第二章-摩擦磨损和润滑.ppt

* * * * 第二章 摩擦、磨损与润滑概述 §2-1 摩　擦 §2-2 磨　损 §2-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 教学目标及基本要求 1、了解摩擦学所包含的主要内容、研究对象及重要性。 2、了解摩擦、磨损的分类、机理和影响因素‘ 3、了解四种滑动摩擦（干摩擦、边界摩擦、混合摩擦和流体摩擦）的机理及特征。 4、了解润滑的作用及润滑剂的主要性能指标。 5、掌握流体动力润滑的基本概念及基本原理。 重点：摩擦、磨损、润滑的基本概念、分类、形成机理、过程等。 基本概念 关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology)。 摩擦学 摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。 随着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用必将由宏观进入微观，由静态进入动态，由定性进入定量，成为系统综合研究的领域。 　　世界上使用的能源大约有 1/3~1/2 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。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，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。 基本概念 4、摩擦学 §2-1 摩 擦 摩 擦1 二、摩擦的分类 内 摩 擦：在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。 外 摩 擦：在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。 静 摩 擦：仅有相对运动趋势时的摩擦。 动 摩 擦：在相对运动进行中的摩擦。 滑动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滑动。 滚动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滚动。 “机械说”　产生摩擦的原因是表面微凸体的相互阻碍作用； “分子说”　产生摩擦的原因是表面材料分子间的吸力作用； 一、摩擦的机理 “机械－分子说”　两种作用均有。 摩 擦2 三、 四种滑动摩擦状态 §2-1 摩 擦 三、滑动摩擦状态 1、干摩擦 ①摩擦表面间无润滑介质或保护膜 ②摩擦系数在10-1量级 干磨擦 　　1785年，法国的库仑用机械啮合概念解释干摩擦，提出摩擦理论。后来又有人提出分子吸引理论和静电力学理论。1935年，英国的鲍登等人开始用材料粘附概念研究干摩擦，1950年，鲍登提出了粘附理论。 §2-1 摩 擦 三、滑动摩擦状态 2、边界摩擦 ①表面间形成较薄边界油膜（吸附、反应）， 有局部表面直接接触 ②摩擦系数在10-2量级 ③润滑效果取决于油的油性和极压性 　(粘度起次要作用) 边界磨擦 §2-1 摩 擦 三、滑动摩擦状态 （膜厚比λ0.4） 液体磨擦 混合磨擦 3、液体摩擦 4、混合摩擦 ①摩擦表面间有足够的润滑油 ②摩擦系数很小10-3量级， 　摩擦阻力为油膜剪切阻力 ③润滑效果取决于油的粘度 ①表面间边界摩擦、液体摩擦状态共存 ②摩擦系数在10-2～10-3量级 ③润滑效果取决于油的粘度和极压性 §2-1 摩 擦 三、滑动摩擦状态 （膜厚比λ3~5） （膜厚比0.4≤λ≤3） 摩 擦3 　　边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难区分，常统称为不完全液体摩擦。 　　随着科学技术的发展，关于摩擦学的研究已逐渐深入到微观研究领域，形成了微－纳米摩擦学理论，引发出许多新的概念，比如提出了超润滑的概念等。从理论上讲，超润滑是实现摩擦系数为零的摩擦状态，但在实际研究中，一般认为摩擦系数在0.001量级（或更低）的摩擦状态即可认为属于超润滑。关于这方面的研究也是目前微－纳米摩擦学研究的一个重要方面，同学们应对此给予关注。 §2-1 摩 擦 三、滑动摩擦状态 　　磨损是运动副之间的摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。磨损会影响机器的效率，降低工作的可靠性，甚至促使机器提前报废。 磨 损1 　　在设计或使用机器时，应该力求缩短磨合期，延长稳定磨损期，推迟剧烈磨损的到来。为此就必须对形成磨损的机理有所了解。 　　一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，即： ? 磨合阶段　新的零件在开始使用时一般处于这一阶段，磨损率较高。 ? 稳定磨损阶段　属于零件正常工作阶段，磨损率稳定且较低。 ? 剧烈磨损阶段　属于零件即将报废的阶段，磨损率急剧升高。 摩 擦2 对磨损的研究开展较晚，20世纪50