機械設(shè)計摩擦精品課件

1、機械設(shè)計摩擦1第1頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述 本章對摩擦學所研究的對象作簡單扼要的介紹 摩擦學： 研究摩擦、磨損和潤滑的科學與技術(shù)統(tǒng)稱摩擦學。摩擦、磨損和潤滑的關(guān)系：兩個物體接觸并有相對滑動或趨勢摩擦磨損造成物體表面材料的損失或轉(zhuǎn)移（1/31/2的能源消耗于摩擦中）（超過限度而導(dǎo)致機械零件報廢）采取措施減輕摩擦和磨損潤滑2第2頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四滑動摩擦：運動形式是相對滑動外摩擦：在物體表面發(fā)生，阻礙相對運動第四章 摩擦、磨損及潤滑概述一、分類內(nèi)摩擦：在物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生，阻礙分子間相對運動靜摩擦：僅有相對

2、運動趨勢時動摩擦：在相對運動進行中滾動摩擦：運動形式是相對滾動4-1、摩擦干摩擦邊界摩擦流體摩擦混合摩擦3第3頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四干摩擦邊界摩擦混合摩擦流體摩擦第四章 摩擦、磨損及潤滑概述1. 干摩擦 2. 邊界摩擦二、 滑動摩擦狀態(tài) :摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開的狀態(tài)。vv :表面間無任何潤滑劑或保護膜的純金屬接觸狀態(tài)。 f0.300.35 通常，把未經(jīng)人為潤滑的摩擦狀態(tài)當作干摩擦。 摩擦性質(zhì)取決于邊界膜和表面的吸附性能。f 0.1 0.3:有一層壓力油膜將兩金屬表面隔開，彼此不直接接觸。3. 流體摩擦f 0.001 0.01 vv4. 混合摩擦 :

3、摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)。f 0.1 0.3實際中很難區(qū)分分類不完全液體摩擦4第4頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述如何判斷潤滑狀態(tài)：摩擦特性曲線 f n/p o邊界摩擦混合摩擦流體摩擦軸承特性數(shù)（無量綱）5第5頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述磨損：4-2、磨損磨損過程： 設(shè)計機器時，要求縮短磨合階段、延長穩(wěn)定磨損階段。機器的壽命磨損量時間磨合階段穩(wěn)定磨損階段劇烈磨損階段由于摩擦而導(dǎo)致零件表面材料的逐漸喪失或遷移。6第6頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四

4、 按磨損機理分 第四章 摩擦、磨損及潤滑概述磨損的分類磨粒磨損（磨損） 疲勞磨損（點蝕） 粘附磨損（膠合） 沖蝕磨損 腐蝕磨損 微動磨損 按磨損外觀分 外部進入摩擦面間的游離硬顆粒，在較軟材料表面上犁刨出很多溝紋的微切削過程。 當摩擦表面的輪廓峰在相互作用的各點因瞬時的溫升和壓力發(fā)生“冷焊”后，在相對運動時，材料發(fā)生遷移。 嚴重造成運動副咬死。 摩擦表面材料的微體積在交變的摩擦力作用下，反復(fù)變形所引起的材料疲勞脫落。 流動的液體或氣體中所夾帶的硬質(zhì)物體或顆粒沖擊零件表面所引起的磨損。 在化學或電化學作用下引起腐蝕，在相對運動時引起的磨損。 在微幅運動時，由上述各磨損機理共同形成的復(fù)合磨損。7第

5、7頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述一、 潤滑劑 作用：降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振、防銹等。分類液體潤滑劑（潤滑油）半固體潤滑劑（潤滑脂）固體潤滑劑1.潤滑油 種類氣體潤滑劑有機油（動、植物油）礦物油（石油產(chǎn)品） 化學合成油 4-3、潤滑劑、添加劑和潤滑方法 含硬脂肪酸，邊界潤滑時性能很好； 穩(wěn)定性差、來源有限 使用較少 來源充足、成本低廉； 穩(wěn)定性好； 使用最廣 能達到礦物油不能達到的特殊要求（耐高溫、高速等） 成本高、應(yīng)用面窄； 使用較少8第8頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述主要質(zhì)

6、量指標粘度的種類動力粘度運動粘度條件粘度（1）粘 度（2）潤 滑 性（3）極 壓 性（4）閃 點（5）凝 點（6）氧化穩(wěn)定性（1）粘度可定性地定義為潤滑油的流動阻力，是最重要的性能之一。9第9頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述AB1) 動力粘度voxyydydu 液體層與層之間存在摩擦切應(yīng)力動力粘度（簡稱粘度）（量綱：力時間/長度2）單位：實驗結(jié)果： （牛頓粘性液體摩擦定律） 服從該定律的流體稱牛頓液體 國際單位：Pas（帕秒）長寬高各為1米的液體，上下兩表面發(fā)生1m/s的相對滑動時，切向力為1N時的粘度絕對單位：P（泊）,cP （厘泊）1P=

7、100cP1Pas=10P=1000cP10第10頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述工程中常用：單位：2) 運動粘度 國際單位：m2/s絕對單位：st（斯）， cst（厘斯）1st=100cst1 m2/s =104st=106cst 國標規(guī)定:潤滑油在40時的運動粘度的中心值作為潤滑油的牌號。實際運動粘度應(yīng)在中心值的10%偏差內(nèi)。 表4-1 常用常用潤滑油的主要性質(zhì)（節(jié)錄）名 稱全損耗系統(tǒng)用油GB443-89代 號40 的粘度mm2/sL-AN7 6.127.48 -10 110凝點 C閃點(開式) C用于高速底負荷機械、精密機床、紡織紗錠的

8、潤滑和冷卻。用于一般滑動軸承、齒輪、蝸輪的潤滑L-AN10 9.011.0 -10 125L-AN15 13.516.5 -10 165L-AN32 28.832.2 -10 170主要用途11第11頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述3) 條件粘度 指在一定條件下，利用某種規(guī)格的粘度計，通過測定潤滑油穿過規(guī)定孔道的時間來進行度量的粘度。常用的有 恩氏度（ Et） -中國慣用 賽氏通用秒（SUS）-美國慣用 雷氏秒（R） -英國慣用 運動粘度與條件粘度之間的換算： 潤滑油粘度與溫度壓力的關(guān)系： 溫度對潤滑油粘度的影響十分明顯，見圖4-7的粘-溫曲

9、線。 壓力大于20Mpa時，粘度隨壓力的加大而增加。 12第12頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述（2）潤滑性（油性） 指潤滑油中的分子與金屬表面吸附形成一邊界油膜，以減小摩擦和磨損的性能。（3）極壓性 指加入含硫、氯、磷的有機極性化合物后，油中極性分子在金屬表面生成抗磨、耐高壓的化學反應(yīng)邊界膜的性能。（4）閃點 在標準容器中加熱所蒸發(fā)的油氣，遇火焰即能發(fā)出閃光時的最低溫度，是衡量易燃性的指標。對低速重載、潤滑不充分的場合具有特別重要的意義。在重載、高速、高溫條件下，可改善邊界潤滑性能。一般要求工作溫度比油的閃點低30 40 。（5）凝點 在規(guī)

10、定條件下，不再自由流動時的最高溫度。潤滑油在低溫下工作的重要指標，直接影響到機器的啟動性能和磨損情況。（6）氧化穩(wěn)定性 當潤滑油暴露在高溫氣體中時，會發(fā)生氧化并生成硫、氯、磷的酸性化合物。這是一種膠狀沉積物，不但腐蝕金屬，而且加劇零件的磨損。13第13頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述2.潤滑脂 潤滑油與各種稠化劑（鈣、鈉、鋁、鋰等金屬皂）混合稠化而成。 優(yōu)點：缺點：密封簡單、不需要經(jīng)常添加、不易流失； 對速度和溫度不敏感，適用范圍廣。摩擦損耗較大、機械效率低，不適宜高速場合。潤滑脂的主要質(zhì)量指標： （2）滴點（1）錐入度 (稠度)： 一個重1

11、.5N的標準錐體，于25恒溫下，由潤滑脂表面經(jīng)5s刺入的深度(以0.lmm計)。 標志著潤滑脂內(nèi)阻力的大小和流動性的強弱。 潤滑脂的牌號就是該潤滑脂錐入度的等級。 溫度升高時，潤滑脂第一滴掉下時的溫度。表征潤滑脂耐高溫的性能14第14頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述鈉基潤滑脂鋰基潤滑脂鋁基潤滑脂鈣基潤滑脂 分類 抗水性良好耐熱能力差，t 5565 耐熱性較高， t 120 抗水性較差能與少量水乳化而保護金屬免遭腐蝕抗水性好耐高溫， t 145 有較好的機械安定性 是一種多用途的潤滑脂抗水性良好在金屬表面吸附能力強（起到防銹作用）15第15頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述油性添加劑 種類（二）添加劑 極壓添加劑分散凈化劑消泡添加劑抗氧化添加劑降凝劑增粘劑 普通潤滑油、潤滑脂在一些十分惡劣的工作條件下(如高溫、低溫、重載、真空等)會很快劣化變質(zhì)，失去潤滑能力。為了提高油的品質(zhì)和使用性能，常加入某些分量雖少但對潤滑劑性能改善起巨大作用的物質(zhì)添加劑。16第16頁，共19頁，2022年，5月20日，3點26分，星期四第四章 摩擦、磨損及潤滑概述1.潤滑油潤滑（三）潤滑方法 壓配式注油杯