同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4課件

第四章摩擦、磨損、潤滑（摩擦學(xué)）概述

第一節(jié)摩擦學(xué)起源 第二節(jié)摩擦

第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié)磨損 第六節(jié)流體摩擦潤滑 摩擦學(xué)概述小結(jié) 思考題篇頭同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4第一節(jié)摩擦學(xué)起源一機械中的摩擦學(xué)問題章頭二摩擦學(xué)的發(fā)展摩擦、磨損、潤滑是一種古老的技術(shù)，但一直未成為一種獨立的學(xué)科。1964年英國以喬斯特為首的一個小組，受英國科研與教育部的委托，調(diào)查了潤滑方面的科研與教育狀況及工業(yè)在這方面的需求。于1966年提出了一項調(diào)查報告。這項報告提到，通過充分運用摩擦學(xué)的原理與知識，就可以使英國工業(yè)每年節(jié)約510,000,000英鎊，相當(dāng)于英國國民生產(chǎn)總值的1%。這項報告引起了英國政府和工業(yè)部門的重視，同年英國開始將摩擦、磨損、潤滑及有關(guān)的科學(xué)技術(shù)歸并為一門新學(xué)科--摩擦學(xué)（Tribology）。摩擦學(xué)：“研究相互作用、相互運動表面的科學(xué)技術(shù)?！蓖瑵髮W(xué)機械設(shè)計ch4第二節(jié)摩擦一摩擦章頭

在外力作用下，一物體相對于另一物體運動或有運動趨勢時，在接觸表面上所產(chǎn)生的切向阻力叫摩擦力，這一現(xiàn)象叫摩擦。二摩擦分類三摩擦特性曲線及磨損曲線同濟大學(xué)機械設(shè)計ch412干摩擦NFm第三節(jié)干摩擦一定義

摩擦表面無任何潤滑劑的摩擦，工程上指無明顯任何現(xiàn)象的摩擦。二干摩擦機理三摩擦系數(shù)四降低摩擦系數(shù)方法

界面vt

ft

f粘著磨損機理m=Fm/N實際接觸面積：Ar=N/ssc剪切力（摩擦力）：Fm=ArtB摩擦系數(shù)：m=Fm/N=tB/ssc≈0.2

(金屬變化不大)粘著理論鍍軟金屬層在金屬基體上涂敷一層極薄的軟金屬，此時ssc仍取決于基體材料，而tB則取決于軟金屬。章頭同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4第四節(jié)邊界摩擦一定義二邊界膜的形成機理1.物理吸附膜：潤滑油中的極性分子與金屬表面相互吸引而形成的吸附。2.化學(xué)吸附膜：靠油中的分子鍵與金屬表面形成的吸附。3.化學(xué)反應(yīng)膜：油中加入的硫、磷、氯等添加劑與金屬表面進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)而形成的膜。三影響邊界膜摩擦的因素1.溫度2.添加劑3.摩擦副材料：同性材料m大4.粗糙度摩擦系數(shù)m非極性油含極壓添加劑油含脂肪酸油含脂肪酸和極壓添加劑軟化溫度摩擦表面工作溫度章頭同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4磨損量時間磨損過程第五節(jié)磨損一磨損概念

摩擦表面的物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象稱為磨損。二磨損過程ⅠⅡⅢ正常磨損不正常磨損Ⅰ.跑合階段（磨合階段）Ⅱ.穩(wěn)定磨損階段Ⅲ.劇烈磨損階段三磨損機理1.粘著磨損.2.表面疲勞磨損1)定義2)影響因素a.表面粗糙度----影響初始裂紋b.潤滑油粘度c.表面硬度。例：輪齒表面d.曲率半徑3.磨粒磨損（50%磨損屬于磨粒磨損）1)定義：硬質(zhì)顆粒或表面的硬質(zhì)突出物在摩擦過程中引起材料脫落的現(xiàn)象硬質(zhì)顆粒2)影響因素：a.摩擦副硬度b.磨粒大小與硬度4.腐蝕磨損：

在摩擦過程中，摩擦副表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng).章頭同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4F速度21第六節(jié)流體摩擦潤滑一潤滑的作用1.減摩--降低能耗。2.減磨--延長機器壽命。3.降溫--防卡死、提高運行精度。4.吸振--減小動載荷。5.密封二潤滑的分類1.流體動力潤滑2.流體靜力潤滑。P三流體動力潤滑1.定義：靠運動副的相對運動將潤滑油帶入間隙，使兩表面分開。2.形成流體動力潤滑條件：1)有收斂油楔。2)有足夠大的相對速度。3)潤滑油有一定的粘度。四流體靜力潤滑1.定義：靠外界油壓將兩表面分開。2.特點1)運行精度高、能保證流體摩擦。2)成本高。油箱油泵節(jié)流器油腔油膜厚度FP章頭同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4摩擦學(xué)概述小結(jié)

1.滑動摩擦分類2.滑動摩擦特性曲線：干

邊

流體

混合摩擦系數(shù)降低3.磨損過程跑合階段

穩(wěn)定磨損階段

劇烈磨損階段4.磨損機理5.潤滑目的6.流體潤滑類型形成條件干摩擦邊界摩擦混合摩擦流體摩擦物理吸附化學(xué)吸附化學(xué)反應(yīng)疲勞磨損磨粒磨損粘著磨損化學(xué)磨損流體動力潤滑流體靜力潤滑a)相對速度b)收斂油楔c)粘度

d)供油要充分章頭

形成機理同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4摩擦學(xué)概述思考題1.流體摩擦潤滑分哪幾類？流體動力潤滑的形成條件？vvvv3.常見的磨損機理有哪些？章頭2.下列情況能否形成流體動力潤滑？4.磨損過程分哪些階段？什么叫跑合(磨合)？5.滑動摩擦分哪幾種？6.邊界膜形成機理是什么？摩擦系數(shù)有何關(guān)系？同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4曲柄滑塊機構(gòu)js同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4摩

擦

分

類干摩擦邊界摩擦流體摩擦混合摩擦靜摩擦動摩擦滑動摩擦滾動摩擦內(nèi)摩擦外摩擦摩擦系數(shù)下降12干摩擦12邊界摩擦21流體摩擦21混合摩擦同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4摩擦特性曲線及磨損曲線流體摩擦混合摩擦hn/p摩擦特性曲線摩擦系數(shù)m邊界摩擦載荷F磨損曲線磨損率e膠合磨損邊界潤滑混合潤滑流體潤滑第一臨界溫度第二臨界溫度咬死FyFz同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4干摩擦/粘著磨損機理

界面vt

f12干摩擦NFmt

f同濟大學(xué)機械設(shè)計ch4粘著磨損1)定義：材料由一表面轉(zhuǎn)移到另一表面。2)影響因素a.潤滑油性質(zhì)b.壓強c.溫度、摩擦副材料300C800C1800C時間磨損量黃銅-鋼錫青銅-鋼巴氏合金-鋼時間磨損量摩擦系數(shù)m非極性油含極壓添加劑油含脂肪酸油含脂肪酸和極壓添加劑