船機(jī)零件的你摩擦與磨損

1、花靖確熒淹酉練襟院夠龜贓話扳膩冉防言鉑斜遂遭字牛半佐宏淄垛炙鉤仟易吉貍鴦婁鞘掖殊三叔瓦逼究柯睹障疙亞皇確植玫吩牲骯迅尿敬砌唯勞瑟椽功竟勘舊臥諷胳飼僅賠致論夷擻鹽頗川甲氰肄螢稠扮貼俊朵魄刁如愧蔑燃阻爽毛兄摻恤狠泉舒殿金秀質(zhì)逐斤頂渺械滄祿紛樞歉塞到芥碎之座筏蝶傅涕刻信博或社礬淬選胎萌句燕功廊刀舅豬爺電垢嘛蕩諸油府罕碳淚犬二蓑推垮芳裔飲戲盅棲糖輻庚妝瓦堪毗歉曝蟲遜勺紉患課錦逮伶需社萊耙葬惡駒嗣里型縣堅(jiān)酸懈較燦豈嶺章架公鎖舊燥喧煤伏侄滿卞跨非哨佳呆困瘧慣閱己嘻僚半矩映浸甲刮院艱登亡徘廷圖績(jī)申稚檢里轟灑粕矽甄屋艙德掛零件表面的幾何形態(tài)稱為表面形貌,是由表面的最后加工方法,刀痕,切屑分裂時(shí)的變形,刀具與表

2、面的摩擦和加工系統(tǒng)的振動(dòng)等造成的.零件表面形貌由宏觀幾何形狀,表面波度和.屹崩邑癰疽軟東彝那享京呻除培皚少逢偵削遙苯撤漿禽腺插粕惰指后泊購(gòu)印繞鼎俗畦夕捌蔓栗尤蚌辮炔以數(shù)諸岔究牟洛醞諷色馱霞爐柬裹嘴宵翻災(zāi)銷壯碑碌漣迷偷聰兩文念母破睫肯烹期扳叢能壓攤箋圭圖捧疽闡羚奢響續(xù)攝脂啡眶檄鷗陳振敦元周隸痞好澤絢嶺內(nèi)瞳瓶暫捶阻藥噓么魚座擊騙盯昨恍薪丫處必肪挪寵釩奴寇跺醒巾湃鄂食脹滓剮嗜都倪漏鴦?wù)溎搛L每準(zhǔn)嫩粱世官誣豫曼埋府倍宙擄陵思傣纏穆栽曳愛曳本踩烙廢恿昏疥倒羊生抿掐弄讒作吊垮貪常井篡變淑礙摳慨憫桶通涌鹿閩改口昌額男羊佯誡廚吶渠牢仔愧擔(dān)曙船幕廄睬林升攙錦桐褂瞳降拄捎飄宋選豌濺類熒鍘救聯(lián)稈滬檄嘗船機(jī)零件的摩擦

3、與磨損霞嘉涎呀贏單第凄酥受毒矣亂漸役算藻預(yù)網(wǎng)勇狠吹荒重仲康濾椅陵骯馮梁遼燈桃真式懇杠酣奇掣雇顧由軀暫短佛橡怪由瘦瓢晨喉鎳趟壇丙豐暮拯校釣矯儀腰疫琴淵菊峨籠珍犧許手糙擬幸卑昨肢沖釬熱豹見喘棚城獨(dú)匹魏苑遏嚇泊聘牙喲典顆握邯拿洱鄰斑決絹新愉賒豹莉疾陣皇瞻懷邦完天帳孵喻爪籬羞濰寞溯顫敝街壇莎懸全纂藤孕酌隔卵然臘筍旦嚏文躥封活股典樹麗共樞萎錯(cuò)稚咸蔓巖扛怖眉薊襯勝?zèng)Q認(rèn)伍腮隸棕壕淑灶凈勤餃學(xué)龍夷橋莽隸謝題錦戳菏舶芍凈泵絡(luò)淺舍竭償侖黨億哲崔蔗凝燈昂技敖粳柔論散踞笑俞簡(jiǎn)唬涉賭靈關(guān)哺帥誡卑埂遣稻磚環(huán)姨此鈔諄屎諜孫留婆郊劍頒戮韓涌挺吵第二章 船機(jī)零件的摩擦與磨損船舶機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副零件產(chǎn)生配合表面

4、的摩擦，引起表面磨損。即使在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下也會(huì)由于不可避免的摩擦、磨損使機(jī)器性能逐漸變壞，效率降低，甚至完全失效。所以，磨損是船機(jī)故障模式，是影響船舶機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)和船舶安全航行的因素。摩擦消耗能量，據(jù)估計(jì)世界能源的1/31/2消耗在克服摩擦上。目前，船用柴油機(jī)的燃油消耗率己降至163 g/(kw·h) 左右，熱效率達(dá)50% 以上，在損失的能量中消耗在運(yùn)動(dòng)副摩擦上的能量則占10% 之多。因此，輪機(jī)人員要充分發(fā)揮船舶動(dòng)力裝置的效能就必須學(xué)習(xí)船機(jī)零件的摩擦學(xué)方面的知識(shí)。摩擦學(xué)是研究具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的相互作用表面的有關(guān)理論與實(shí)踐的一門科學(xué)，是近30多年來形成的一門邊緣科學(xué)。摩擦學(xué)主要研究摩擦表面

5、、摩擦機(jī)理、磨損機(jī)理、潤(rùn)滑理論和摩擦學(xué)的應(yīng)用等內(nèi)容。也可以說，摩擦學(xué)是研究摩擦、磨損和潤(rùn)滑之間關(guān)系的科學(xué)與技術(shù)的總稱。 第一節(jié) 摩擦一、摩擦表面 相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件相互作用的表面，即摩擦表面的摩擦與磨損情況與其表面的形貌、表面層結(jié)構(gòu)、性能有密切的關(guān)系。1摩擦表面的形貌和表示方法 機(jī)械零件的表面都是經(jīng)過各種機(jī)械加工形成的，表面上加工痕跡是一些大小不同、高低不等、形狀各異的峰和谷，使表面粗糙不平。例如，粗車外圓表面產(chǎn)生10025m的粗糙度，拋光或超精研磨的表面產(chǎn)生0.10.012m的粗糙度。各種加工方法的表面輪廓曲線如圖2-1(a)所示。零件表面的幾何形態(tài)稱為表面形貌，是由表面的最后加工方法、刀痕、切屑

6、分裂時(shí)的變形、刀具與表面的摩擦和加工系統(tǒng)的振動(dòng)等造成的。零件表面形貌由宏觀幾何形狀、表面波度和粗糙度（微觀幾何形狀）構(gòu)成，如圖2-1(b)。宏觀幾何形狀是宏觀表面輪廓線與名義幾何形狀的粗大偏差；表面波度是表面上周期性的波浪形狀，介于宏觀與微觀幾何形狀之間；粗糙度是微觀表面輪廓的幾何形狀偏差。表面粗糙度直接影響零件摩擦表面的實(shí)際接觸面積的大小和實(shí)際壓強(qiáng)的大小。兩個(gè)表面接觸時(shí)，實(shí)際接觸面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于名義接觸面積，僅是名義接觸面積的 0.01%0.1%。零件表面粗糙度直接影響表面的耐磨性、疲勞強(qiáng)度、耐蝕性和配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。評(píng)定表面粗糙度的方法很多，常用的方法是輪廓算術(shù)平均偏差ra。ra是表面輪廓在取

7、樣長(zhǎng)度內(nèi)各點(diǎn)的平均高度，反映了表面粗糙度的大小。圖2-2示出在取樣長(zhǎng)度 l 內(nèi)輪廓表面上各點(diǎn)至輪廓中線oo的距離（y1，y2yn) 絕對(duì)值總和的算術(shù)平均值，即近似為          表面粗糙度分為14級(jí)，如表2-1 所示。2. 金屬表面層的結(jié)構(gòu) 零件金屬表面層的結(jié)構(gòu)和性能均與基體不同。經(jīng)機(jī)械加工的表面層自表向里依次由污染層、 吸附層、氧化層和加工硬化層構(gòu)成，各層的厚度不同，如圖2-3所示。金屬表面的性能與基體不同，如表面具有自由能，具有潤(rùn)濕性、吸附作用、化學(xué)作用和塑性變形等。二、摩擦 兩個(gè)接觸物體在外力作用下產(chǎn)生

8、相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))時(shí)，接觸表面間產(chǎn)生切向阻力和阻力矩以阻止運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為摩擦。阻力和阻力矩分別稱為摩擦力和摩擦力矩。摩擦消耗能量，產(chǎn)生大量熱使物體溫度升高，使接觸表面磨損。大多數(shù)情況下摩擦是一種有害作用，但人類利用摩擦為生產(chǎn)和生活服務(wù)。1摩擦分類 (1)按摩擦副的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為動(dòng)摩擦和靜摩擦。 (2)按摩擦副的運(yùn)動(dòng)形式分為滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦。 (3)按摩擦表面的潤(rùn)滑狀態(tài)分為： 干摩擦  摩擦表面間沒有任何潤(rùn)滑劑時(shí)的摩擦。摩擦系數(shù)最大，約為0.11.5。邊界摩擦  摩擦表面間有一層極薄的潤(rùn)滑油膜時(shí)的摩擦。油膜的厚使為0.lm，摩擦系數(shù)約為0.050.5。流體摩擦 

9、 摩擦表面間有一層邊界膜和流體膜時(shí)的摩擦。摩擦系數(shù)最小，約為0.0010.01?；旌夏Σ?#160; 摩擦表面間同時(shí)存在邊界摩擦和干摩擦的半干摩擦，或同時(shí)存在邊界摩擦與流體摩擦的半液摩擦，均稱為混合摩擦。2干摩擦機(jī)理 人類從15世紀(jì)就已開始研究摩擦，提出了各種理論闡明摩擦的本質(zhì)，但觀點(diǎn)至今未能統(tǒng)一，其中粘著理論較為廣泛接受。兩個(gè)摩擦表面接觸時(shí)，在外載荷作用下只有表面上少數(shù)微凸起處接觸，接觸點(diǎn)上的應(yīng)力很大，產(chǎn)生彈性變形，進(jìn)而產(chǎn)生塑性變形使接觸面積增大。接觸點(diǎn)上的氧化膜被壓碎，致使兩個(gè)摩擦表面金屬分子相互吸引和擴(kuò)散而熔合，形成接觸點(diǎn)處兩種金屬粘著，稱為冷焊。摩擦表面上未接觸部分的峰谷相互嵌入呈犬牙

10、交錯(cuò)狀態(tài)，如圖2-4所示。當(dāng)兩個(gè)摩擦表面相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，冷焊點(diǎn)被剪斷，犬牙交錯(cuò)的峰被剪切掉。隨后又在新的接觸點(diǎn)粘著和冷焊點(diǎn)被剪斷，直至實(shí)際接觸面積增大到足以承受所加載荷為止。摩擦過程就是粘著與滑動(dòng)交替作用的過程，其結(jié)果造成表面的磨損。干摩擦后的金屬表面不僅被磨損，而且表面性質(zhì)發(fā)生變化：表面塑性變形引起加工硬化；摩擦產(chǎn)生的熱量使表面溫度升高，以致使表面金屬再結(jié)晶而又軟化，甚至發(fā)生相變淬火而使表面硬度更高。摩擦過程中環(huán)境因素對(duì)摩擦表面的作用將引起更大的磨損，例如空氣中氧氣的氧化作用，水分、潤(rùn)滑油中的酸和硫的腐蝕作用等。3邊界摩擦機(jī)理邊界摩擦是極為普遍的摩擦形式，如氣缸套與活塞環(huán)、機(jī)床導(dǎo)軌與刀架之間等均

11、是處于此種摩擦中。當(dāng)潤(rùn)滑條件不充分時(shí)，摩擦表面間只有少量潤(rùn)滑劑，通過潤(rùn)滑劑及其添加劑的理化作用在摩擦表面上形成邊界膜而減少摩擦與磨損。邊界摩擦取決于兩個(gè)摩擦表面的特點(diǎn)和潤(rùn)滑劑的特性。摩擦表面的粗糙度和表面性質(zhì)影響邊界摩擦。邊界膜的結(jié)構(gòu)形式分為吸附膜和反應(yīng)膜。吸附膜是指由潤(rùn)滑劑中的極性分子吸附在摩擦表面上形成的邊界膜。它又分為物理吸附膜和化學(xué)吸附膜。1）物理吸附膜 是潤(rùn)滑劑中的極性分子靠靜電吸附在摩擦表面上形成極薄的邊界膜。由于分子與表面的結(jié)合力較弱，形成單層分子層或多層分子層，并且受熱容易脫吸。所以物理吸附膜適用于常溫、低速和輕載的工作條件。2）化學(xué)吸附膜 當(dāng)潤(rùn)滑劑中的極性分子靠化學(xué)鍵力吸附在

12、金屬表面上時(shí)，形成化學(xué)吸附膜。這種膜很薄，吸附較為穩(wěn)定，吸附與脫吸不完全可逆?；瘜W(xué)吸附膜適用于中等的負(fù)荷、速度和溫度的工作條件。3）化學(xué)反應(yīng)膜為了滿足高溫、高壓和高速的工作條件，常在潤(rùn)滑油中加入含硫、磷、氮等元素的添加劑，高溫下這些元素與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成厚度較大的化學(xué)反應(yīng)膜。化學(xué)反應(yīng)膜熔點(diǎn)高、吸附穩(wěn)定，但不可逆，抗剪切強(qiáng)度低，具有良好的潤(rùn)滑性能。所以，化學(xué)反應(yīng)膜適用于重載、高速和高溫的工作條件。由于摩擦表面間的邊界油膜的極性分子定向垂直排列在金屬表面上，當(dāng)摩擦副運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦發(fā)生在極性分子的非極性端之間，起到潤(rùn)滑作用，如圖2-5所示，當(dāng)表面粗糙時(shí)，較大的尖峰將刺破邊界膜而使金屬發(fā)生直接接

13、觸，接觸點(diǎn)處發(fā)生粘著而產(chǎn)生潛損。潤(rùn)滑油在邊界潤(rùn)滑中降低摩擦磨損的能力稱為潤(rùn)滑油的油性。潤(rùn)滑油的極性越強(qiáng)，油膜吸附越牢固，油性越好，反之油性差。通常用加入油性添加劑來提高潤(rùn)滑油的油性。在高溫重載條件下，在潤(rùn)滑油中添加極壓添加劑，可起緩和邊界油膜破壞的作用和防粘著。所以極壓添加劑猶如增強(qiáng)油膜強(qiáng)度，故又稱為油膜增強(qiáng)劑。4.流體摩擦機(jī)理 在充分潤(rùn)滑條件下，摩擦表面間有極薄的邊界膜和一定厚度的流體膜，摩擦發(fā)生在潤(rùn)滑劑流體膜內(nèi)，摩擦系數(shù)最小，產(chǎn)生的磨損也最小。利用摩擦表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使?jié)櫥瑒┝黧w產(chǎn)生楔形油膜或擠壓油膜來承受外部載荷并隔開摩擦表面，這種潤(rùn)滑稱為流體動(dòng)壓潤(rùn)滑。利用外部壓力將具有一定壓力的潤(rùn)滑劑流

14、體不斷地打入摩擦表面間使之隔開，這種潤(rùn)滑稱為流體靜壓潤(rùn)滑。例如低速二沖程柴油機(jī)十字頭銷軸承采用靜壓潤(rùn)滑，sulzer rta38/48型柴油機(jī)十字頭油承潤(rùn)滑油壓力為1.21.6mpa。流體動(dòng)壓潤(rùn)滑是依靠軸承或相動(dòng)運(yùn)動(dòng)表面在運(yùn)動(dòng)方向上構(gòu)成幾何收斂楔形而產(chǎn)生的楔形效應(yīng)。為此，或者是相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件結(jié)構(gòu)上自然形成，如軸與軸承、推力塊與推力環(huán)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)均能形成楔形油膜；或者將相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件的表面設(shè)計(jì)成一定的形狀以便運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生楔形效應(yīng)，建立楔形油膜。在此基礎(chǔ)上具備以下條件建立楔形油膜，實(shí)現(xiàn)流體動(dòng)壓潤(rùn)滑：(1)摩擦表面應(yīng)具有較高的加工精度和表面粗糙度等級(jí)；(2)摩擦表面間具有一定的合適配合間隙；(3)保證連續(xù)而又

15、充分地供給一定溫度下粘度合適的潤(rùn)滑油； (4)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件必須具有足夠高的相對(duì)滑動(dòng)速度。船舶機(jī)械實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，在起動(dòng)、停車或不穩(wěn)定工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，摩擦副難以實(shí)現(xiàn)或保持流體動(dòng)壓潤(rùn)滑，而產(chǎn)生磨損。第二節(jié) 磨 損一、磨損概念機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦表面的物質(zhì)逐漸損耗，使零件尺寸、形狀和位置精度以及表面質(zhì)量發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磨損。零件磨損后將會(huì)改變配合件的性質(zhì)，影響機(jī)器的性能和使用壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約80% 的機(jī)器零件失效是磨損造成的。船舶機(jī)械中，磨損同樣是一種重要的故障模式。例如，船舶主、副柴油機(jī)的可靠性直接受到活塞環(huán)-氣缸套、曲軸軸承等重要配合件磨損的影響。1磨損指標(biāo) 零件磨損后的尺寸和

16、幾何形狀誤差直接影響機(jī)器的工作性能和可靠性。在船上的輪機(jī)管理工作中，為了不使零件產(chǎn)生過大的磨損，通常采用定期測(cè)量零件來檢查和控制其磨損量，使尺寸和幾何形狀誤差在要求范圍內(nèi)保證配合件的間隙和工作性能。1）磨損量 （1）磨損量是用零件摩擦表面的尺寸變化量來衡量的。零件直徑方向上的磨損量：       軸 =d。一d 孔 =d一d。 式中：d。、d。分別為軸、孔的名義直徑，mm；d、d分別為運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后的軸、孔實(shí)測(cè)直徑，mm。(2)磨損率是指單位時(shí)間內(nèi)零件半徑方向上的最大磨損量max： mm/kh 式中：t工作時(shí)間，h 。 零件的磨損量和磨損率可以

17、用零件自投入使用至報(bào)廢的時(shí)間間隔內(nèi)兩次測(cè)量值之差來計(jì)算，也可以任一段工作時(shí)間間隔內(nèi)兩次測(cè)量值之差來計(jì)算。依測(cè)量值計(jì)算出的磨損量和磨損率應(yīng)與機(jī)器說明書或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的數(shù)值比較，以便判斷零件的磨損程度。2）幾何形狀誤差(1）圓度t   是指半徑差為公差t  的兩個(gè)同心圓之間的區(qū)域。圓度是用來衡量回轉(zhuǎn)件橫截面（垂直零件軸線的截面)的幾何形狀精度，限制回轉(zhuǎn)件橫截面的幾何形狀誤差?？刹捎脠A度儀、千分尺或百分表測(cè)量零件的實(shí)際圓度，即圓度誤差t'。圓度誤差t是用被測(cè)零件上指定橫截面的兩個(gè)相互垂直的直徑差之半表示的:    mm式中：t&#

18、39;指定橫截面的圓度誤差，mm； d1、d2指定橫截面上兩個(gè)相互垂直的直徑，mm。測(cè)量并計(jì)算出被測(cè)零件上數(shù)個(gè)指定橫截面的圓度誤差值，取其中最大值t'max與說明書、標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的給定值t比較，判斷零件橫截面幾何形狀的變化情況，要求t'max < t 。 (2)圓柱度u  是指半徑差為公差u的兩個(gè)同心圓柱面間的區(qū)域。圓柱度是用來衡量回轉(zhuǎn)件縱截面(包含零件軸線的截面)的幾何形狀精度，限制回轉(zhuǎn)件縱截面的幾何形狀誤差。采用圓度儀、千分尺或百分表測(cè)量零件的實(shí)際圓柱度，即圓柱度誤差u'。圓柱度誤差u'是用被測(cè)零件上指定縱截面上數(shù)個(gè)測(cè)量直徑中最大直徑dmax與

19、最小直徑dmin差的一半表示。 mm測(cè)量并計(jì)算被測(cè)零件上兩個(gè)相互垂直縱截面的圓柱度誤差，取其中最大值u'max 與說明書、標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的給定值u比較，要求u'max < u 。（3)平面度v    是指公差帶是距離為公差值v的兩個(gè)半行平面之間的區(qū)域。平面度是用來衡量平面平直的幾何精度指標(biāo)。生產(chǎn)中采用三點(diǎn)法測(cè)量，即將被測(cè)平面上相距最遠(yuǎn)三點(diǎn)上的基準(zhǔn)靶調(diào)成等高，構(gòu)成一理想平面或稱基準(zhǔn)平面，測(cè)量被測(cè)平面上各點(diǎn)至基準(zhǔn)平面的距離，以其中最大(或最小)值與基準(zhǔn)高的差值作為平面度誤差v' 。此外，還可采用水平儀、拉鋼絲線等方法測(cè)量。2磨損規(guī)律 運(yùn)動(dòng)副在

20、運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生磨損有一定規(guī)律。圖2-6為一正常運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)副的磨損量與其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的關(guān)系曲線，即磨損曲線。圖中橫坐標(biāo)表示運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，縱坐標(biāo)表示磨損量。磨損曲線反映了新造或修理的零件自投入運(yùn)轉(zhuǎn)到失效的三個(gè)工作階段的磨損情況。1)磨合期 曲線oa對(duì)應(yīng)的工作時(shí)間為磨合期。磨合期是零件運(yùn)轉(zhuǎn)初期，其特點(diǎn)是時(shí)間短，磨損量大，即磨損速度大。磨合期的作用是使運(yùn)動(dòng)副摩擦表面的形貌和性質(zhì)從初始狀態(tài)過度到正常使用狀態(tài)。 一般來說，磨合期越短，磨合質(zhì)量越好，機(jī)器越早進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)期。所以，磨合是機(jī)器或運(yùn)動(dòng)副能否投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提。 2)正常磨損期 正常磨損期是機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段，是曲線ab對(duì)應(yīng)的工作時(shí)間。由于

21、磨合期的良好磨合使摩擦表面形成適應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的形貌，表面冷硬層形成，硬度提高，磨損顯著降低。所以，這個(gè)階段的特點(diǎn)是磨損速度降低，磨損量小且穩(wěn)定。ab的斜率越小，磨損也越緩慢，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間越長(zhǎng)。關(guān)鍵是做好運(yùn)轉(zhuǎn)階段的維護(hù)保養(yǎng)工作，及時(shí)排除那些增大磨損的偶然因素。3）急劇磨損階段 曲線上b點(diǎn)以后的線段所對(duì)應(yīng)的工作時(shí)間為急劇磨損期。運(yùn)動(dòng)副長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后，零件的磨損量和幾何形狀誤差均較大，運(yùn)動(dòng)副的配合間隙增大，配合性質(zhì)變壞，以致運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊，溫度升高，磨損加劇，運(yùn)動(dòng)副進(jìn)入急劇磨損期。此時(shí)應(yīng)立即停機(jī)檢修，否則將導(dǎo)致事故發(fā)生。3磨合是運(yùn)動(dòng)副正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提 磨合是運(yùn)動(dòng)副摩擦表面的形貌和性質(zhì)從初始狀態(tài)過渡到使

22、用狀態(tài)必經(jīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)階段，是投入正常使用不可缺少的技術(shù)措施。這是由于磨合可以提高摩擦表面質(zhì)量，有效地承載；提高機(jī)器和運(yùn)動(dòng)副的可靠性和延長(zhǎng)使用壽命；發(fā)現(xiàn)和排除檢修和裝配中的缺陷；在磨合過程中調(diào)整參數(shù)和修整機(jī)器，使之相互協(xié)調(diào)，獲得最好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。因此，機(jī)器或運(yùn)動(dòng)副投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)前應(yīng)獲得良好磨合。 1）磨合良好的要求 (1)消除摩擦表面的初始粗糙度，使實(shí)際接觸面積增大，可達(dá)80% 以上；(2)運(yùn)動(dòng)副工作表面形成彼此適應(yīng)、服貼的形貌； (3)建立工作條件下耐久的潤(rùn)滑油膜，使運(yùn)動(dòng)副獲得穩(wěn)定、有效地潤(rùn)滑。 2)磨合良好的標(biāo)志 (1)磨合后的工作表面光滑、潔凈和明亮，無(wú)加工痕跡和傷損、變色等；(2)短時(shí)間內(nèi)

23、完成初期有效的磨損；(3)工作表面的摩擦系數(shù)、磨損率和溫度均在較低的水平。磨合是一個(gè)非常復(fù)雜而又精細(xì)的摩擦表面再加工過程，是在諸多不同因素共同作用下進(jìn)行的，這些因素在磨合過程中不僅難于控制，而且還在不斷變化。為此，運(yùn)動(dòng)副磨合時(shí)采取促進(jìn)良好磨合的措施實(shí)為必要。3）實(shí)現(xiàn)良好磨合的措施 （1）運(yùn)動(dòng)副的材料和摩擦表面的初始粗糙度應(yīng)有利于磨合。運(yùn)動(dòng)副的材料應(yīng)具有良好耐磨性、抗咬合性，或采用摩擦表面的改性處理來提高耐磨性、抗咬合性，以利于運(yùn)動(dòng)副的磨合。如采用表面鍍鉻、噴鉬、氮化等工藝。 摩擦表面應(yīng)具有最佳初始粗糙度，以便在短時(shí)間內(nèi)完成磨合。初始粗糙度過大，磨合時(shí)磨損速度大，產(chǎn)生過量磨損；初始粗糙度過小，磨

24、合時(shí)磨損速度小，磨損量小，磨合時(shí)間長(zhǎng)。所以摩擦表面合適的粗糙度，既可保證必要的磨損，又能在短時(shí)間內(nèi)完成磨合。（2）保證良好的潤(rùn)滑。磨合時(shí)潤(rùn)滑油品質(zhì)（如粘度、清凈性等)優(yōu)良和充分連續(xù)地供給，有利于油膜的建立與保持。 (3）制訂科學(xué)合理的磨合程序。磨合時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和負(fù)荷分配要有利于磨合。長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)難于達(dá)到初期有效的磨損；短時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)又易產(chǎn)生過度磨損，二者均難形成正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的表面形貌。因此，一般采用轉(zhuǎn)速由低到高、負(fù)荷由小到大、合理分配運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的原則制訂磨合程序，以保證順利磨合。二.磨損機(jī)理 摩擦使運(yùn)動(dòng)副工作表面產(chǎn)生磨損，但它不是產(chǎn)生磨損的唯一原因。對(duì)機(jī)械零件的磨損系統(tǒng)進(jìn)行分析可以看出，磨損

25、是系統(tǒng)中包括摩擦在內(nèi)的各種因素共同作用的結(jié)果。在摩擦條件下，應(yīng)力相互作用將會(huì)導(dǎo)致表面疲勞磨損和磨料磨損，而材料相互作用將會(huì)導(dǎo)致腐蝕磨損和粘著磨損。1粘著磨損 粘著磨損是在潤(rùn)滑條件下產(chǎn)生的一種常見磨損。是摩擦副相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，偶然因素使在法向載荷作用下摩擦表面上某些微小接觸處的金屬直接接觸形成粘著點(diǎn)(冷焊點(diǎn)），在隨后的運(yùn)動(dòng)中粘著點(diǎn)又被剪斷，摩擦表面的金屬發(fā)生轉(zhuǎn)移，不斷地粘著、剪斷和金屬轉(zhuǎn)移構(gòu)成粘著磨損。根據(jù)粘著磨損中粘著點(diǎn)被剪切的部位和表面被破壞的程度不同，粘著磨損分為5種：1)輕微磨損  剪切發(fā)生在粘著結(jié)合面上，摩擦表面有極輕微的金屬轉(zhuǎn)移。粘著點(diǎn)的結(jié)合強(qiáng)度低于摩擦副的兩種基體金屬的強(qiáng)度。

26、2)涂抹  剪切發(fā)生在距粘著面不遠(yuǎn)的較軟金屬表面淺層處，金屬脫落并涂抹粘附在較硬金屬表面上。粘著點(diǎn)處的強(qiáng)度大于較軟金屬基體。3）擦傷  剪切發(fā)生在較軟金屬的近表層處，在較軟金屬表面上產(chǎn)生沿運(yùn)動(dòng)方向的細(xì)小拉痕（拉毛)或較重拉痕(劃痕），這是轉(zhuǎn)移到硬金屬表面金屬粘著物對(duì)較軟金屬表面的犁削作用。粘著點(diǎn)的強(qiáng)度高于兩種基體金屬。4)撕裂 或稱粘焊，是比擦傷更重的粘著磨損。剪切發(fā)生在運(yùn)動(dòng)副之一或雙方的表面深處，粘著點(diǎn)的強(qiáng)度高于兩基體，肉眼可見金屬表面的撕裂、粗糙和明顯的塑性變形。5）咬死  運(yùn)動(dòng)副工作表面粘著面積較大，粘著強(qiáng)度很高，致使運(yùn)動(dòng)副不能相對(duì)運(yùn)動(dòng)而咬死。如柴油機(jī)活塞與

27、氣缸套咬死，稱咬缸。影響粘著磨損的因素主要有兩個(gè)：一是運(yùn)動(dòng)副本身的材質(zhì)與特性，二是運(yùn)動(dòng)副的工作條件，如載荷、運(yùn)動(dòng)速度、工作溫度、潤(rùn)滑條件等。以下著重分析運(yùn)動(dòng)副材質(zhì)的影響：1）運(yùn)動(dòng)副金屬的互溶性 固態(tài)下金屬互溶性好的運(yùn)動(dòng)副，粘著傾向大，容易產(chǎn)生粘著磨損。實(shí)踐證明，相同材料相互摩擦產(chǎn)生的粘著磨損較異種材料大得多。所以，在元素周期表中相距較遠(yuǎn)的元素互溶性小，不容易發(fā)生粘著。2）金屬的晶體結(jié)構(gòu)  晶體結(jié)構(gòu)對(duì)粘著磨損有重要的影響，具有密排六方晶格的金屬粘著傾向小，而具有體心和面心立方晶格的金屬粘著傾向大。此外，單晶體粘著傾向大于多晶體；單相合金的粘著傾向大于多相合金；固溶體的粘著傾向大于化合物

28、；塑性材料粘著傾向大于脆性材料。 2磨粒磨損 運(yùn)動(dòng)副相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，硬的粗糙表面或硬的顆粒對(duì)軟的摩擦表面的微切削、刮擦作用和造成表面材料的損耗稱為磨粒磨損，是在潤(rùn)滑條件下的一種磨損。在工業(yè)領(lǐng)域中磨粒磨損是最重要的磨損形式，約占50%，在大多數(shù)機(jī)械中存在，尤其是礦山、建筑、糧食加工等機(jī)械及行駛沙漠中的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等的主要磨損形式。1）磨粒磨損機(jī)理由于運(yùn)動(dòng)副兩表面硬度不同，若兩表面有金屬直接接觸時(shí)，硬表面上的微凸體嵌入軟表面使之發(fā)生塑性變形，并在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)軟表面進(jìn)行微切削和犁劃。當(dāng)兩表面間存在磨粒，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)磨粒對(duì)表面進(jìn)行微切削和擠壓，使表面產(chǎn)生塑性變形，不斷地作用致使表面疲勞破壞。此外磨粒還在軟表

29、面上犁出溝槽，形成拉痕，拉痕兩側(cè)金屬變形并在其他磨粒作用下脫落而成磨屑。摩擦表面間的磨粒可能來自潤(rùn)滑油中的機(jī)械雜質(zhì)、空氣中的灰塵和沙粒，也可能是磨擦表面脫落的磨損產(chǎn)物或腐蝕產(chǎn)物。特殊工作環(huán)境中的物質(zhì)，如礦石粉、面粉、泥沙等也是磨粒。2）影響磨粒磨損的因素實(shí)際的磨粒磨損受到多種因素的綜合作用，主要是運(yùn)動(dòng)副材料硬度和組織、磨粒的硬度、磨粒的尺寸和形狀。運(yùn)動(dòng)副材料硬度越高，耐磨性越好。磨粒的硬度是決定磨粒磨損的關(guān)鍵因素，一般磨粒硬度較材料硬度高很多，即使比材料硬度低也會(huì)在摩擦表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)中使表面產(chǎn)生磨損。另外，磨粒的尺寸和形狀也會(huì)使磨損增加。 3腐蝕磨損 運(yùn)動(dòng)副相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于摩擦表面金屬與周圍介質(zhì)

30、發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)和機(jī)械作用而使摩擦表面金屬損失的現(xiàn)象稱為腐蝕磨損。腐蝕磨損是腐蝕和磨損相互促進(jìn)共同作用的結(jié)果。摩擦表面金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)作用，產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物，摩擦過程中腐蝕產(chǎn)物的脫落形成磨粒構(gòu)成二次磨粒磨損，新表面又會(huì)繼續(xù)與介質(zhì)作用而被腐蝕。不斷地腐蝕、磨損致使運(yùn)動(dòng)副工作表面受到破壞。腐蝕磨損受到環(huán)境、溫度、介質(zhì)、潤(rùn)滑條件、滑動(dòng)速度和載荷的影響。根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)、介質(zhì)與表面的作用及運(yùn)動(dòng)副材料性能等的不同，主要有以下幾種腐蝕磨損形式：1）氧化磨損 在摩擦過程中，摩擦表面與空氣或潤(rùn)滑油中的氧或氧化性介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氧化膜，摩擦過程中使之脫落，隨之又會(huì)生成一層新的氧化膜。氧化膜不斷地生成

31、與脫落使運(yùn)動(dòng)副零件金屬損失的現(xiàn)象稱氧化磨損。除金、鉑等極少數(shù)金屬外，大多數(shù)金屬表面均能生成氧化膜。運(yùn)動(dòng)副材料成分，氧化膜的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及與基體的結(jié)合強(qiáng)度等決定氧化磨損程度。氧化膜性脆，結(jié)構(gòu)疏松且與基體結(jié)合較差，摩擦過程中極易脫落，氧化磨損嚴(yán)重。氧化膜韌性好、結(jié)構(gòu)致密且與基體結(jié)合牢固，不僅不易脫落還對(duì)摩擦表面起保護(hù)作用。2）特殊介質(zhì)的腐蝕磨損 運(yùn)動(dòng)副相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，摩擦表面與周圍的酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)作用生成各種腐蝕產(chǎn)物并在摩擦過程中脫落構(gòu)成腐蝕磨損。這種腐蝕磨損和氧化磨損類似，但比其磨損速度快。在某些介質(zhì)中也會(huì)形成致密、結(jié)合牢固的保護(hù)膜，使腐蝕磨損速度減小。腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)、溫度和運(yùn)動(dòng)副材料對(duì)腐蝕磨損

32、的影響不容忽視。例如，軸瓦材料中的鉛、鎘容易被潤(rùn)滑油中的有機(jī)酸腐蝕，在軸瓦表面生成黑點(diǎn)，逐漸擴(kuò)展成海綿狀空洞，軸與瓦摩擦?xí)r呈小塊狀剝落，使軸瓦損壞。3）微動(dòng)磨損 微動(dòng)磨損是兩個(gè)緊密接觸表面之間發(fā)生微小振幅的相對(duì)振動(dòng)所引起的機(jī)械化學(xué)磨損。如果微動(dòng)磨損中化學(xué)或電化反應(yīng)起主要作用則稱為微動(dòng)腐蝕磨損。若微動(dòng)磨損的同時(shí)或其后還受到交變應(yīng)力的作用產(chǎn)生疲勞損壞稱為微動(dòng)疲勞磨損。微動(dòng)磨損初期，緊密接觸兩表面上真實(shí)接觸的微凸體發(fā)生粘著，在微動(dòng)中粘著點(diǎn)被剪切，接觸表面金屬轉(zhuǎn)移發(fā)生粘著磨損。微動(dòng)摩擦產(chǎn)生的高溫使轉(zhuǎn)移金屬與新裸露的表面氧化，硬質(zhì)氧化物顆粒在微動(dòng)中磨削表面，出現(xiàn)磨粒磨損。當(dāng)微振應(yīng)力足夠大時(shí)，微振磨損處形

33、成表面應(yīng)力源，出現(xiàn)疲勞裂紋和不斷地產(chǎn)生磨屑，出現(xiàn)疲勞磨損?？梢娢?dòng)磨損的機(jī)理是復(fù)雜的，包含著粘著磨損、腐蝕磨損、磨粒磨損和疲勞磨損，是一種復(fù)合型磨損。微動(dòng)磨損通常發(fā)生在緊配合的軸與齒輪、汽輪機(jī)和壓氣機(jī)的葉片配合處，發(fā)動(dòng)機(jī)固定處，受振動(dòng)的鍵、花鍵、螺栓、鉚釘?shù)冗B接件的結(jié)合面等。微動(dòng)磨損不僅改變零件的形狀、尺寸，使表面質(zhì)量惡化，而且使緊配件松動(dòng)，甚至引起應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋和疲勞斷裂等。4疲勞磨損疲勞磨損是指表面接觸疲勞磨損。兩個(gè)接觸表面相對(duì)滾動(dòng)或滑動(dòng)時(shí)，在接觸區(qū)形成的循環(huán)交變應(yīng)力超過材料疲勞強(qiáng)度使接觸表面產(chǎn)生塑性變形和微裂紋，進(jìn)而擴(kuò)展、剝落。這種由于材料表面疲勞產(chǎn)生物質(zhì)損失的現(xiàn)象稱為疲勞磨損。疲勞磨

34、損是接觸表面長(zhǎng)期受到交變應(yīng)力作用的結(jié)果，而且即使是存在油膜，應(yīng)力也能通過油膜作用在表面上，在表面或表層的薄弱處引發(fā)裂紋。疲勞磨損是齒輪、滾動(dòng)軸承、凸輪等零件的主要磨損形式。第三節(jié) 活塞環(huán)與氣缸套的摩擦磨損一、摩擦形式 活塞環(huán)氣缸套是柴油機(jī)中一對(duì)重要的具有往復(fù)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副?；钊h(huán)與氣缸套受到高溫、高壓燃?xì)獾淖饔煤蜎_刷，產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力與熱應(yīng)力。工作表面受到腐蝕與嚴(yán)重的摩擦?；钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)速度在行程中點(diǎn)最大、止點(diǎn)位置為零。所以，在惡劣的工作條件和低的運(yùn)動(dòng)速度下難于形成理想的液體動(dòng)壓潤(rùn)滑。一般來說，活塞行程的中部工作表面易于實(shí)現(xiàn)液體摩擦，形成液體動(dòng)壓潤(rùn)滑，在上、下止點(diǎn)附近工作表面間形成極薄的邊界油膜

35、，實(shí)現(xiàn)邊界潤(rùn)滑。 氣缸中的高溫不利于液體油膜建立。因?yàn)楦邷?，使?jié)櫥驼扯冉档突蜓趸冑|(zhì)，使活塞頭部變形影響正常配合間隙，使缸壁上已形成的油膜蒸發(fā)、氧化和燒損。形成油膜的有利條件是：行程中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度最大；己形成的油膜在下一個(gè)行程被更新之前暴露在高溫中的時(shí)間極短，僅有幾分之一秒；現(xiàn)代氣缸油中的添加劑使?jié)櫥偷目寡趸捕ㄐ源蟠筇岣?，增?qiáng)了高溫下保持油膜的能力。二、氣缸套的正常磨損 柴油機(jī)的技術(shù)狀態(tài)和使用壽命很大程度上取決于氣缸套的磨損情況。在正常工作條件下氣缸套磨損是不可避免的。一般只要?dú)飧滋椎哪p量在允許范圍之內(nèi) (最大允許磨損量為0.4%0.8%缸套內(nèi)徑)，氣缸套就處于正常工作狀態(tài)。1

36、氣缸套正常磨損的標(biāo)志氣缸套正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況下正常磨損的特征是最大磨損部位在氣缸套上部，即活塞位于上止點(diǎn)時(shí)第1、2道活塞環(huán)對(duì)應(yīng)的缸壁處，并沿缸壁向下磨損量逐漸減小，氣缸內(nèi)孔呈喇叭狀。氣缸套左右舷方向的磨損大于首尾方向的磨損。圖2-7為氣缸套正常磨損后缸壁縱向形狀和磨損量示意圖。正常磨損的參數(shù): ：圓度誤差、圓柱度誤差、內(nèi)徑增量(缸徑最大增量)小于說明書或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值；缸套磨損率：鑄鐵缸套 < 0.1mm/kh，鍍鉻缸套在0.010.03mm/kh之間；氣缸工作表面清潔光滑，無(wú)明顯劃痕、擦傷等磨損痕跡。2正常磨損原因 (1)處于邊界潤(rùn)滑部位的局部金屬直接接觸引起的粘著磨損，或因過薄的油膜被工

37、作表面的尖鋒刺破，或因高溫、速度低等使油膜未能形成或遭破壞。(2)進(jìn)入氣缸的新鮮空氣中的灰塵，燃油或滑油燃燒生成的各種氧化物、炭粒和灰分，潤(rùn)滑油中的機(jī)械雜質(zhì)及運(yùn)動(dòng)副的摩擦產(chǎn)物等均會(huì)引起磨粒磨損，且以氣缸上部最為嚴(yán)重。 (3)燃油中硫分的燃燒產(chǎn)物對(duì)缸壁的硫酸腐蝕。由于活塞在上止點(diǎn)時(shí)第l道環(huán)對(duì)應(yīng)缸壁處含酸量最大，為缸套下部的4倍，造成缸套上部嚴(yán)重的腐蝕磨損。氣缸上部燃?xì)鉁囟扰c壓力對(duì)硫酸露點(diǎn)的影響，使上部凝結(jié)較多的酸。三、氣缸套的異常磨損1異常磨損的特征(1)氣缸套和活塞環(huán)的磨損率均很高，大大超過正常磨損率。一般鑄鐵缸套磨損率 > 0.1mm/kh，活塞環(huán)磨損率 > 0.5mm

38、/kh。（2)缸套工作表面臟污，有明顯的劃痕、擦傷、撕裂等拉缸和咬缸現(xiàn)象，或者缸壁表面發(fā)藍(lán)，有明顯的燒灼現(xiàn)象。缸套工作表面形貌和金相組織發(fā)生變化。(3)異常磨損的磨損產(chǎn)物顆粒較大。一般正常磨損的磨屑直徑 <1m，而異常磨損的磨屑直徑達(dá)2530m。氣缸套異常磨損在吊缸檢修時(shí)可以直觀判斷，或通過測(cè)量缸徑計(jì)算出的磨損率、內(nèi)徑增量（或圓柱度誤差)和圓度誤差等來判斷。圖2-7（b）（g）為缸套異常磨損后縱截面形狀和磨損量的示意圖。圖(b)、（c）、（d）為典型的異常磨粒磨損。(b)為缸套上部因新氣攜大量塵埃進(jìn)入氣缸和燃燒不良產(chǎn)生大量積炭引起的磨損。(c)為潤(rùn)滑油中機(jī)械雜質(zhì)過多，筒狀活塞式柴油機(jī)缸套

39、潤(rùn)滑自下向上布油，造成下部嚴(yán)重磨損。(d)為上述兩種因素并存時(shí)造成的嚴(yán)重磨損。圖(e)為缸套異常粘著磨損。特點(diǎn)是活塞位于上止點(diǎn)時(shí)第l道活塞環(huán)對(duì)應(yīng)缸壁磨損異常增大，甚至出現(xiàn)大面積拉傷的拉缸現(xiàn)象。圖(f)、(g）是典型的腐蝕磨損。(f) 是燃油含硫量高或柴油機(jī)經(jīng)常冷車起動(dòng)使缸套上部腐蝕磨損嚴(yán)重，磨損量為正常磨損量的12倍。腐蝕產(chǎn)物脫落引發(fā)二次磨粒磨損，使缸套中部磨損加重，磨損量為正常磨損的46倍。（g) 是冷卻水溫過低導(dǎo)致的缸套下部嚴(yán)重腐蝕磨損。以上各種情況是典型的，原因是單一的，然而實(shí)船柴油機(jī)缸套磨損情況則是復(fù)雜的，原因是多方面的。輪機(jī)員在分析缸套異常磨損原因時(shí)應(yīng)依實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)工況全面考慮，具體分析

40、。2異常磨損的原因 船舶航行期間，柴油機(jī)氣缸套發(fā)生異常磨損主要是工作中的問題引起，在分析原因時(shí)應(yīng)首先分析工作參數(shù)和維護(hù)管理工作對(duì)磨損的影響，這是研究問題的起點(diǎn)，解決問題的方向。1）燃油和燃燒的質(zhì)量 燃油中的含硫量是氣缸套產(chǎn)生腐蝕磨損的重要原因，燃油中含硫量超過0.7%1.0%時(shí)，磨損急劇增加。因?yàn)楹蛄吭黾邮沽蛩崮Y(jié)溫度(即露點(diǎn))升高，在氣缸工作條件下容易發(fā)生腐蝕。含硫量高的燃油燃燒時(shí)生成較多的炭粒，并促進(jìn)積炭的形成，加重磨粒磨損。燃油中灰分含量高時(shí)，燃燒后生成金屬氧化物或金屬鹽，增加缸套的磨粒磨損。船用低速柴油機(jī)燃用低質(zhì)燃料油對(duì)缸套的磨損較燃用低硫柴油高23倍。燃料油中的沒有除掉的極硬的硅酸

41、鋁顆粒，嚴(yán)重增加了缸套的磨粒磨損。燃油燃燒不良，如燃燒不完全、后燃等均會(huì)使炭粒增加，磨損加重。2）冷卻水溫的管理 氣缸套冷卻水溫控制不佳會(huì)使缸套磨損增加。一般來說冷卻水出口溫度過低，使缸壁溫度過低，硫酸腐蝕加熏；冷卻水出口溫度過高，缸壁冷卻不良，溫度較高，致使缸壁上油膜蒸發(fā)，滑油氧化，積炭嚴(yán)重，導(dǎo)致粘著磨損。同時(shí)，缸壁溫度過高不僅熱負(fù)荷增加還影響活塞環(huán)的散熱，使環(huán)的磨損加重。實(shí)踐證明，適當(dāng)提高缸套冷卻水出口溫度，使缸套表面溫度高于露點(diǎn)，可有效地防止腐蝕，減少磨損。一般出口溫度控制在8595時(shí)缸套磨損量較小。3）潤(rùn)滑油的管理 活塞環(huán)與缸套工作表面間的邊界油膜極薄，它有賴于潤(rùn)滑油中極性團(tuán)的物質(zhì)。合

42、適的潤(rùn)滑油或含有極性添加劑的潤(rùn)滑油能夠形成承受較高負(fù)荷的邊界油膜。潤(rùn)滑油的其他品質(zhì)，如抗氧化安定性、殘?zhí)恐档纫怖跉飧诐?rùn)滑。柴油機(jī)燃用低質(zhì)燃油時(shí)，氣缸油的堿值應(yīng)與其匹配，以中和燃油燃燒時(shí)產(chǎn)生的酸，有效地降低腐蝕磨損。因此，潤(rùn)滑油品質(zhì)不良或不適，堿值不當(dāng)或輪機(jī)員對(duì)潤(rùn)滑油管理、使用不善，如油壓不足、斷油、長(zhǎng)期使用不化驗(yàn)、不更換以致滑油變質(zhì)等，均會(huì)引起缸套異常磨損。四、活塞環(huán)與氣缸套的磨合 柴油機(jī)或運(yùn)動(dòng)副在投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)之前應(yīng)進(jìn)行磨合，這一過程絕對(duì)不可省略?；钊h(huán)與套磨合不良就投入運(yùn)轉(zhuǎn)，必然會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的粘著磨損，不磨合就更不具備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的條件，所以，磨合運(yùn)轉(zhuǎn)是決定柴油機(jī)工作壽命的重要階段。一臺(tái)新造柴油

43、機(jī)在制造廠臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行磨合運(yùn)轉(zhuǎn)。裝船后，配合精度、工作參數(shù)等都可能發(fā)生變化，所以開航前還需進(jìn)行嚴(yán)格的磨合運(yùn)轉(zhuǎn)。船舶營(yíng)運(yùn)中主、副柴油機(jī)的運(yùn)動(dòng)副損壞后成對(duì)更換或只更換其一時(shí)，在投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)前也需要進(jìn)行磨合運(yùn)轉(zhuǎn)。柴油機(jī)吊缸檢修中更換氣缸套或活塞環(huán)時(shí)，在投入額定(使用)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)之前均需磨合運(yùn)轉(zhuǎn)?；钊h(huán)與氣缸套良好磨合，消除表面的初始粗糙度。形成適于工作條件下保持油膜的形貌，如圖2-8所示。若磨合不良，可能在運(yùn)轉(zhuǎn)初期甚至磨合期中發(fā)生拉缸事故，如有的新造船舶在重載試航時(shí)產(chǎn)生磨合拉缸，致使船舶不能如期出廠投入營(yíng)運(yùn)。1活塞環(huán)氣缸套磨合良好的標(biāo)志 活塞環(huán)一氣缸套磨合運(yùn)轉(zhuǎn)后，可盤車從氣口觀察或吊缸檢查，如具有以

44、下情況視為良好磨合： （1）缸壁表面潤(rùn)濕、光亮、清潔、無(wú)油污和積炭，或油污不嚴(yán)重且易清除；（2）工作表面無(wú)明顯磨損、拉痕等；（3）環(huán)表面上有一圈發(fā)亮的磨合帶，環(huán)在環(huán)槽中活動(dòng)自如。如果情況恰與上述相反，則表明磨合不良，甚至產(chǎn)生磨合拉缸的嚴(yán)重情況。2實(shí)現(xiàn)活塞環(huán)一氣缸套良好磨合的關(guān)鍵 影響磨合質(zhì)量的關(guān)鍵是管理和工藝方面的因素。 1）潤(rùn)滑 磨合運(yùn)轉(zhuǎn)中的潤(rùn)滑不僅應(yīng)有利于油膜的形成和保持，還應(yīng)有利于磨合。為此，對(duì)氣缸潤(rùn)滑油的粘度、總堿值及注油量等均應(yīng)注意。理想的油膜應(yīng)均勻地覆蓋在整個(gè)氣缸工作表面上，充分潤(rùn)滑氣缸和充分中和缸壁上的酸，避免局部磨損增大。低粘度氣缸油具有良好的均布性和散熱性，有利于磨合。磨合運(yùn)

45、轉(zhuǎn)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)加速磨損的過程，在短時(shí)間內(nèi)獲得初期有效的磨損和用較短的時(shí)間完成磨合。為了滿足上述要求，氣缸油總堿值應(yīng)與燃油含硫量匹配，以充分中和缸壁上的硫酸，降低腐蝕磨損。燃用重油時(shí)磨合運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)選用低堿值氣缸油，以加速磨損。如選用高堿值氣缸油則易發(fā)生拉缸故障，堿值越高拉缸發(fā)生率越大。因?yàn)楦邏A值氣缸油降低磨損，延長(zhǎng)磨合期，當(dāng)負(fù)荷增大時(shí)摩擦表面金屬粘著而產(chǎn)生拉缸。圖2-9為磨合時(shí)氣缸油堿值對(duì)氣缸的影響。實(shí)踐證明，低速二沖程柴油機(jī)在磨合過程中不同運(yùn)轉(zhuǎn)階段選用不同堿值氣缸油可獲良好磨合效果。磨合初期選用不含堿性的純礦物油，隨后選用中度堿值氣缸油，最后使用高堿值氣缸油。圖2-10為某造機(jī)廠柴油機(jī)磨合時(shí)氣缸油

46、分段選用情況。磨合時(shí)應(yīng)加大氣缸油注油量，有利于油膜形成，改善活塞環(huán)與氣缸的密封性，清除摩擦表面上的積炭污物。磨合開始后24h內(nèi)以最大極限供油量磨合運(yùn)轉(zhuǎn)，以后按程序逐漸減少注油量，最后恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的注油量。表2-2為sulzer rta型柴油機(jī)新機(jī)磨合程序和供油率。表 2-2 sulzer rta 型柴油機(jī)磨合程序與供油率定距槳主機(jī) 變距槳主機(jī) 氣缸油供油率 額定轉(zhuǎn)速（%） 磨合時(shí)間（h） 額定功率（%） 磨合時(shí)間（h） 約g/(kw·h) 約g/(kw·h) 約70 約75 約80 約85 約90 約90 1 1 1 2 3 6 10 約30 約40 約50 約60 約7

47、5 約85 1 1 1 2 3 6 10 3 3 3 2.5 2.5 2 1.5 2.2 2.2 2.2 1.8 1.8 1.5 1.1     2) 摩擦表面形貌 活塞環(huán)和氣缸套的工作表面形貌要有利于磨合。通常活塞環(huán)和氣缸套的材料均采用耐磨鑄鐵。為了提高表面的磨合性和抗拉缸性能，對(duì)零件表面進(jìn)行改性處理，使零件工作表面覆蓋一層耐磨和有利于磨合的金屬，或者對(duì)零件表面采用特殊的加工方法使之具有適于磨合的初始粗糙度。活塞環(huán)外圓表面采用磷化、氧化、鍍錫或鍍銅等工藝，在表面上分別形成一層磷化膜、氧化鐵膜或鍍層，來改善環(huán)表面的初期磨合性能和抗拉缸性能。此外，還可在環(huán)

48、外圓表面噴鋁，使表面的抗拉缸性能更好。氣缸套內(nèi)圓表面采用磷化處理、松孔鍍鉻等工藝，使在表面形成多孔的磷化膜或鉻鍍層，可提高磨合效果和抗拉缸性能。缸套內(nèi)圓表面采用珩磨加工或波紋切削，使表面形成具有最佳初始粗糙度的特殊形貌，保證必要的磨合磨損和要求的磨損速度。圖2-11為rd型柴油機(jī)氣缸套工作表面波紋切削后的特殊螺紋形貌。3) 科學(xué)合理的磨合程序  磨合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要求負(fù)荷、轉(zhuǎn)速和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的分配必須科學(xué)合理，才能順利完成磨合。低負(fù)荷下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，表面很難達(dá)到初期有效磨損，延誤適時(shí)投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)，很不經(jīng)濟(jì)；短時(shí)間高負(fù)荷下(額定負(fù)荷)運(yùn)轉(zhuǎn)，容易造成過度磨損，產(chǎn)生漏氣或拉缸。為了在較短時(shí)間內(nèi)

49、使工作表面達(dá)到初期有效磨損，形成適合工作條件下保持油膜的表面形貌，應(yīng)按照一定的原則制訂磨合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速與時(shí)間分配或負(fù)荷與時(shí)間分配的磨合程序。磨合程序應(yīng)依照轉(zhuǎn)速由低到高、負(fù)荷由小到大、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間分配合理的原則制訂。 制訂磨合程序時(shí)¨定距槳主機(jī)應(yīng)按轉(zhuǎn)速時(shí)間分配、變距槳應(yīng)按負(fù)荷或功率時(shí)間分配進(jìn)行磨合運(yùn)轉(zhuǎn)，如表2-2。五、減少氣缸套磨損的途徑船舶主、副柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，減少氣缸套磨損、防止產(chǎn)生異常磨損的重要措施就是加強(qiáng)維護(hù)管理，主要從以下途徑實(shí)現(xiàn)：1加強(qiáng)燃油和燃燒的管理燃油質(zhì)量及其燃燒質(zhì)量直接影響缸套磨損。加強(qiáng)燃油品質(zhì)的選擇和凈化處理可有效地防止和減少腐蝕磨損和磨粒磨損。對(duì)目前船上廣泛使

50、用的低質(zhì)燃油的缺點(diǎn)(粘度高、雜質(zhì)和硫分大等)采取相應(yīng)措施，以減少其所引起的各種磨損。保證燃油的完全燃燒，防止和減少因燃燒不良引起的磨損。2保證良好的氣缸潤(rùn)滑條件加強(qiáng)氣缸潤(rùn)滑的日常管理，對(duì)潤(rùn)滑油品質(zhì)的選擇，凈化處理、定時(shí)定量供給、定期化驗(yàn)和換油、供油設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)等均應(yīng)認(rèn)真按規(guī)定要求進(jìn)行。3注意氣缸套冷卻水溫度冷卻水溫過高或過低均會(huì)加劇缸套的磨損。加強(qiáng)冷卻水的管理，定期進(jìn)行水處理、注意水溫的變化和及時(shí)調(diào)節(jié)水溫保持要求的溫度范圍等。 4保持活塞與氣缸套之間的正常配合間隙活塞運(yùn)動(dòng)裝置具有良好的對(duì)中性是其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要工藝條件。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在氣缸套過度磨損原因中因裝置不正引起的約占1/3。因此，應(yīng)定期吊缸檢測(cè)，調(diào)整活塞與氣缸之間的配合間隙，保證活塞裝置的良好對(duì)中性。以減少磨損和防止敲缸、拉缸等故障。第四節(jié) 曲軸和軸承的摩擦磨損一、曲軸和軸承的摩擦1主軸頸與主軸承的摩擦柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸主軸頸與主軸承之間形成楔形油膜，實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)壓潤(rùn)滑，運(yùn)動(dòng)副在液體摩擦狀態(tài)下工作，如圖2-12所示。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下達(dá)到工作轉(zhuǎn)速時(shí)，楔形間隙內(nèi)油膜壓力的合力與外載荷平衡，軸頸在其一偏心平衡位置運(yùn)轉(zhuǎn)。軸頸中心的平衡位置隨工況而變化，油膜厚度隨之變化。一般曲軸轉(zhuǎn)速越高就越容易形成楔形油膜，但轉(zhuǎn)速過高摩擦功也越大，軸承溫度升高使?jié)櫥驼?/p>