)生于高速、重載的場合。 合理地選擇配對材料，采用表面處理，限制摩擦表面的溫度，控制壓強及采用含有油性極壓添加劑的潤滑劑等，都可減輕粘著磨損。摩擦與磨損3.疲勞磨損（點蝕） 兩摩擦表面為點或線接觸時，由于局部的彈性變形形成了小的接觸區(qū)。這些小的接觸區(qū)形成的摩擦副如果受變化接觸應(yīng)力的作用，則在其反復(fù)作用下，表層將產(chǎn)生裂紋。 合理地選擇材料及材料的硬度，選擇粘度高的潤滑油，加入極壓添加劑

4、或及減小摩擦面的粗糙度值等，可以提抗疲勞磨損的能力。4.腐蝕磨損 在摩擦過程中，摩擦面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生物質(zhì)損失的現(xiàn)象，稱為腐蝕磨損。 實際上大多數(shù)磨損是以上述四種磨損形式的復(fù)合形式出現(xiàn)的。摩擦與磨損2.2 潤 滑潤滑的主要作用是:減小摩擦系數(shù),提高機(jī)械效率;減輕磨損,延長機(jī)械的使用壽命。還可起到冷卻、防銹、密封、吸振等作用。一、潤滑劑的性能與選擇1.潤滑油 主要有礦物油、合成油、動植物油等，其中應(yīng)用最廣泛的為 礦物油。潤滑劑種類：潤滑油、潤滑脂（常用） 固體潤滑劑 氣體潤滑劑 粘度的大小表示了液體流動時其內(nèi)摩擦阻力的大小，代表液體稀稠程度粘度愈大，內(nèi)摩擦阻力就愈大，液體的流

5、動性就愈差。潤滑劑的最主要性能指標(biāo)：粘度 粘度可用動力粘度、運動粘度、條件粘度（恩氏粘度）等表示。我國的石油產(chǎn)品常用運動粘度來標(biāo)定。 為密度，單位為（1）動力粘度 為動力粘度，單位為Pas 為運動粘度，單位為 。（2）運動粘度潤 滑 一般潤滑油的牌號就是該潤滑油在40C（或100C）時運動粘度（以 為單位）的平均值。（3）條件粘度以 表示恩氏粘度（即為條件粘度）。運動粘度和恩氏粘度之間可通過下式進(jìn)行換算：當(dāng)1.35E3.2時 當(dāng)E3.2時 粘度隨溫度的升高而降低。粘度隨壓強的升高而加大，但當(dāng)壓強小于 20MPa時，其影響甚小，可不予考慮。潤滑劑的最主要性能指標(biāo)：凝點、閃點、燃點、油性常用潤滑油

6、的性能和用途見表2.2。潤 滑潤 滑續(xù)表潤 滑2.潤滑脂 潤滑脂是在潤滑油中加入稠化劑(如鈣、鈉、鋰等金屬皂基）而形成的脂狀潤滑劑，又稱為黃油或干油。 潤滑脂的流動性小，不易流失，所以密封簡單，不需經(jīng)常補充。潤滑脂對載荷和速度變化不是很敏感，有較大的適應(yīng)范圍，但因其摩擦損耗較大，機(jī)械效率較低，故不宜用于高速傳動的場合。 (1)滴點 是指潤滑脂受熱后從標(biāo)準(zhǔn)測量杯的孔口滴下第一滴油時的溫度。(2)錐入度 即潤滑脂的稠度。潤 滑 目前使用最多的是鈣基潤滑脂，其耐水性強，但耐熱性差。 鈉基潤滑脂，其耐熱性強，但耐水性差。 鋰基潤滑脂，性能優(yōu)良其耐水性、耐熱性均好。 常用潤滑脂的性能和用途見表2.3。4

7、.潤滑劑的選用 潤滑劑選用的基本原則是： 低速、重載、高溫、間隙大的情況下，應(yīng)選用粘度較大的潤滑油； 高速、輕載、低溫、間隙小的情況下應(yīng)選粘度較小的潤滑油。 潤滑脂主要用于速度低、載荷大、不需經(jīng)常加油、使用要求不高 或灰 塵較多的場合。 氣體、固體潤滑劑主要用于高溫、高壓、防止污染等一般潤滑劑 不能適用的場合。潤 滑3.潤滑油和潤滑脂中的添加劑抗氧化添加劑降凝點添加劑極壓添加劑油性添加劑二、潤滑方法和潤滑裝置機(jī)械設(shè)備的潤滑，主要集中在傳動件和支承件上。油潤滑的方法大概有四種：集中潤滑或分散潤滑連續(xù)潤滑或間歇潤滑壓力潤滑或無壓力潤滑循環(huán)式潤滑或非循環(huán)式潤滑。潤 滑脂潤滑的裝置較為簡單，加脂方式有：人工加脂脂杯加脂集中潤滑系統(tǒng)供脂2.3 密封裝置1、密封的作用 防止泄漏，使?jié)櫥B續(xù)可靠； 防止外界臟物進(jìn)入機(jī)器設(shè)備內(nèi)部。2、密封裝置的結(jié)構(gòu) 密封表面，密封件，輔助件3、密封裝置的基本要求1）規(guī)定工作條件下具有良好的密封性能；2）摩擦阻力小，摩擦系數(shù)穩(wěn)定；3）磨損小，工作壽命長；4）結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，價格低廉。 綜上所述，在設(shè)計機(jī)械時，選擇適當(dāng)?shù)臐櫥b置和密封裝置是必不可少的，在使用機(jī)械時，更應(yīng)注意機(jī)械的潤滑和維護(hù)。還應(yīng)注意密封情況，如有漏油現(xiàn)象，應(yīng)查找原因，及時更換密封件。密封裝置 在一般常用的機(jī)械中，用得較多的密封裝置是密封圈和填料。4、密