1、2.1 摩擦与磨损2.2 润滑2.3 密封装置第2章 摩擦、磨损及润滑概述2.1 摩擦与磨损摩擦与磨损 摩擦是机器运转过程中不可避免的物理现象。世界上摩擦是机器运转过程中不可避免的物理现象。世界上1/31/21/31/2的的能源消耗在摩擦上，各种机械零件因磨损失效的也占全部失效零件的能源消耗在摩擦上，各种机械零件因磨损失效的也占全部失效零件的一半以上。磨损是摩擦的结果，润滑则是减少摩擦和磨损的有力措施。一半以上。磨损是摩擦的结果，润滑则是减少摩擦和磨损的有力措施。一、摩擦及其分类一、摩擦及其分类 两物体接触区产生阻碍运动并消耗能量的现象，称为摩擦。两物体接触区产生阻碍运动并消耗能量的现象，称为
2、摩擦。有些情况下却要利用摩擦工作，如带传动，摩擦制动器等。有些情况下却要利用摩擦工作，如带传动，摩擦制动器等。摩擦与磨损摩擦与磨损1.干摩擦干摩擦两物体的滑动表面为无任何润滑剂或保护膜的纯金属。两物体的滑动表面为无任何润滑剂或保护膜的纯金属。2.液体摩擦液体摩擦两摩擦表面不直接接触，被油膜隔开。两摩擦表面不直接接触，被油膜隔开。根据摩擦副表面间的润滑状态将摩擦状态分为四种：根据摩擦副表面间的润滑状态将摩擦状态分为四种：摩擦与磨损摩擦与磨损3.边界摩擦边界摩擦两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开。两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开。4.混合摩擦混合摩擦处于摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态。处于摩
3、擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态。摩擦与磨损摩擦与磨损磨损过程大致可分为以下三个阶段：磨损过程大致可分为以下三个阶段：1.1.跑合（磨合）磨损阶段跑合（磨合）磨损阶段2.2.稳定磨损阶段稳定磨损阶段3.3.剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段磨损速度及磨损率都急剧增大。磨损速度及磨损率都急剧增大。在跑合阶段结束后应清洗零件，在跑合阶段结束后应清洗零件，更换润滑油。更换润滑油。二、二、磨损及其过程磨损及其过程 运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐损失，这种现象称为磨运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐损失，这种现象称为磨损。单位时间内材料的磨损量称为磨损率。损。单位时间内材料的磨损量称为磨损率。摩擦
4、与磨损摩擦与磨损1.磨粒磨损磨粒磨损 由于摩擦表面上的硬质突出物或从外部进入摩擦表面的硬质颗粒，由于摩擦表面上的硬质突出物或从外部进入摩擦表面的硬质颗粒，对摩擦表面起到切削或刮擦作用，从而引起表层材料脱落的现象，称为对摩擦表面起到切削或刮擦作用，从而引起表层材料脱落的现象，称为磨粒磨损。磨粒磨损。减轻磨粒磨损：满足润滑条件，合理地选择摩擦副的材料、降低表减轻磨粒磨损：满足润滑条件，合理地选择摩擦副的材料、降低表面粗糙度值以及加装防护密封装置等。面粗糙度值以及加装防护密封装置等。三、三、磨损分类磨损分类 按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同把磨损分为：按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同
5、把磨损分为：2.粘着磨损粘着磨损粘着作用引起的磨损，称为粘着磨损。粘着作用引起的磨损，称为粘着磨损。粘着磨损按程度不同可分为五级：轻微磨损、涂抹、粘着磨损按程度不同可分为五级：轻微磨损、涂抹、擦伤、撕脱、咬死。擦伤、撕脱、咬死。涂抹、擦伤、撕脱又称为涂抹、擦伤、撕脱又称为胶合胶合，往往发生于高速、重载，往往发生于高速、重载的场合。的场合。合理地选择配对材料，采用表面处理，限制摩擦表面的合理地选择配对材料，采用表面处理，限制摩擦表面的温度，控制压强及采用含有油性极压添加剂的润滑剂等，温度，控制压强及采用含有油性极压添加剂的润滑剂等，都可减轻粘着磨损。都可减轻粘着磨损。摩擦与磨损摩擦与磨损3.疲劳
6、磨损（疲劳磨损（点蚀点蚀）两摩擦表面为点或线接触时，由于局部的弹性变形形成了小的接两摩擦表面为点或线接触时，由于局部的弹性变形形成了小的接触区。这些小的接触区形成的摩擦副如果受变化接触应力的作用，则触区。这些小的接触区形成的摩擦副如果受变化接触应力的作用，则在其反复作用下，表层将产生裂纹。在其反复作用下，表层将产生裂纹。合理地选择材料及材料的硬度，选择粘度高的润滑油，加入极压合理地选择材料及材料的硬度，选择粘度高的润滑油，加入极压添加剂或及减小摩擦面的粗糙度值等，可以提抗疲劳磨损的能力。添加剂或及减小摩擦面的粗糙度值等，可以提抗疲劳磨损的能力。4.腐蚀磨损腐蚀磨损 在摩擦过程中，摩擦面与周围介
7、质发生化学或电化学反应而产生在摩擦过程中，摩擦面与周围介质发生化学或电化学反应而产生物质损失的现象，称为腐蚀磨损。物质损失的现象，称为腐蚀磨损。实际上大多数磨损是以上述四种磨损形式的复合形式出现的。实际上大多数磨损是以上述四种磨损形式的复合形式出现的。摩擦与磨损摩擦与磨损2.2 润润 滑滑润滑的主要作用是润滑的主要作用是:减小摩擦系数减小摩擦系数,提高机械效率提高机械效率;减轻磨损减轻磨损,延长机械的使用寿命。还可起到冷却、防锈、密封、延长机械的使用寿命。还可起到冷却、防锈、密封、吸振等作用。吸振等作用。一、一、润滑剂的性能与选择润滑剂的性能与选择1.1.润滑油润滑油 主要有矿物油、合成油、动
8、植物油等，其中应用最广泛的为主要有矿物油、合成油、动植物油等，其中应用最广泛的为 矿物油。矿物油。润滑剂种类：润滑剂种类：润滑油、润滑脂润滑油、润滑脂（常用）（常用）固体润滑剂固体润滑剂 气体润滑剂气体润滑剂 粘度的大小表示了液体流动时其内摩擦阻力的大小，代表液体稀稠程度粘度的大小表示了液体流动时其内摩擦阻力的大小，代表液体稀稠程度粘度愈大，内摩擦阻力就愈大，液体的流动性就愈差。粘度愈大，内摩擦阻力就愈大，液体的流动性就愈差。润滑剂的最主要性能指标：润滑剂的最主要性能指标：粘度粘度 粘度可用动力粘度、运动粘度、条件粘度（恩氏粘度）等表示。粘度可用动力粘度、运动粘度、条件粘度（恩氏粘度）等表示。
9、我国的石油产品常用运动粘度来标定。我国的石油产品常用运动粘度来标定。3/mkg 为密度，单位为为密度，单位为sm2（1 1）动力粘度）动力粘度 为动力粘度，单位为为动力粘度，单位为PaPa s s 为运动粘度，单位为为运动粘度，单位为 。（2 2）运动粘度）运动粘度润润 滑滑 一般润滑油的一般润滑油的牌号牌号就是该润滑油在就是该润滑油在4040 C C（或（或100100 C C）时运动粘度）时运动粘度（以（以 为单位）的平均值。为单位）的平均值。smm2E8.64-E0.8（3 3）条件粘度）条件粘度以以 表示恩氏粘度（即为条件粘度）。表示恩氏粘度（即为条件粘度）。运动粘度和恩氏粘度之间可通
10、过下式进行换算：运动粘度和恩氏粘度之间可通过下式进行换算：当当1.35 E E3.2时时 E4.0-E6.7当当 E E 3.2时时t0E 粘度随温度的升高而降低。粘度随温度的升高而降低。粘度随压强的升高而加大，但当压强小于粘度随压强的升高而加大，但当压强小于 20MPa20MPa时，其影响甚小，可不予考虑。时，其影响甚小，可不予考虑。润滑剂的最主要性能指标：凝点、闪点、燃点、油性润滑剂的最主要性能指标：凝点、闪点、燃点、油性常用润滑油的性能和用途见表常用润滑油的性能和用途见表2.2。润润 滑滑润润 滑滑续表续表润润 滑滑2.润滑脂润滑脂 润滑脂是在润滑脂是在润滑油中加入稠化剂润滑油中加入稠化
11、剂(如钙、钠、锂等金属皂基）而形如钙、钠、锂等金属皂基）而形成的脂状润滑剂，又称为黄油或干油。成的脂状润滑剂，又称为黄油或干油。润滑脂的流动性小，不易流失，所以密封简单，不需经常补充。润滑脂的流动性小，不易流失，所以密封简单，不需经常补充。润滑脂对载荷和速度变化不是很敏感，有较大的适应范围，但因其摩润滑脂对载荷和速度变化不是很敏感，有较大的适应范围，但因其摩擦损耗较大，机械效率较低，故不宜用于高速传动的场合。擦损耗较大，机械效率较低，故不宜用于高速传动的场合。(1)(1)滴点滴点 是指润滑脂受热后从标准测量杯的孔口滴下第一滴油是指润滑脂受热后从标准测量杯的孔口滴下第一滴油时的温度。时的温度。(
12、2)(2)锥入度锥入度 即润滑脂的稠度。即润滑脂的稠度。润润 滑滑 目前使用最多的是钙基润滑脂，其耐水性强，但耐热性差。目前使用最多的是钙基润滑脂，其耐水性强，但耐热性差。钠基润滑脂，其耐热性强，但耐水性差。钠基润滑脂，其耐热性强，但耐水性差。锂基润滑脂，性能优良其耐水性、耐热性均好。锂基润滑脂，性能优良其耐水性、耐热性均好。常用润滑脂的性能和用途见表常用润滑脂的性能和用途见表2.3。4.润滑剂的选用润滑剂的选用 润滑剂选用的基本原则是：润滑剂选用的基本原则是：低速、重载、高温、间隙大的情况下，应选用粘度较大的润滑油；低速、重载、高温、间隙大的情况下，应选用粘度较大的润滑油；高速、轻载、低温、
13、间隙小的情况下应选粘度较小的润滑油。高速、轻载、低温、间隙小的情况下应选粘度较小的润滑油。润滑脂主要用于速度低、载荷大、不需经常加油、使用要求不高润滑脂主要用于速度低、载荷大、不需经常加油、使用要求不高 或灰或灰 尘较多的场合。尘较多的场合。气体、固体润滑剂主要用于高温、高压、防止污染等一般润滑剂气体、固体润滑剂主要用于高温、高压、防止污染等一般润滑剂 不能适用的场合。不能适用的场合。润润 滑滑3.润滑油和润滑脂中的添加剂润滑油和润滑脂中的添加剂抗氧化添加剂抗氧化添加剂降凝点添加剂降凝点添加剂极压添加剂极压添加剂油性添加剂油性添加剂二、二、润滑方法和润滑装置润滑方法和润滑装置机械设备的润滑，主
14、要集中在传动件和支承件上。机械设备的润滑，主要集中在传动件和支承件上。油润滑的方法大概有四种：油润滑的方法大概有四种：集中润滑或分散润滑集中润滑或分散润滑连续润滑或间歇润滑连续润滑或间歇润滑压力润滑或无压力润滑压力润滑或无压力润滑循环式润滑或非循环式润滑循环式润滑或非循环式润滑。润润 滑滑脂润滑的装置较为简单，加脂方式有：脂润滑的装置较为简单，加脂方式有：人工加脂人工加脂脂杯加脂脂杯加脂集中润滑系统供脂集中润滑系统供脂2.3 密封装置密封装置1 1、密封的作用、密封的作用 防止泄漏，使润滑连续可靠；防止泄漏，使润滑连续可靠；防止外界脏物进入机器设备内部。防止外界脏物进入机器设备内部。2 2、密
15、封装置的结构、密封装置的结构 密封表面，密封件，辅助件密封表面，密封件，辅助件3 3、密封装置的基本要求、密封装置的基本要求1 1）规定工作条件下具有良好的密封性能；）规定工作条件下具有良好的密封性能；2 2）摩擦阻力小，摩擦系数稳定；）摩擦阻力小，摩擦系数稳定；3 3）磨损小，工作寿命长；）磨损小，工作寿命长；4 4）结构简单，装拆方便，价格低廉。）结构简单，装拆方便，价格低廉。综上所述，在设计机械时，选择适当的润滑装置和密封装置是必综上所述，在设计机械时，选择适当的润滑装置和密封装置是必不可少的，在使用机械时，更应注意机械的润滑和维护。还应注意密不可少的，在使用机械时，更应注意机械的润滑和
16、维护。还应注意密封情况，如有漏油现象，应查找原因，及时更换密封件。封情况，如有漏油现象，应查找原因，及时更换密封件。密封装置密封装置 在一般常用的机械中，用得较多的密封装置是密封圈和填料。在一般常用的机械中，用得较多的密封装置是密封圈和填料。4 4、密封装置的类型、密封装置的类型静密封（固定密封）静密封（固定密封）动密封动密封 静密封可采用各种垫片，包括金属、非金属垫片以及密封胶等。静密封可采用各种垫片，包括金属、非金属垫片以及密封胶等。动密封又分为接触式、非接触式、半接触式密封，其中应用较广动密封又分为接触式、非接触式、半接触式密封，其中应用较广的是接触式密封，它主要是利用各种密封圈或毡圈密封。各种密封件的是接触式密封，它主要是利用各种密封圈或毡圈密封。各种密封件都已标准化，可查阅手册选取适当的形式。都已标准化，可查阅手册选取适当的形式。
