摩擦潤滑與潤滑劑

1、關(guān)于摩擦潤滑和潤滑劑第一張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月摩擦學(xué)概述 何謂摩擦？何謂磨損？（造成表面形狀和尺寸的變化，間隙，表面粗糙度）摩擦學(xué)：即研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)作用表面間的摩擦、磨損及潤滑，以及三者之間關(guān)系的基礎(chǔ)理論和實(shí)踐的一門邊緣科學(xué)（形成于20世紀(jì)60年代）。摩擦、磨損及潤滑三者之間的關(guān)系： 作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體接觸面間必然產(chǎn)生摩擦；摩擦的結(jié)果必然產(chǎn)生磨損；而減少摩擦、磨損的有效措施是潤滑。 80%損壞零件由磨損造成，一般不可避免。1981年美國公布的數(shù)據(jù)：磨損造成的損失1000億/年，材料消耗200億/年。中國每年由于摩擦、磨損損失584.7億元。TJPU第二張，PPT共三十三

2、頁，創(chuàng)作于2022年6月摩擦學(xué)研究范圍：動(dòng)、靜摩擦副；零件表面受介質(zhì)摩擦、或碰撞、沖擊：犁鏵、葉輪;機(jī)制工藝的摩擦學(xué)問題：金屬成形加工等;彈性摩擦副：汽車輪胎與地面；特殊工況條件下的摩擦學(xué)問題。宇宙探索中遇到：高真空等。TJPU第三張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4-1 摩擦 靜摩擦僅有相對(duì)滑動(dòng)趨 勢(shì)時(shí)的摩擦 外摩擦兩個(gè)相互接觸表面之間的摩擦 內(nèi)摩擦發(fā)生在物質(zhì)（多指流體）內(nèi)部 滾動(dòng)摩擦 滑動(dòng)摩擦摩擦磨損造成：發(fā)熱，效率，可靠性；噪音，工作精度，材料消耗。一般有害。可以利用：利用摩擦：帶傳動(dòng)、制動(dòng)器等摩擦 摩擦動(dòng)摩擦（動(dòng)摩擦系數(shù)小于靜摩擦）摩擦利用磨損：磨削、拋光和跑合等。TJPU第四

3、張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月摩擦表面的摩擦狀態(tài)1. 干摩擦：兩摩擦表面直接接觸，不加入任何潤滑劑的摩擦。 干摩擦的摩擦阻力最大，磨損最嚴(yán)重，使用 壽命最短，必須避免。2. 邊界摩擦：摩擦表面間存在潤滑油，金屬表面與潤滑油作用形成 一層很薄的邊界膜（1m)，保護(hù)金屬，這種摩擦稱為邊界摩擦。 邊界摩擦不能完全避免金屬的 直接接觸，因此仍有磨損產(chǎn)生。 TJPU第五張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月邊界膜分為： 物理吸附膜：利用油中的極性分子牢固的吸附在金屬表面形成表面吸附膜（分子間的吸附力）； 化學(xué)吸附膜：利用化學(xué)鍵力形成金屬皂膜（吸附在金屬表面原子間的吸附力）； 化學(xué)反應(yīng)膜：

4、油中的S、P等元素與金屬表面反應(yīng)（150200C）形成化合物。適合高溫重載和高速。表征潤滑油形成吸附膜的能力油性 油性的好壞取決于油中所含活性物質(zhì)： 動(dòng)物油植物油礦物油 表征潤滑油形成反應(yīng)膜的能力極壓性TJPU第六張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月減小邊界摩擦的措施： 合理選擇摩擦副材料和潤滑劑；降低表面粗糙度；控制pv（控制發(fā)熱等）；在潤滑劑中加入油性添加劑和極壓添加劑。TJPU第七張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 混合摩擦：邊界摩擦和液體摩擦共存。 隨著摩擦面油膜厚度的增大，表面凸峰接觸數(shù)量在縮小，油膜所承載的比重增加。3. 液體摩擦：摩擦面間的油膜厚度大到將兩表面的

5、不平度凸峰完全分開,即為完全液體摩擦。油膜必須是壓力油膜TJPU 混合摩擦?xí)r，仍不能避免金屬的直接接觸，仍存在摩擦，但比邊界摩擦小得多。第八張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 邊界摩擦=13 混合摩擦 增加，油膜厚度增加3 液體摩擦非液體摩擦：混合摩擦，邊界摩擦，干摩擦。機(jī)械利用摩擦的實(shí)例：帶傳動(dòng)、制動(dòng)器、摩擦離合器、帶式輸送機(jī)等。TJPU膜厚比：最小油膜厚度表面輪廓均方根偏差第九張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月摩擦副材料表面粗糙度潤滑狀態(tài)表面膜(由于污染、化學(xué)熱處理、電鍍和潤滑劑的作用等，在金屬表面形成一層極薄的表面膜）如氧化膜、硫化膜、磷化膜、氯化膜、錮膜、鎘膜、鋁膜等T

6、JPU影響摩擦的主要因素：還與載荷、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和溫度等有關(guān)。第十張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4-2 磨損磨損摩擦體表面材料在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中由于機(jī)械作用，或伴有化學(xué)作用而產(chǎn)生的不斷的材料損失現(xiàn)象。 磨損的類型： 1.粘著磨損 粘結(jié)、材料遷移，嚴(yán)重時(shí)膠合(咬死)。粘著磨損可用艾查德公式計(jì)算 ,熱粘著復(fù)雜 2.磨粒磨損（顯微切削、犁溝現(xiàn)象） 3.表面疲勞磨損 主要發(fā)生在接觸應(yīng)力作用下的齒輪、滾動(dòng)軸承、鋼軌和輪箍接觸表面上。 4.腐蝕磨損（發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)）還有微動(dòng)磨損、沖蝕磨損TJPU第十一張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月磨損曲線：機(jī)械零件的磨損過程分為三個(gè)階段。時(shí)間磨損量

7、IIIIII1. 跑合磨損階段（I）：由于表面粗糙度大，致使接觸面積小，單位面積上的載荷大，因此磨損速度很快。2. 穩(wěn)定（正常）磨損階段（II）：磨損過程平穩(wěn)而又緩慢，標(biāo)志零件的耐磨壽命。TJPU第十二張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 劇烈（崩潰）磨損階段（III）：磨損速度急劇增長，間隙增大，振動(dòng)、噪聲增大，精度下降，以致報(bào)廢。設(shè)計(jì)、制造時(shí)要盡量縮短跑合期，延長穩(wěn)定磨損期，推遲劇烈磨損期的到來。新買的汽車、摩托車一般要跑合。減少機(jī)械零件磨損的措施：保證良好的潤滑選擇適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙冗x擇適當(dāng)?shù)牟牧虾陀捕萒JPU第十三張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4-3 潤滑 潤滑的目

8、的：能降低摩擦、減少磨損，還能冷卻、緩沖吸振、防銹、有的有密封、防塵作用。1. 潤滑劑及其選擇：潤滑劑： 液體（油、水、液態(tài)金屬） 半固體（潤滑脂） 固體（石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯） 氣體（空氣等）目前主要使用的潤滑油和潤滑脂。TJPU主要根據(jù)pv和工況第十四張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月潤滑油：三大類：有機(jī)油、礦物油、合成油（用化學(xué)手段）。主要性能指標(biāo)： 粘度：流體抵抗剪切變形的能力（流體內(nèi)摩擦力阻力的大小） 其他性質(zhì)： 閃點(diǎn)和燃點(diǎn)；傾點(diǎn)和凝固點(diǎn)；油性與極壓性；氧化穩(wěn)定性。TJPUL-AN32L潤滑劑A全損耗機(jī)械油AN由精制礦物油第十五張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月

9、潤滑油的選擇 ： 轉(zhuǎn)速高，比壓小時(shí)，選低的油；轉(zhuǎn)速低，比壓 大時(shí)選高的油。 高溫時(shí)選高些的油，低溫選擇低的油。具體選擇時(shí)參考有關(guān)資料表4-2輕載TJPU第十六張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月鈣基脂：抗水性好，耐熱性差。 工作溫度不超過5565 c 鈉基脂：耐熱性好，抗水性差。 工作溫度可達(dá)120 c 鋰基脂：既抗水又耐高溫(145 c) 為多用途潤滑脂。 鋁基脂：抗水性好，吸附能力強(qiáng)， 防銹作用好。(2) 潤滑脂： 潤滑油與稠化劑（如鈣、鋰、鈉的金屬皂）的膏狀混合物。類型：TJPUGB501一65第十七張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月潤滑脂主要性能指標(biāo)： 針入度（稠度）：重

10、1.5N的標(biāo)準(zhǔn)錐體，在25C下，5秒刺入潤滑脂的深度。針入度小,不易從摩擦面擠出，承載能力強(qiáng)，密封性好，但摩擦阻力大，填充性差。 滴點(diǎn)：潤滑脂從標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量杯的孔里滴下第一滴時(shí)的 溫度。標(biāo)志其耐高溫性能。TJPUGB7631.S一90是按潤滑脂應(yīng)用時(shí)的操作條件進(jìn)行分糞的。 L一XBCHA1,2,3。 X潤滑脂，最低工作溫度代號(hào)，最高工作溫度代號(hào)，耐水性代號(hào)，極壓性代號(hào)，稠度組別代號(hào)第十八張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月潤滑脂的選擇： 單位壓力高、滑動(dòng)速度低時(shí)，選擇針入度小的品種； 反之,選擇針入度大的品種。 所用潤滑脂的滴點(diǎn)應(yīng)高于軸承工作溫度2030C。 在水淋及潮濕的環(huán)境下，選用鈣基脂

11、及鋁基脂； 在溫度較高處選用鈉基、鋰基或復(fù)合鈣基脂。 具體選擇時(shí)可參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。稠的TJPU第十九張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 潤滑油的粘度和粘性定律： 粘度：流體抵抗變形的能力（流體內(nèi)摩擦力阻力的大小）兩平行平板間充滿潤滑油，拖動(dòng)上平板A，且潤滑油作層流流動(dòng)，油層間的剪應(yīng)力與速度梯度（速度變化率）成正比。 0yvydydvBAvFvTJPU第二十張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月表達(dá)式：式中：“-”表示油層速度v隨y的增大而減小。 比例常數(shù)，即流體的動(dòng)力粘度。 牛頓液體：服從粘性定律的液體。 a) 動(dòng)力粘度（絕對(duì)粘度）單位： 國際單位制（SI） Pa S絕對(duì)單位

12、制（C.G.S) 1dyns/cm2-1p(泊）v=1m/sF=1N1m1m1m1P（泊）=100cP（厘泊）1PaS=10P=1000cP=1pasTJPU第二十一張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月b) 運(yùn)動(dòng)粘度：動(dòng)力粘度與同溫度下該液體的密度的比值。國際單位制（SI） m/s絕對(duì)單位制（C.G.S) St（斯） 1cm/s-1St(斯）1St=100cSt（厘斯）我國的石油產(chǎn)品是用運(yùn)動(dòng)粘度（cSt）來標(biāo)定的。舊5,新40 換算： 1m/s=104St=106cStTJPU第二十二張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 c) 相對(duì)粘度（條件粘度）單位：我國采用恩氏度 當(dāng)200ml

13、待測(cè)油在規(guī)定溫度t流過恩氏粘度計(jì)所需時(shí)間與同體積蒸餾水在20c時(shí)流過粘度計(jì)所需時(shí)間之比。TJPU第二十三張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例：求50c時(shí)50號(hào)機(jī)械油的動(dòng)力粘度。=50 cSt =900 kg/m 1cSt=10-6m/s = = 5010-6900=0.045 Pa sTJPU第二十四張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2）粘壓性：粘度隨壓力升高而增高(圖4.8) ，但一般(100MPa)時(shí)變化很小，忽略不計(jì)。對(duì)于高副接觸時(shí)（齒輪嚙合處壓力達(dá)4000MPa)不可忽略。1）粘溫性：粘度隨溫度升高而顯著降低。(圖4.8)潤滑油溫度潤滑油黏度100粘度的性質(zhì)：TJPU第

14、二十五張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 改善潤滑油及潤滑脂的性能，以適應(yīng)惡劣的工作條件： 高溫、低溫、重載、真空等。 分散凈化劑：使內(nèi)燃機(jī)汽缸、曲軸箱中因氧化生成的膠狀物分散，避免其粘著、卡死或過度磨損。 降凝劑：嚴(yán)寒地區(qū)或低溫機(jī)械（冷凍機(jī)）。 抗氧化劑：防止?jié)櫥脱趸冑|(zhì)，腐蝕零件。 油性添加劑（鯨油、硫化棉籽油等）：提高油膜強(qiáng)度 極壓及抗磨添加劑：在金屬表面形成一層熔點(diǎn)高，剪切強(qiáng)度低的保護(hù)膜，以減輕磨損。 增粘劑：改善粘溫特性，使油高溫不變稀,低溫不致過稠。3 添加劑TJPU第二十六張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 流體摩擦（潤滑）簡介優(yōu)點(diǎn)： f 特點(diǎn)：ff小，磨損

15、小，吸振（1）流體動(dòng)力摩擦（潤滑）楔中有足夠的油量。 油楔AvBP（2）彈性流體動(dòng)力摩擦（潤滑） 考慮了油黏度在高應(yīng)力的的增加和接觸表面的彈性變形。 適用于高副（齒輪、凸輪）接觸 。 （3）流體靜壓摩擦（潤滑）TJPU第二十七張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月5. 潤滑方法(1) 油潤滑方法：分散潤滑及集中潤滑 a) 分散潤滑：連續(xù)的或間歇的，有壓的或無壓的 手工加油潤滑：油孔，自動(dòng)關(guān)閉式鉸鏈油杯，旋套式油杯，壓注油杯 油芯式油杯潤滑 針閥式油杯潤滑 帶油潤滑：油鏈、油輪（水平軸，d為2550mm） 油浴潤滑及飛濺潤滑：5m/sv1215m/s 油霧潤滑：油霧器TJPU第二十八張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月TJPU第二十九張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月返回TJPU第三十張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月返回TJPU第三十一張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月(2