1、第三章第三章 磨擦、磨损及润滑磨擦、磨损及润滑 摩擦学（摩擦学（Tribology）摩擦摩擦 两接触物体在接触表面间相对滑动或有滑动趋势两接触物体在接触表面间相对滑动或有滑动趋势 时产生阻碍其发生相对滑动的切向阻力，这种现时产生阻碍其发生相对滑动的切向阻力，这种现 象为摩擦。象为摩擦。磨损磨损 由于摩擦引起的摩擦能耗和导致表面材料的不断由于摩擦引起的摩擦能耗和导致表面材料的不断 损耗或转移，形成磨损。损耗或转移，形成磨损。精度可靠性精度可靠性效率效率直至破坏。直至破坏。润滑润滑 减少摩擦、降低磨损的一种有效手段。减少摩擦、降低磨损的一种有效手段。31 摩摩 擦擦 摩摩擦擦动摩擦动摩擦(讨论金属
2、摩擦副的滑动摩擦讨论金属摩擦副的滑动摩擦)干摩擦干摩擦最不利最不利 边界摩擦边界摩擦最低要求最低要求 混合摩擦混合摩擦最低要求最低要求 流体摩擦流体摩擦最理想最理想外摩擦外摩擦内摩擦内摩擦静摩擦静摩擦滚动摩擦滚动摩擦 滑动摩擦滑动摩擦一、干摩擦一、干摩擦 摩擦理论：摩擦理论：库仑公式库仑公式 nfFfF新理论：分子新理论：分子机械理论、能量理论、粘着理论等。机械理论、能量理论、粘着理论等。简单粘着理论：简单粘着理论：BsynBrfFAF syBnfFFf 二、边界摩擦（边界润滑）二、边界摩擦（边界润滑）三、混合摩擦（混合润滑）三、混合摩擦（混合润滑）膜厚比：膜厚比：)/(min21aaRRh
3、越大，油膜承载越大，越大，油膜承载越大，f 越小。越小。四、流体摩擦（流体润滑）四、流体摩擦（流体润滑）膜厚比膜厚比 5 全液体摩擦，全液体摩擦，f 极小，无磨损。极小，无磨损。物理吸附膜：物理吸附膜：常温、轻载、低速常温、轻载、低速 化学吸附膜：化学吸附膜：中等载荷、速度和温度中等载荷、速度和温度 化学反应膜：化学反应膜：重载、高速和高温重载、高速和高温 边边界界膜膜32 磨磨 损损一、典型的磨损过程一、典型的磨损过程 1、磨合磨损过程、磨合磨损过程 2、稳定磨损阶段、稳定磨损阶段 3、急剧磨损阶段、急剧磨损阶段 二、磨损的类型二、磨损的类型1、粘着磨损、粘着磨损 2、磨粒磨损磨粒磨损 3、
4、表面疲劳磨损表面疲劳磨损 4、腐蚀磨损、腐蚀磨损 5、其它磨损、其它磨损 1)侵蚀磨损侵蚀磨损2)微动磨损微动磨损其中的其中的胶合胶合是高速重载接触副是高速重载接触副常见的失效形式。常见的失效形式。硬度越大的材料磨损量越小。硬度越大的材料磨损量越小。滚动轴承和齿轮传动中常见。滚动轴承和齿轮传动中常见。某些滑动轴承材料中会存在腐蚀磨损。某些滑动轴承材料中会存在腐蚀磨损。水泵零件、水轮机叶片、火箭尾部水泵零件、水轮机叶片、火箭尾部喷管等有气蚀磨损和冲蚀磨损。喷管等有气蚀磨损和冲蚀磨损。轴孔的过盈配合面，螺纹等联接轴孔的过盈配合面，螺纹等联接件的接合面等。件的接合面等。胶合胶合磨粒磨损磨粒磨损表面疲
5、劳磨损表面疲劳磨损疲劳点蚀疲劳点蚀性能指标：性能指标：1）粘度）粘度 2）油性）油性 3）凝点）凝点 4）闪点和燃点）闪点和燃点 5）极压性能）极压性能 6）氧化稳定性）氧化稳定性 2、润滑脂：、润滑脂：钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂 性能指标：性能指标：1）针入度）针入度 2）滴点）滴点 3）安定性）安定性 3、固体润滑剂：、固体润滑剂：石墨、二硫化钼、氮化硼石墨、二硫化钼、氮化硼、蜡、蜡、聚氟乙烯、聚氟乙烯、酚醛树脂酚醛树脂 33 润润 滑滑 一、润滑剂及主要性能一、润滑剂及主要性能 1、润滑油：、润滑油：有机油、矿物油、合成油。有机油、矿物油、合成油
6、。4、润滑剂的添加剂、润滑剂的添加剂 二、粘性定律与润滑油的粘度二、粘性定律与润滑油的粘度 1、粘性定律、粘性定律 yu 牛顿粘性定律牛顿粘性定律 2、粘度常用单位、粘度常用单位（1）动力粘度）动力粘度 单位：单位：Ns/m2（2）运动粘度）运动粘度v)/(/)(3mkgsPav物理单位：物理单位：cm2/s，1St（斯）（斯）（3）条件粘度（相对粘度）条件粘度（相对粘度）恩氏粘度恩氏粘度 3、影响润滑油粘度的主要因素、影响润滑油粘度的主要因素（1）温度）温度 润滑油的粘度随着温度的升高而降低。润滑油的粘度随着温度的升高而降低。粘度指数粘度指数VI，其值越大，表明粘度随温，其值越大，表明粘度随
7、温度的变化越小。度的变化越小。（2）压力）压力 ppe0P10MP时，随时，随PP三、流体润滑简介三、流体润滑简介 1、流体动力润滑、流体动力润滑 液体动力润滑液体动力润滑 气体动力润滑气体动力润滑 特点：摩擦力小、磨损小，但须满足一定条件。特点：摩擦力小、磨损小，但须满足一定条件。2）相对速度）相对速度v足够大，油楔中有足够的油量。足够大，油楔中有足够的油量。实现条件：实现条件：1）两滑动表面沿运动方向的间隙是由大至小的形状。）两滑动表面沿运动方向的间隙是由大至小的形状。2、弹性流体动力润滑、弹性流体动力润滑考虑弹性变形和压力对粘度影响考虑弹性变形和压力对粘度影响 3、流体静力润滑、流体静力润滑 利用外部供油的润滑。利用外部供油的润滑。特点：特点：速度适用范围广；速度适用范围广；使用寿命长精度高；使用寿命长精度高；承载能力大抗振性好；承载能力大抗振性好；不依赖流体粘度。不依赖流体粘度。费用较高。费用较高。应用：应用：重载精密高效机器上的重载精密高效机器上的轴承、导轨、蜗杆副、轴承、导轨、蜗杆副、传动螺旋等零件。传动螺旋等零件。摩擦的应用摩擦的应用
