摩擦与磨损.ppt

1、Chapter 2线机零件的磨损，摩擦表面徐璐运动的零件配合表面的摩擦、磨损与摩擦表面的形式、表面层的结构和性能有关。摩擦曲面的形状和表示方法，以及实际曲面和理想曲面之间存在固定的几何形状错误。零件表面形式可以表示为“表面粗糙度：表面粗糙度：粗糙度(Ra)宏几何图元：圆度、圆柱度、平面度”。和轮廓算术平均数偏差(Ra)是从表面轮廓上的每个点到轮廓中心线mm距离绝对值之和的算术平均值，在L长度范围内测量。使用曲面轮廓高度量反映曲面粗糙度的大小。(见教科书)，表面层的结构，金属表面层的具体结构：表面层的硬度高于气体，提高表面的耐磨性。表面层的颗粒较细，晶界增加，对在腐蚀介质中工作的摩擦对不利。表面

2、层有物理、化学和应力缺陷。成为磨损的应力集中源。结论、(1)实际表面凹凸不平。(2)接触曲面不是实际接触区域名义接触区域。(3)接触点也可能有分离金属的表面面具。(。3，(滑动)摩擦机制，1机械理论(凹凸理论)，1699年摩擦的原因是表面凹凸不平的交错啮合作用。表面的粗糙度越大，摩擦力就越大。2分子理论(分子理论):1734年，基本观点：摩擦的原因是表面分子之间的相互作用。3分子机器理论：1939年，认为摩擦具有两重性(分子作用和机械作用)。4粘合理论：1942年，比较公认的理论。鲍登等基本观点：实际接触面积小(名义接触面积千分之几分之几、几分之几、几分之几)，应力大的表面面膜破碎，塑料变形(

3、变形热)牙齿粘在一起，产生滑动阻力的摩擦力。4，摩擦类型，按摩擦对的运动状态：静摩擦和动摩擦按摩擦对的运动类型：滑动摩擦和滚动摩擦按摩擦表面的润滑状态：纯摩擦干摩擦Dry Friction:边界摩擦Boundary Friction液体摩擦；特征：摩擦系数大，等于0.11.5。摩擦机理：机械作用：接触区小塑性变形氧化膜破裂，或剪切分子由冷焊钎焊作用于剪切分子。塑性变形晶格畸变破碎处理硬化表面温度升高，高于再结晶温度硬化层的再结晶温度继续提高表面金属软化。发生粘合和相变继续运动接触部分，消除冷却淬火，进一步提高硬度。化学作用：氧化膜压碎或裸露的金属氧化，形成新的氧化膜。边界摩擦边界摩擦，定义：摩

4、擦对中的曲面之间存在非常薄的边界膜时的摩擦称为边界摩擦。边界层分为物理吸附膜、化学吸附膜和化学反应膜。特征：边界层厚度很小(0.1微米)，但可以大大降低摩擦系数(0.050.5)。摩擦磨损特性取决于表面遮罩的特性，而不是润滑剂的粘度。减少边界摩擦的方法是在一般作业条件的机械润滑剂中加入油酸、甘油等流星添加剂。在低速超负荷的极压条件下工作的润滑剂中添加极压添加剂(也称为油膜强化剂)(例如酯)。边界摩擦示例：缸套活塞环、凸轮挺柱等，物理吸附膜，矿物润滑油中经常含有极性物质，其分子一端带有强电荷的极性团，金属表面和亲和力强，在金属表面形成单层分子或多层分子的吸附膜。因此，摩擦发生在金属表面极性分子的

5、非极性端，可以有效地防止摩擦表面的直接接触，减少摩擦。物理吸附膜完全可逆，受热容易发生解吸，适用于常温、低速、轻度摩擦对。化学吸附膜，润滑剂中某些极性分子的价电子和金属或氧化表面的更换电子产生新的化合物，定向排列吸附在金属表面。化学吸附膜很薄，吸附在解吸上完全不可逆，受热会产生解吸。在化学反应膜、润滑油中加入硫磷氯等元素添加剂(极压添加剂)，在高温下，在这些元素和金属表面形成化学反应厚度大的化学反应膜。用于高温、高压、高滑动速度摩擦对的化学反应膜是稳定的。液体摩擦，定义：摩擦对表面具有由边界膜和流体膜组成的润滑剂层，摩擦表面不直接接触。特征：摩擦系数小。类型：液体静态润滑：使用压力将润滑剂推入

6、摩擦表面并将其分离的润滑。需要专用加油系统。流体动力润滑：使用摩擦表面的相对运动，通过自然产生内部压力来分隔摩擦表面的润滑，以便润滑剂流体承受外部载荷。建立液体摩擦油膜的必要条件，摩擦表面必须具有较高的加工精度和表面粗糙度水平。摩擦辅助零件的配合间隙要适中。保证在一定温度下粘度适当的润滑油连续和充分供应。摩擦对零件的相对滑动速度必须足够高。4混合摩擦：半干摩擦：边界摩擦和干摩擦之间的摩擦。半液体摩擦：边界摩擦和液体摩擦之间的摩擦。摘要：努力保持液体润滑。保持最小边界润滑或混合润滑。避免干燥摩擦。第二节磨损，定义：摩擦对的表面物质在摩擦过程中逐渐丢失，尺寸、形状和位置精度以及表面层特性发生变化的

7、现象称为磨损。磨损指标：磨损量指标：磨损量、磨损率几何指标：平面度、圆度、圆柱度引起的磨损的主要因素。一、磨损的概念、几何指标、平整度；公差带是公差值为t的两个平行平面之间的区域。圆度：两个同心圆之间的区域，半径差等于公差值t。轴颈的圆度误差可以测量与外径微米指定的平面徐璐正交的两个直径。半径差是圆度误差。圆柱度：两个同心圆柱面之间的区域，公差带半径差为t。测量轴或孔的同一垂直剖面(包括轴)内的多个直径。其中，最大直径和最小直径的半径差是圆柱度误差。导致运动部磨损的主要因素，摩擦环境因素(温度、介质、润滑条件、应力等)材料的成分，组织和性能，磨损过程中的变化等。组装质量，2，磨损机理，粘合磨损

8、磨磨损腐蚀磨损磨损磨损磨损磨损磨损磨损疲劳磨损，接触点粘合发生塑性变形，硬化(由于相对运动，其强度大于摩擦对中更柔软金属的强度)。表层和气体的金相组织和化学成分都没有明显的变化。高温粘合磨损，相对运动速度大，法线载荷高，接触点瞬时温度高，表面金属变软，粘在其他金属表面，沿运动方向形成裂纹和凹痕。表层的金相组织和化学成分都有明显的变化。碎屑呈薄带，厚度比低温粘，磨损厚度小。，粘合磨损可分为：气缸、柴油引擎运行时活塞裙、活塞环和缸套工作表面异常情况下，发生擦伤、划痕、撕裂和咬痕现象。轻型圆柱、严重圆柱(咬)、影响因素、负载、润滑条件、相对运动速度、工作温度摩擦对的材料冶金互溶性：两种金属材料在固体

9、中徐璐溶解的性能。金属的相容性好，容易粘在一起。同一材料粘合磨损比其他材料大得多。元素周期表中较远的元素互溶性小，不易粘上。金相结构：多相金属比单相金属粘合性好。金属间化合物的粘合性比单相固溶体好。脆性材料比塑料材料粘合性好。如何减少粘合磨损，(1)选择合理材料；(2)润滑剂和添加剂：合理选择油性剂、极压剂等。(3)表面处理：镀铬环。(4)减少表面粗糙度：(5)合理的结构设计：油膜形成、冷却等，磨料磨损，定义：摩擦表面之间存在的固体颗粒会在摩擦表面产生细微的切割和刮擦造成的磨损。磨损机器：研磨来源：减少磨损措施：(1)提高材料的硬度、强度和韧性。(2)表面处理；(3)采取保护措施。防止外部磨料

10、颗粒侵入，“三过滤器”。腐蚀磨损，定义：摩擦对表面的机械摩擦作用，以及表面和周围介质之间的化学或电化学反应引起的磨损。化学反应或电化学反应和机械作用交替进行，徐璐促进。(1)氧化磨损：干摩擦时的主要磨损形式。(2)特殊介质的腐蚀磨损：有酸、碱、盐等介质时。减少磨损的措施：(1)选择腐蚀性强的材料。(2)涂上保护层。(3)提高表面材料的屈服强度。(4)降低表面温度。(5)在润滑剂中加入抗氧化剂、腐蚀剂。微动磨损，两个接触表面是由于负载的作用，微小(0.25微米)振动而产生的机械化学磨损。复合(粘合、腐蚀、抛光、疲劳)磨损形式。机器：发生振动，剪切氧化膜脱落，磨粒无法排出，磨损严重。特征：摩擦对表

11、面有很多磨，磨由大量氧化物组成。防磨措施：(1)选择防粘材料；(2)涂上二硫化钼。(固体润滑剂)；(3)添加抗氧化、耐蚀、极压等。(4)减少应力集中。疲劳磨损，定义：摩擦副的表面是由于交流接触应力的作用，疲劳而不断损失的现象。情况：滚动，滚动滑动。机器：物理或化学缺陷在交变应力的作用下产生裂缝源，局部剥落，造成表面的损失。3，磨损规律，时间(或摩擦行程)，c，即使形成油膜，表面的尖峰和摩擦也会降低润滑剂粘度，从而导致破坏、粘合磨损。AB正常磨损时间：特点：磨损率低，增加速度慢。要想办法延长。BC突然磨损期限：停机维护，技术状态恢复。良好的协调很重要。理想和谐很重要。a，要在短时间内进行有效的早

12、期抛光。b，磨合中磨损量最小。良好研磨的措施：A，可以保证润滑油的质量和润滑油持续供应充足。b、有适当的负载和正常运行时间分配。一般原则是转速，负载从小到大，先提高速度，然后施加负载。c、摩擦表面加工粗糙度应适当。第三活塞环和缸套的磨损分析，高温，高压燃气侵蚀，腐蚀。油膜只能在活塞行程中部形成，不能在上级点(Top dead center=TDC )、下设点(Bottom dead centerBDC )创建油膜。柴油引擎圆柱的高温工作条件不利于油膜形成实现液体摩擦。摩擦类型：最小边界润滑、半液或半干或干摩擦。1，摩擦形式，2，缸套正常磨损的参数，缸套顶部最大磨损部位，通常是活塞位于停止点时1

13、，2活塞环的气缸壁。沿气缸壁向下磨损的杨怡逐渐减少。缸套左右弦方向的磨损大于前后方向的磨损。圆度、圆柱度误差、内径增量小于手册或标准相关法规值。气缸套磨损率：铸铁气缸套0.1mm/kh，铬气缸套0.010.03mm/kh之间。汽缸工作表面干净光滑，没有明显的划痕。3，缸套的磨损类型，(1)正常磨损3360 (2)磨料磨损：以沿内圆表面纵向直线划痕为特征，肉眼可见，有触觉。(3)粘合磨损：通常出现在管路期间(缸套和活塞环)和器官运行后(数千小时) (缸套和活塞裙)。特性包括：沿运动方向出现条纹磨损痕迹。伴有暗红色或发兰色(氧化物)。磨损率高。(4)腐蚀磨损低温腐蚀。第一个活塞环磨损最多：酸最多，

14、润滑油膜最薄。4、缸套异常磨损的特点，、A B C D E F G、5、磨损措施，1燃料和燃烧管理强化(硫含量、灰分)2为气缸的润滑油的质量(碱值)、主流量(太多、太少都不好)等。3注意冷却液温度：8595磨损量小。4组装质量(教练、教练、航空维修、缸时要注意的问题):气缸和活塞间隙；活塞和圆柱中心线“中间”。6，活塞环和缸套的磨合，新制造的柴油机在制造厂台架实验中进行磨合运行，装船后要进行磨合运行。在船舶运行中，摩擦对成对更换或只更换那一刻时，也要调试。(威廉莎士比亚，温斯顿，努力)活塞环缸套精加工的标志：是否干净、有光泽、有划痕、运动自由。影响研磨的因素，润滑：润滑油的质量和充足的供应。低粘度气缸油均匀性和散热性好，有利于研磨。碱值越高，气缸的发生率越大。在磨合初期，使用无碱的纯光油，然后使用普通碱值气缸油，最后使用高碱值气缸油。加油器按照说明书调节加油量。摩擦表面形态活塞环外表面是磷化、氧化、镀锡或镀铜、喷涂等工艺。缸套的内部表面是磷化处理，微孔镀铬等工艺。使用无缝工艺或波纹切口。科学合理的行车节目速度由低到高，负荷由小到大，运行时间合理分配。