磨損與解除疲勞教學PPT摩擦磨損

1、第七章磨損與接觸疲勞第七章磨損與接觸疲勞 1 1前言前言 機器運轉(zhuǎn)，相互接觸零件間因相對運 動而產(chǎn)生摩擦， 而磨損正是由于摩擦產(chǎn)生的結(jié)果 根據(jù)接觸物體之間是否發(fā)生相對運動根據(jù)接觸物體之間是否發(fā)生相對運動 根據(jù)接觸物體之間的潤滑情況：根據(jù)接觸物體之間的潤滑情況： 動摩擦動摩擦 靜摩擦靜摩擦 摩擦摩擦 干摩擦干摩擦 濕摩擦濕摩擦 摩擦摩擦 根據(jù)接觸物體之間的相對運動的形式根據(jù)接觸物體之間的相對運動的形式: : 滾動摩滾動摩 滑動摩擦滑動摩擦 摩擦摩擦 2 2 摩擦及磨損的概念摩擦及磨損的概念 摩擦摩擦 兩個相互接觸的物體或物體與介質(zhì) 之間在外力作用下，發(fā)生相對運動，或 者具有相對運動的趨勢時，在接

2、觸表面 上所產(chǎn)生的阻礙作用稱為摩擦。 阻礙相對運動的阻力-摩擦力。 摩擦力的方向總是沿著接觸面的切 線方向，跟物體相對運動方向相反， 阻礙物體間的相對運動。 摩擦力(f)與施加在摩擦面上的法向 壓力(p)之比稱為摩擦系數(shù)，以表 示，即=f/p。 l按照兩接觸面運動方式的不同，可以將 摩擦分為： 滑動摩擦：指的是一個物體在另一個物體 上滑動時產(chǎn)生的摩擦。 滾動摩擦：指的是物體在力矩作用下，沿 接觸表面滾動時的摩擦。 nsmaxs ffff ndd fff s f靜摩擦系數(shù)靜摩擦系數(shù) d f動摩擦系數(shù)動摩擦系數(shù) 摩擦力的方向與物體運動（或運動趨勢）的方向相反摩擦力的方向與物體運動（或運動趨勢）的方

3、向相反 磨損，造成表層材料的損 耗，零件尺寸變化，直接 影響零件使用壽命 機件正常運行的磨損過程一般可分為三 個階段： 跑合（磨合）階段 穩(wěn)定磨損階段 劇烈磨損階段 3 3磨損及磨損的類型磨損及磨損的類型 按按環(huán)境和介質(zhì)環(huán)境和介質(zhì)可分為：可分為： 流體磨損；流體磨損； 濕磨損；濕磨損； 干干 磨損磨損 按按表面接觸性質(zhì)表面接觸性質(zhì)可分為：可分為： 金屬金屬-流體磨損；流體磨損； 金屬金屬-金屬磨損；金屬磨損； 金屬金屬-磨料磨損磨料磨損 常用常用（磨損（磨損失效機制）失效機制）分類，六類：分類，六類： 粘著磨損；粘著磨損； 磨料磨損；磨料磨損； 腐蝕磨損腐蝕磨損 微動磨損；微動磨損； 沖蝕磨損

4、沖蝕磨損 表面疲勞磨損表面疲勞磨損( (接觸疲勞接觸疲勞) ) 四四磨損機制及影響因素磨損機制及影響因素 1 粘著磨損 又稱擦傷，咬合磨損。 由于零件表面某些接觸點在高的局部壓力 下發(fā)生粘合，在相互滑動時，粘著點又 被剪切分開，接觸面上有金屬磨屑被拉 拽出來，這種過程反復(fù)進行很多次，便 導致了表面的損傷 2.磨料磨損 指硬的磨粒或凸出物對零件表面的摩 擦過程中，使材料表面發(fā)生磨耗的現(xiàn) 象。 磨?；蛲钩鑫?石英，砂土，礦石等非 金屬磨料，也包括零件本身磨損產(chǎn)物 隨潤滑油進入摩擦面而形成的磨粒。 3. 腐蝕磨損 摩擦面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學或電 化學反應(yīng)，形成的腐蝕產(chǎn)物并 在摩擦過程中被剝離出來而造

5、成的磨損。 實際上，可以認為，它是同時發(fā) 生了兩個過程：腐蝕和機械磨 損。 4. 微動磨損 兩接觸表面間小幅度的相對切向運動 稱為微動（fretting）。 在壓緊的表面之間由于微動而發(fā)生的 磨損稱為微動磨損。p151 在一些機器的緊配合處，它們之間雖然 沒有明顯的相對位移，但在外加循環(huán) 載荷和振動的作用下，在配合面的某 些局部地區(qū)將會發(fā)生微小的滑動 5 沖蝕磨損： 流體或固體顆粒以一定的速率和角 度對材料表面進行沖擊所造成的磨損 ld 1000 m，v 550m/s,其余稱外來損 傷 6.接觸疲勞 也稱表面疲勞磨損，是指滾動軸承、齒輪 等類零件，在表面接觸壓應(yīng)力長期反復(fù) 作用下所引起的一種表

6、面疲勞現(xiàn)象。 接觸應(yīng)力概念接觸應(yīng)力概念 兩物體相互接觸，表面上產(chǎn)生局部兩物體相互接觸，表面上產(chǎn)生局部壓力壓力- - 接觸應(yīng)力接觸應(yīng)力 一般出現(xiàn)如下兩種情況：一般出現(xiàn)如下兩種情況： (1)兩接觸物體在加載前為線接觸(如圓 柱與圓柱、圓柱與平面接觸) (2)兩接觸物體在加載前為點接觸 (如滾珠軸承) 接觸疲勞類型和損傷過程接觸疲勞類型和損傷過程 接觸疲勞破壞分為三種主要類型 ： 點蝕、 淺層剝落、 深層剝落 (1)點蝕 ：深度在0.1-0.2mm以下的小塊 剝落。裂紋一般起源于表面。剝落坑 呈針狀或痘狀。 （2) 2)淺層剝落：淺層剝落： 其剝落深度一般為其剝落深度一般為0.2-0.2- 0.4

7、mm0.4 mm (3)(3)深層剝落深層剝落 ：剝落坑較深：剝落坑較深( (0.4mm)0.4mm)、塊、塊 大大。一般發(fā)生在表面強化的材料中，如。一般發(fā)生在表面強化的材料中，如 滲碳鋼中。滲碳鋼中。 影響接觸疲勞抗力的因素影響接觸疲勞抗力的因素 (1)材料的冶金質(zhì)量 夾雜大、分布不均，危害大 馬氏體含碳量 ：0.5%c0.5%c、隱針、隱針 （晶）（晶）m 未溶碳化物的影響 ：細小 (2) 熱處理和組織狀態(tài) 硬度 ： hrc58-64，硬度接近， 或者，滾動元件高出滾道10%，最好 在一定表層深度范圍內(nèi)存在壓應(yīng)力， 可提高 殘余a含量 磨損類型并非固定不變， 在不同的外部條件和材料具有不同

8、特 性情況下，損傷機制會發(fā)生轉(zhuǎn)化，由 一種損傷機制變成另一種損傷機制。 五五耐磨性評價耐磨性評價 表示磨損量的方法，表示磨損量的方法， 可用可用 摩擦表面摩擦表面法向尺寸減少量法向尺寸減少量來表，稱為線來表，稱為線 磨損量、磨損量、體積磨損量體積磨損量 也可用也可用 體積和重量法體積和重量法來表示，稱為來表示，稱為重量磨損重量磨損量量 由于由于磨損量磨損量是是摩擦行程摩擦行程或或時間時間的的函數(shù)函數(shù)， 也用也用耐磨強度耐磨強度或或耐磨率耐磨率表示其磨損特性，表示其磨損特性， 前者前者- -單位行程磨損量，單位為單位行程磨損量，單位為m/mm/m或或mg/m;mg/m; 后者后者- -單位時間的磨損量單位時間的磨損量, ,單位為單位為m/hrm/hr或或mg/hrmg/hr 還經(jīng)常用還經(jīng)常用磨損量的磨損量的倒數(shù)倒數(shù)和和相對耐磨性相對耐磨性 （）表材料的耐磨性。表材料的耐磨性。 =被測試樣磨損量被測試樣磨損量/ /標標 準試樣磨損量準試樣磨損量 1) mmg-10型型高溫高速摩擦磨損試驗機磨損試驗機。 2)洛氏硬度計1臺