机械零件的摩擦磨损和润滑ppt课件.ppt

1 机械中的摩擦 2 机械中的磨损 3 机械中的润滑 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 1 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 摩擦是自然界普遍存在的正常现象 只要有相对运动或相对运动趋势的两物体接触表面之间就会有摩擦存在 摩擦将使接触表面产生磨损 只能减少接触表面的磨损 不可能消除摩擦的存在 如果不存在摩擦 两接触表面就不会产生运动 假如柏油路都成了冰场 几乎不存在摩擦 可想而知会产生什么样的后果 机械中常见的摩擦有两大类 一类是发生在物质内部 阻碍分子相对运动的内摩擦 另一类是在物体接触表面上产生的阻碍其相对运动的外摩擦 相互摩擦的两个物体称为摩擦副 1 机械中的摩擦 2 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 摩擦 动摩擦 静摩擦 滑动摩擦 滚动摩擦 干摩擦 边界摩擦 液体摩擦 混合摩擦 根据摩擦副运动状态 根据摩擦副运动形式 根据摩擦副表面润滑状态 内摩擦 外摩擦 3 1 干摩擦没有润滑剂的摩擦面称为干摩擦 如人在地面行走 脚后跟与地之间形成的干摩擦 2 边界摩擦摩擦表面有一层极薄的润滑剂 如人在湿润的地面行走 人在有粉尘的瓷砖上行走 洗脸盆边沾上一层很薄的油污后 手与脸盆边之间的摩擦状态等都可看成边界摩擦 边界摩擦的摩擦因数比干摩擦略有改善 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 一 摩擦种类 4 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 3 液体摩擦摩擦表面被液体润滑膜完全隔离开的摩擦 如轮船在水中行走 水把船底和河床隔离开 气垫 磁垫使机车和导轨隔离开 在机械传动中 两零件表面之间处于液体摩擦状态是最理想的状态 但是很难达到这种状态 4 混合摩擦机械运动的接触表面 大多数处于以上三种摩擦状态的混合 称之为混合摩擦 混合摩擦比前二种状态好 但比液体摩擦状态差些 5 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 6 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 1 磨损是摩擦体接触表面的材料在相对运动中由于机械作用 或伴有化学作用而产生的不断损耗的现象 2 磨损类型按照磨损损伤机理和破坏特点 可以将磨损分为四类 1 粘着磨损 2 磨粒磨损 3 表面疲劳磨损 4 腐蚀磨损 二 机械零件的磨损 7 1 粘着磨损发生在重载状态 表面没有润滑的干磨损状态 当摩擦发热的温度超过金属的熔点时 两运动表面产生溶化 粘着 材料之间出现转移 表面形成胶粘划伤 提高油性和润滑油的粘度是减少粘着磨损的有效措施 粘着磨损可表现为轻微磨损 涂抹 划伤 咬粘等形式 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 8 2 磨粒磨损摩擦表面渗入硬颗粒将表面划伤 如眼睛中进入微小的粉尘 将眼球划伤一样 为了防止出现磨粒磨损 机器尽可能选择闭式传动 且定期更换润滑油 保证润滑剂的洁净 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 9 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 3 表面疲劳磨损发生在有充足润滑油的运动表面 当摩擦表面材料受到循环应力作用 周期性工作达到一定期限之后 如一百万次 接触表面会产生疲劳裂纹 由于充足的润滑油渗入到裂纹中 接触表面短时间形成封闭裂纹 使裂纹内的油液压力急剧升高 超过材料的极限强度之后 金属表面材料出现脱落 形成麻坑 称之为点蚀 如果没有足够的润滑油 不可能形成麻坑 称之为表面磨损 10 4 腐蚀磨损接触表面受到腐蚀性的气体 液体的侵蚀而产生的表面破坏 如化工行业制酸 碱设备的零件损坏是由于酸碱腐蚀反应而造成的 所以一般化工企业采用不锈钢材料作为机器的零件 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 11 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 任何相对运动 即使润滑条件再好 也不可避免地会出现正常的磨损 磨损分为三个阶段 即阶段磨合 稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段 经过机械加工后的表面 无论其表面粗糙度值很小 也达不到磨合后的标准 所以相对运动的表面必然要经过正常的磨合阶段 如新出厂汽车的磨合期为2000km 表明2000km之后 各运动表面进入正常磨损阶段 该阶段的长短标志着机器的使用寿命 机器的质量越高 其稳定磨损阶段越长 使用的寿命越长 2 磨损过程 12 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 1 磨合阶段 2 稳定磨损阶段 3 剧烈磨损阶段 13 3 磨损过程零件的正常磨损过程大致可分为三个阶段 磨合阶段 稳定磨损阶段 剧烈磨损阶段 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 14 磨合阶段出现在摩擦副的初始运动阶段 由于表面存在粗糙度较大 微凸体接触面积小 接触应力大 磨损速度快 在一定载荷作用下 摩擦表面逐渐磨平 实际接触面积逐渐增大 磨损速度逐渐减慢 如图所示 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 15 稳定磨损阶段 出现在摩擦副的正常运行阶段 经过磨合 摩擦表面加工硬化 微观几何形状改变 实际接触面积增大 压强降低 从而建立了弹性接触的条件 这时磨损已经稳定下来 标志着零件的使用寿命 如图所示 磨损量随时间增大缓慢增大 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 16 剧烈磨损阶段 由于摩擦条件发生较大的变化 如温度的急剧增高 金属组织的变化等 磨损速度急剧增加 这时机械效率下降 精度降低 出现异常的噪音及振动 最后导致零件完全失效 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 17 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 当机器的运动表面磨损超过设计的数值后 间隙过大 使运动表面产生过大的冲击振动 机器进入剧烈磨损阶段 处于剧烈磨损阶段的机器需要进行大修 重新更换或修复零件的运动表面 如汽车的内燃机活塞缸 滑动轴承的轴瓦 更换或调整滚动轴承的间隙 修磨机床的导轨等 才能保证机器具有原有的工作精度 三 机械中的润滑 18 润滑 流体静力润滑 流体动力润滑 弹性流体动力润滑 边界润滑 混合润滑 流体润滑 19 1 流体润滑 1 流体静力润滑是利用外部供油系统将高压油强行输入摩擦副表面之间 依靠静压承载油膜把两表面完全隔开 从而获得流体润滑 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 20 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 2 流体动力润滑是借助于相对速度而产生的粘性流体膜将摩擦副的两摩擦表面完全隔开 由润滑油自身产生的压力来平衡外载荷 21 3 弹性流体动力润滑是研究点 线接触摩擦副的流体动力和润滑问题 由于接触面积小 单位压力大 必须考虑流体动力效应 润滑油压力 粘度特性和接触体弹性形变的联合作用 4 边界润滑是指两个接触体的表面并未完全被润滑油膜隔开 存在明显的微凸体接触的状态 5 混合润滑是介于边界润滑和弹性流体动力润滑之间的状态 0 3机械零件的摩擦 磨损和润滑 22 0 4本课程的学习任务和要求 一 学习任务1 掌握机械基本知识和技能 2 为学习专业技术知识作准备 3 养成严谨 敬业的工作作风 二 学习要