机械设计课件

1、14-1 摩擦摩擦4-2 磨损磨损4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法润滑剂、添加剂和润滑方法 4-4 流体润滑原理简介流体润滑原理简介 4-0 概述概述第第4章章 摩擦、磨损及润滑概述摩擦、磨损及润滑概述内容提要内容提要24-0 概 述 摩擦学摩擦学-研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损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。缘学科。 摩擦摩擦-相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象；相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象； 磨损磨损-由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移；由于摩擦而造成的物体表面

2、材料的损失或转移； 润滑润滑-减轻摩擦和磨损所应采取的措施。减轻摩擦和磨损所应采取的措施。世界上使用的能源大约有世界上使用的能源大约有 1/31/2 消耗于摩擦。消耗于摩擦。 机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而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。报废和更换的。减少摩擦减少摩擦 节省能源；节省能源；减少磨损减少磨损 降低设备维修次数和费用，节省制造降低设备维修次数和费用，节省制造零零 件及其所需材料的费用。件及其所需材料的费用。3一一、摩擦的分类与性质摩擦的分类与性质内内 摩摩 擦：在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运擦：在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运 动的

3、现象。动的现象。外外 摩摩 擦：在相互接触的两物体发生相对滑动或有相擦：在相互接触的两物体发生相对滑动或有相对滑动趋势时，在接触表面上产生的阻碍相对滑动的对滑动趋势时，在接触表面上产生的阻碍相对滑动的现象。现象。静静 摩摩 擦：仅有相对运动趋势时的摩擦。擦：仅有相对运动趋势时的摩擦。动动 摩摩 擦：在相对运动进行中的摩擦。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。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。滚动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滚动。4-1 摩擦摩擦4摩擦的种类及其基本性质摩擦的种类及其基本性质按运动按运动状态分

4、状态分静摩擦静摩擦动摩擦动摩擦按运动形按运动形式分式分滑动摩擦滑动摩擦滚动摩擦滚动摩擦干摩擦（润干摩擦（润滑）滑）流体摩擦（流体摩擦（润滑）润滑）边界摩擦（边界摩擦（润滑）润滑）混合摩擦（混合摩擦（润滑）润滑）按润滑状态分按润滑状态分5滑动摩擦又分为干摩擦、边界摩擦滑动摩擦又分为干摩擦、边界摩擦(边界润滑边界润滑)、流体、流体摩擦摩擦(流体润滑流体润滑)及混合摩擦及混合摩擦(混合润滑混合润滑) : 1. 干摩擦干摩擦 2. 边界摩擦边界摩擦v3. 液体摩擦液体摩擦vvvv4.混合摩擦混合摩擦6用膜厚比用膜厚比来大致估计两滑动表面所处的摩擦来大致估计两滑动表面所处的摩擦(润滑润滑)状态，即状态，

5、即 当膜厚比当膜厚比l时，为边界摩擦时，为边界摩擦(润滑润滑)状态；状态；当当=l3时，为混合摩擦时，为混合摩擦(润滑润滑)状态；状态；当当3时，为流体摩擦时，为流体摩擦(润滑润滑)状态。状态。 212221min)(qqRRh71. 干摩擦干摩擦 两零件表面直接接触后，因为微观局部压两零件表面直接接触后，因为微观局部压力高而形成许多冷焊点，运动时被剪切。力高而形成许多冷焊点，运动时被剪切。 不允许出现干摩擦！不允许出现干摩擦！三、三、 滑动摩擦状态滑动摩擦状态 功耗功耗 磨损磨损 温度温度 烧毁零件烧毁零件 v v “ “机械说机械说” ” -摩擦原因是表面微凸体的相互阻碍作用；摩擦原因是表

6、面微凸体的相互阻碍作用； “ “分子说分子说” ” -摩擦原因是表面材料分子间的吸力作用；摩擦原因是表面材料分子间的吸力作用； “ “机械分子说机械分子说”两种作用均有。两种作用均有。8简单粘附理论于简单粘附理论于1945年由鲍登年由鲍登(FPBowden)等人等人提出，他们认为两个金属表面在法向载荷作用下的接提出，他们认为两个金属表面在法向载荷作用下的接触面积，并非两个金属表面互相覆盖的公称接触面积触面积，并非两个金属表面互相覆盖的公称接触面积(或叫表观接触面积或叫表观接触面积)A0，而是由一些表面轮廓峰相接，而是由一些表面轮廓峰相接触所形触所形 成的接触斑点的微面积的总和，叫真实接触成的接

7、触斑点的微面积的总和，叫真实接触面积面积Ar(下图下图)。由于真实接触面积很小，因此可以认。由于真实接触面积很小，因此可以认为轮廓峰接触为轮廓峰接触 区所受的压力很高。当接触区受到高区所受的压力很高。当接触区受到高压而产生塑性变形后，压而产生塑性变形后， 这些微小接触面便发生粘附这些微小接触面便发生粘附现象，形成冷焊结点。当接触现象，形成冷焊结点。当接触 面相对滑动时，这些面相对滑动时，这些冷焊结点就被切开。在干摩擦条件下，可将较硬表面冷焊结点就被切开。在干摩擦条件下，可将较硬表面坚硬的轮廓峰在较软表面上犁出坚硬的轮廓峰在较软表面上犁出犁沟犁沟所需克服的所需克服的阻力忽略不计阻力忽略不计,则摩

8、擦力则摩擦力 9对于理想的弹塑性材料，当法向载荷增大时，对于理想的弹塑性材料，当法向载荷增大时，真实接触面积真实接触面积Ar也随之增大，应力并不升高，也随之增大，应力并不升高，而停留在材料的压缩屈服极限而停留在材料的压缩屈服极限Sy。10例如下图例如下图a所示为单个轮廓峰接触区在高压作用下产所示为单个轮廓峰接触区在高压作用下产生塑性流动，导致接触面积增大到恰好能支承法向载生塑性流动，导致接触面积增大到恰好能支承法向载荷为止的模型。故真实接触面积荷为止的模型。故真实接触面积Ar为为11式中式中B、Sy是指相接触的两种金属中较软者的剪切是指相接触的两种金属中较软者的剪切强度极限与压缩屈服极限。由于

9、大多数金属的强度极限与压缩屈服极限。由于大多数金属的B/Sy 的比值均较接近，所以其摩擦系数相差甚小的比值均较接近，所以其摩擦系数相差甚小但是，这个结论不完全符合实际。例如处于真空中但是，这个结论不完全符合实际。例如处于真空中的洁净金属发生摩擦时，其摩擦系数要比常规环境里的洁净金属发生摩擦时，其摩擦系数要比常规环境里的摩擦系数大得多。这一事实说明真实接触面积一定的摩擦系数大得多。这一事实说明真实接触面积一定比简单粘附理论所指出的大得多。在简单粘附理论中，比简单粘附理论所指出的大得多。在简单粘附理论中，认为真实接触面积决定于软金属的压缩屈服极限和法认为真实接触面积决定于软金属的压缩屈服极限和法向

10、载荷。向载荷。对于静态接触，这在大体上是正确的。为此，鲍登对于静态接触，这在大体上是正确的。为此，鲍登等人于等人于1964年又提出了一种更切合实际的修正粘附理年又提出了一种更切合实际的修正粘附理论论 12这种理论认为，在摩擦情况下，轮廓峰接触区除作这种理论认为，在摩擦情况下，轮廓峰接触区除作用有法向力外用有法向力外,还作用有切向力还作用有切向力,所以接触区同时有压所以接触区同时有压应力和切应力存在。这时金属材料的塑性变形取决于应力和切应力存在。这时金属材料的塑性变形取决于压应力和切应力所组成的复合应力作用，而不仅仅取压应力和切应力所组成的复合应力作用，而不仅仅取决于金属材料的压缩屈服极限决于金

11、属材料的压缩屈服极限Sy。B：单个轮廓峰接触为压应力：单个轮廓峰接触为压应力y及切应力及切应力联合作用联合作用下，单个轮廓峰的接触模型，并且假定材料的塑性变下，单个轮廓峰的接触模型，并且假定材料的塑性变形产生于最大切应力达到某一极限值的情况。若将作形产生于最大切应力达到某一极限值的情况。若将作用在轮廓峰接触区的切向力逐渐增大到用在轮廓峰接触区的切向力逐渐增大到Ff值，结点将值，结点将进一步发生塑性流动，这种流动导致接触面积增大。进一步发生塑性流动，这种流动导致接触面积增大。也就是说，在复合应力作用下，接触区出现了结点也就是说，在复合应力作用下，接触区出现了结点增长的现象。结点增长模型如图增长的

12、现象。结点增长模型如图c所示，其中所示，其中B 为较软金属的剪切强度极限。为较软金属的剪切强度极限。 13在真空中，洁净的金属表面发生摩擦时结点可能大幅度地增在真空中，洁净的金属表面发生摩擦时结点可能大幅度地增长长,因此摩擦系数较高因此摩擦系数较高, 在空气中，由于界面上覆盖有一层氧化在空气中，由于界面上覆盖有一层氧化膜或污染膜，这种表面膜通常抗剪能力很弱膜或污染膜，这种表面膜通常抗剪能力很弱,因而摩擦系数较因而摩擦系数较低。修正后的粘附理论认为：低。修正后的粘附理论认为： 当两金属界面被表面膜分隔开时当两金属界面被表面膜分隔开时,Bj为表面膜的剪切强度极限；为表面膜的剪切强度极限；当剪断发生

13、在较软金属基体内时当剪断发生在较软金属基体内时,Bj 为较软金属基体的剪切强为较软金属基体的剪切强度极限度极限B；若表面膜局部破裂并出现金属粘附结点时，；若表面膜局部破裂并出现金属粘附结点时，Bj将将介于较软金属的剪切强度极限和表面膜的剪切强度极限之间。介于较软金属的剪切强度极限和表面膜的剪切强度极限之间。这个理论与实际情况比较接近，可以在相当大的范围内解释这个理论与实际情况比较接近，可以在相当大的范围内解释摩擦现象。在工程中，常用金属材料副的摩擦系数是指在常摩擦现象。在工程中，常用金属材料副的摩擦系数是指在常规的压力与速度条件下规的压力与速度条件下,通过实验测定的通过实验测定的,并可认为是一

14、个常数，并可认为是一个常数，其值可参考有关资料。其值可参考有关资料。142 2、边界、边界摩擦（摩擦（边界润滑边界润滑）：）：单分子吸附膜的定向结构单分子吸附膜的定向结构单分子吸附膜的单分子吸附膜的摩擦原理模型摩擦原理模型多层分子吸附膜的摩擦模型多层分子吸附膜的摩擦模型 润滑油（主要是石油产品）润滑油（主要是石油产品）中的脂肪酸是一种极性化合物，中的脂肪酸是一种极性化合物，它的极性分子能牢固地吸附在它的极性分子能牢固地吸附在金属表面上。金属表面上。极性团15运动副表面有一层厚度运动副表面有一层厚度1 m的薄的薄油膜，不足以将两金属表面完全分油膜，不足以将两金属表面完全分开，其表面部分微观高峰部

15、分仍将开，其表面部分微观高峰部分仍将相互搓削。相互搓削。比干摩擦的磨损轻比干摩擦的磨损轻，f 0.1 0.3v16润滑剂中的极性分子与金属表面相互吸引，牢固地吸润滑剂中的极性分子与金属表面相互吸引，牢固地吸附在金属表面上形成为附在金属表面上形成为物理吸附膜物理吸附膜。 润滑油靠物理吸附形成边界膜的能力，称为润滑油靠物理吸附形成边界膜的能力，称为油性油性。 润滑剂中的分子靠化学键力作用而吸附在金属表面上形润滑剂中的分子靠化学键力作用而吸附在金属表面上形成的吸附膜，称为成的吸附膜，称为化学吸附膜。化学吸附膜。 吸附膜吸附膜反应膜反应膜边界膜分为：边界膜分为：物理吸附膜物理吸附膜化学吸附膜化学吸附膜

16、在润滑剂中添加入硫、磷、氯等元素，它们与表面金在润滑剂中添加入硫、磷、氯等元素，它们与表面金属发生化学反应生成的边界膜，称为属发生化学反应生成的边界膜，称为反应膜反应膜。 边界摩擦靠边界膜起润滑作用，边界膜的类型如下：边界摩擦靠边界膜起润滑作用，边界膜的类型如下： 注：温度对边界膜的影响很大。温度越高，边界膜越容易破坏。注：温度对边界膜的影响很大。温度越高，边界膜越容易破坏。17184. 混合摩擦混合摩擦 v混合摩擦是指摩擦表面间处于边界摩混合摩擦是指摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。混合摩擦擦和流体摩擦的混合状态。混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系数比能有效降低摩擦阻力，其摩擦系

17、数比边界摩擦时要小得多。边界摩擦时要小得多。 f n/p o边界摩擦边界摩擦混合摩擦混合摩擦液体摩擦液体摩擦摩擦特性曲线摩擦特性曲线称无量纲参数称无量纲参数n/p为轴承为轴承特性特性数数。 -动力粘度，p-压强 ，n-每秒转数 边界摩擦和混合摩擦在边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难区分，常统工程实际中很难区分，常统称为称为不完全液体摩擦。不完全液体摩擦。摩擦学研究的最新进展：摩擦学研究的最新进展：微纳米摩擦学理论微纳米摩擦学理论可实现：可实现： f 0.001 -超润滑摩擦状态。超润滑摩擦状态。v v v1920磨损磨损由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或

18、迁移。或迁移。4-2 磨损磨损后果后果降低机器的效率和可靠性，甚至促使机器降低机器的效率和可靠性，甚至促使机器提前报废。提前报废。21新摩擦表面的微观形貌2223磨粒磨损磨粒磨损 二、磨损的分类二、磨损的分类 疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨损粘附磨损 冲蚀磨损冲蚀磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损磨损类型类型 按磨损机理分按磨损机理分 按磨损表面按磨损表面外观可分为外观可分为 点蚀磨损点蚀磨损 胶合磨损胶合磨损 擦伤磨损擦伤磨损 24 三、磨损的机理三、磨损的机理 磨粒磨损磨粒磨损 疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨损粘附磨损 冲蚀磨损冲蚀磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损类型：磨损类

19、型： 磨粒磨损磨粒磨损也简称磨损，也简称磨损，外部进入摩擦面间的游离硬颗外部进入摩擦面间的游离硬颗 粒（如空气中的尘土或磨损造成的金属微粒）或硬的轮粒（如空气中的尘土或磨损造成的金属微粒）或硬的轮廓峰尖在软材料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材料，廓峰尖在软材料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材料，一部分流动到沟纹两旁，一部分则形成一连串的碎片脱一部分流动到沟纹两旁，一部分则形成一连串的碎片脱落下来成为新的游离颗粒，这样的微切削过程就叫磨粒落下来成为新的游离颗粒，这样的微切削过程就叫磨粒磨损。磨损。25 三、磨损的机理三、磨损的机理 磨粒磨损磨粒磨损 疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨损粘附磨损 冲蚀磨损冲

20、蚀磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损类型：磨损类型： 粘附磨损粘附磨损也称也称胶合胶合，当摩擦表面的轮廓峰在相互作，当摩擦表面的轮廓峰在相互作用的各点处由于瞬时的温升和压力发生用的各点处由于瞬时的温升和压力发生“冷焊冷焊”后，在后，在相对运动时，材料从一个表面迁移到另一个表面，便形相对运动时，材料从一个表面迁移到另一个表面，便形成粘附磨损。成粘附磨损。严重的粘附磨损会造成运动副咬死。严重的粘附磨损会造成运动副咬死。这种这种磨损是金属摩擦副之间最普遍的一种磨损是金属摩擦副之间最普遍的一种磨损形式。磨损形式。26 三、磨损的机理三、磨损的机理 磨粒磨损磨粒磨损 疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨

21、损粘附磨损 冲蚀磨损冲蚀磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损类型：磨损类型： 疲劳磨损疲劳磨损也称点蚀，是由于摩擦表面材料微体积在也称点蚀，是由于摩擦表面材料微体积在交变的摩擦力作用下，反复变形所产生的材料疲劳所引交变的摩擦力作用下，反复变形所产生的材料疲劳所引起的机械磨损。起的机械磨损。点蚀过程：点蚀过程： 产生初始疲劳裂纹产生初始疲劳裂纹扩展扩展 微粒脱落，形微粒脱落，形 成点蚀坑。成点蚀坑。 27 三、磨损的机理三、磨损的机理 磨粒磨损磨粒磨损 疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨损粘附磨损 冲蚀磨损冲蚀磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损类型：磨损类型： 流体磨粒磨损：流体磨粒

22、磨损：流动的液体或气流动的液体或气体中所夹带的硬质物体或硬质体中所夹带的硬质物体或硬质颗粒冲击零件表面所引起的机颗粒冲击零件表面所引起的机械磨损。利用高压空气输送型械磨损。利用高压空气输送型砂或高压水输送碎石时，砂或高压水输送碎石时， 管道管道内壁所产生的机械磨损是实例内壁所产生的机械磨损是实例之一。之一。流体侵蚀磨损是指由液流或气流的冲蚀作用引起的流体侵蚀磨损是指由液流或气流的冲蚀作用引起的机械磨损。近年来，由于燃气涡轮机的叶片、火箭机械磨损。近年来，由于燃气涡轮机的叶片、火箭发动机的尾喷管这样一些部位的破坏，才引起人们发动机的尾喷管这样一些部位的破坏，才引起人们对这种磨损形式的特别注意。对

23、这种磨损形式的特别注意。2829 三、磨损的机理三、磨损的机理 磨粒磨损磨粒磨损 疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨损粘附磨损 冲蚀磨损冲蚀磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损类型：磨损类型： 腐蚀磨损腐蚀磨损当摩擦表面材料与环境的化学或电化学作当摩擦表面材料与环境的化学或电化学作用下引起腐蚀，在摩擦副相对运动时所产的磨损即为用下引起腐蚀，在摩擦副相对运动时所产的磨损即为腐蚀磨损。如氧化磨损。腐蚀磨损。如氧化磨损。30 三、磨损的机理三、磨损的机理 磨粒磨损磨粒磨损 疲劳磨损疲劳磨损 粘附磨损粘附磨损 冲蚀磨损冲蚀磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损 磨损类型：磨损类型： 微动磨损微动磨损

24、是指摩擦副在微幅运动时，由上述各磨损是指摩擦副在微幅运动时，由上述各磨损机理共同形成的复合磨损。微幅运动可理解为不足以使机理共同形成的复合磨损。微幅运动可理解为不足以使磨粒脱离摩擦副的相对运动。磨粒脱离摩擦副的相对运动。 应用实例应用实例：轴与孔的过盈配合面、滚动轴承套圈的配合面、：轴与孔的过盈配合面、滚动轴承套圈的配合面、旋合螺纹的工作面、铆钉的工作面等。旋合螺纹的工作面、铆钉的工作面等。31 微动作用不仅要损坏配合表面的品微动作用不仅要损坏配合表面的品质，而且要导致疲劳裂纹的萌生，质，而且要导致疲劳裂纹的萌生，从而急剧的降低零件的疲劳强度从而急剧的降低零件的疲劳强度32一、一、 润滑剂润滑

25、剂 作用：作用：降低摩擦、减少磨损、冷却、缓冲、吸振、防锈等。降低摩擦、减少磨损、冷却、缓冲、吸振、防锈等。分类分类液体液体润滑剂润滑剂-润滑油润滑油半固体半固体润滑剂润滑剂-润滑脂润滑脂固体固体润滑剂润滑剂（一）（一） 润滑油润滑油 矿物油来源充足、成本低廉、稳定性好、因而应用最广。矿物油来源充足、成本低廉、稳定性好、因而应用最广。种类：种类：气体气体润滑剂润滑剂-空气空气有机油有机油-动、植物油动、植物油矿物油矿物油-石油产品石油产品 化学合成油化学合成油 4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法润滑剂、添加剂和润滑方法 33绿色润滑油绿色润滑油(环境友好润滑油）的特点：低环境友好润滑油）的特点：

26、低毒性和可生物降解性能；优良的氧化稳定毒性和可生物降解性能；优良的氧化稳定性和低温性能；成本较低；原材料可回收性和低温性能；成本较低；原材料可回收利用；良好的使用性能和换油周期符合；利用；良好的使用性能和换油周期符合；环境评价要求等。环境评价要求等。可生物降解性就是以微生物来实现生化氧可生物降解性就是以微生物来实现生化氧化。化。 34A液体层与层之间摩擦切应力：液体层与层之间摩擦切应力：=-dudy-流体中任意点处的切应力与该处的速度梯度成正比。流体中任意点处的切应力与该处的速度梯度成正比。-液体的液体的动力粘度，动力粘度，简称简称粘度粘度量纲：量纲：力力时间时间/ /长度长度2单位：单位：

27、N s /m/m2 (Pa ss) 称为泊称为泊 。或厘泊：或厘泊：1P=1 dyn s /cm/cm2 实验结果：实验结果： oxyydyduB1、粘度、粘度-重要指标，重要指标，粘度值越高，油越稠，反之越稀。粘度值越高，油越稠，反之越稀。 粘度的种类粘度的种类动力粘度动力粘度运动粘度运动粘度条件粘度条件粘度1) 动力粘度动力粘度- 牛顿粘性定律（牛顿粘性定律（1687年）年） 1泊泊=100厘泊厘泊35工程中常用工程中常用运动粘度：运动粘度： = 单位：单位： m m2 / / s 称为斯称为斯St：cmcm2 / /s 或厘斯或厘斯cSt：1St=100 cSt1St=100 cSt2)

28、 运动粘度运动粘度 （40 的粘度的中心值为润滑油的牌号）的粘度的中心值为润滑油的牌号）表表4-1 常用润滑油的主要性质常用润滑油的主要性质名名 称称全损耗全损耗系统用油系统用油GB443-89汽轮机油汽轮机油GB11120-89代代 号号40 的粘度的粘度mm2/sL- -AN7 6.127.48 - -10 110凝点凝点 C闪点闪点(开式开式) C用于高速底负荷机械、用于高速底负荷机械、精密机床、纺织纱锭的精密机床、纺织纱锭的润滑和冷却。润滑和冷却。普通机床的液压油。普通机床的液压油。用于一般滑动轴承、用于一般滑动轴承、齿轮、蜗轮的润滑齿轮、蜗轮的润滑用于重型机床导轨、用于重型机床导轨、

29、矿山机械的润滑。矿山机械的润滑。用于汽轮机、发电机等用于汽轮机、发电机等高速高负荷轴承和各种高速高负荷轴承和各种小型液体润滑轴承小型液体润滑轴承L-AN100 90110 0 210L- -AN10 9.011.0 - -10 125L- -AN15 13.516.5 - -10 165L- -AN32 28.832.2 - -10 170L- -AN46 41.450.6 - -10 180L- -AN68 61.274.8 - -10 190L-TSA32 28.835.2- -7 180L-TSA46 41.450.6主要用途主要用途363) 条件粘度条件粘度 指在一定条件下，利用某种规

30、格的指在一定条件下，利用某种规格的粘度计，通过测粘度计，通过测定润滑油穿过规定孔道的时间来进行度量的粘度。定润滑油穿过规定孔道的时间来进行度量的粘度。常用的有：常用的有： 恩氏度（恩氏度（ Et） -中国惯用中国惯用 赛氏通用秒（赛氏通用秒（SUS）-美国惯用美国惯用 雷氏秒雷氏秒 -英国惯用英国惯用 运动粘度与条件粘度之间的换算关系：运动粘度与条件粘度之间的换算关系： cStEEVEtttt64. 80 . 82 . 335. 1时，当cStEEVEtttt0 . 46 . 72 . 3 时，当cStEVEttt14. 72 .16 时，当372、润滑油的特性、润滑油的特性 1）粘度：粘）粘

31、度：粘-温相关性温相关性 温度温度 t 压力压力p 但但p 350 才开始氧化，才开始氧化， 可在水中工作。可在水中工作。-摩擦系数低，使用温度范围广摩擦系数低，使用温度范围广 (- -60300 )，但遇水性能下降。，但遇水性能下降。-摩擦系数低，只有石墨的一半。摩擦系数低，只有石墨的一半。使用方式：使用方式：1.1.调和在润滑油中；调和在润滑油中；2.2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；3.3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。混入金属或塑料粉末中烧结成型。其应用日渐广泛45油性添加剂油性添加剂 种类种类添加剂添加剂-为了改善润滑剂品质和性能而添加的物质。为了改

32、善润滑剂品质和性能而添加的物质。二、添加剂二、添加剂 非极压油非极压油软化温度软化温度t/t/ 摩擦系数摩擦系数 f含脂肪酸和极压添加剂的油含脂肪酸和极压添加剂的油含脂肪含脂肪酸的油酸的油含极压添含极压添加剂的油加剂的油作用作用-提高油性、极压性、延长使用寿命、改善物理提高油性、极压性、延长使用寿命、改善物理性能。性能。极压添加剂极压添加剂分散净化剂分散净化剂消泡添加剂消泡添加剂抗氧化添加剂抗氧化添加剂降凝剂降凝剂增粘剂增粘剂46润滑油润滑在工程中的应用最普遍，其供油方式有：润滑油润滑在工程中的应用最普遍，其供油方式有：三、润滑方法三、润滑方法润滑方式润滑方式 人工给油；人工给油； 油杯滴油；

33、油杯滴油；浸油润滑、飞溅给油；浸油润滑、飞溅给油；用油泵强制润滑和冷却。用油泵强制润滑和冷却。低速传动低速传动高速传动高速传动甩油环甩油环压力循环润滑压力循环润滑 油泵油泵冷冷却却器器滴油润滑滴油润滑 浸油润滑浸油润滑 油环润滑油环润滑 47针阀针阀式油式油杯杯旋盖式油杯旋盖式油杯 脂用压注式油杯压注式油杯弹簧盖油杯弹簧盖油杯四、润滑装置四、润滑装置 1. 油杯油杯 482. 油环润滑油环润滑 3. 飞溅润滑飞溅润滑4. 压力循环润滑压力循环润滑49一、流体动力润滑一、流体动力润滑 FFFF v F4-4 4-4 流体润滑原理简介流体润滑原理简介 流体动力润滑是指两个作相对运动物体的摩擦表面，

34、借助于相对流体动力润滑是指两个作相对运动物体的摩擦表面，借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开完全隔开，由流体膜产生的，由流体膜产生的压力来平衡外载荷。压力来平衡外载荷。动压油膜动压油膜-因运动而产生的压力油膜。 v vvh1aah2ccvv两平形板之间不能形成压力油膜！两平形板之间不能形成压力油膜！ Fpmax50F形成动压油膜的必要条件：形成动压油膜的必要条件：1.两工件之间的间隙必须有两工件之间的间隙必须有楔形间隙楔形间隙；2.两工件表面之间必须两工件表面之间必须连续充满连续充满润滑油或其它液体；润滑油或其它液体；3.两工件表面必须有两工件

35、表面必须有相对滑动速度相对滑动速度。其。其运动方向运动方向必必 须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。 Fy =F Fx 0 Fy =F Fx = 0应用实例应用实例-向心滑动轴承动压油膜的形成过程：向心滑动轴承动压油膜的形成过程：静止静止 爬升爬升 将轴起抬将轴起抬质心质心左移左移稳定运转稳定运转e -偏心距偏心距e51二、弹性流体动力润滑二、弹性流体动力润滑 弹性流体动力润滑理论弹性流体动力润滑理论-研究在点、线接触条件下，研究在点、线接触条件下，两弹性物体间的流体动力润滑膜的力学性质。两弹性物体间的流体动力润滑膜的力学性质。求解油膜求解油膜压力分

36、布压力分布、润滑膜、润滑膜厚度分布厚度分布等问题等问题 在油膜压力下，摩擦表面的变形的弹性方程；在油膜压力下，摩擦表面的变形的弹性方程；表述润滑剂粘度与压力间关系的粘压方程；表述润滑剂粘度与压力间关系的粘压方程；流体动力润滑的主要方程。流体动力润滑的主要方程。流体动力润滑理论的前提：流体动力润滑理论的前提：-适应于低副中两零件之间的润滑问题，适应于低副中两零件之间的润滑问题， 润滑剂粘度不随压力变化；润滑剂粘度不随压力变化；零件摩擦表面为刚体；零件摩擦表面为刚体；52 依靠依靠润滑剂的粘附作用，两圆柱体相互滚动时将润滑剂的粘附作用，两圆柱体相互滚动时将润滑剂带入间隙。由于接触压力较高使接触面发

37、生局润滑剂带入间隙。由于接触压力较高使接触面发生局部变形，接触面积增大，并形成了一个平行缝隙，在部变形，接触面积增大，并形成了一个平行缝隙，在出油口处的接触面边缘出现了使间隙变小的突出部分，出油口处的接触面边缘出现了使间隙变小的突出部分，称为缩颈现象，此处形成了最小油膜厚度，出现了第称为缩颈现象，此处形成了最小油膜厚度，出现了第二个峰值压力。二个峰值压力。V2FV1V1V2F赫兹接触区赫兹接触区V1V2FV1V2F赫兹接触区赫兹接触区hminh0第二个峰值压力第二个峰值压力 干摩擦接触干摩擦接触弹性流体动力润滑的机理：弹性流体动力润滑的机理：53节节流流器器节流器节流器D工作原理：工作原理：依靠供依靠供油装置，将高压油油装置，将高压油压入轴承间隙中，压入轴承间隙中