湖南大学机械设计课件第4章

4-1第四章摩擦、磨损与润滑（一）教学要求：掌握摩擦副分类及基本性质、磨损过程和机理及润滑的类型和润滑常见方法，润滑剂类型、选用。（二）教学的重点与难点摩擦副基本性质和典型磨损过程、润滑剂选用和常见润滑方法。（三）教学时数：1学时（后面轴承一章将还有补充介绍）►世界上约有1/3～1/2的能源消耗在摩擦上。►摩擦的结果是磨损。►一半以上的零件是因磨损而失效。►润滑是减少摩擦与磨损的有力措施。►摩擦也有有利的一方面－－如摩擦轮、皮带、制动器。§4-1摩擦相对应有：液体润滑、边界润滑、混合润滑§4-2磨损一、磨损过程的三个阶段：液（流）体摩擦内摩擦外摩擦静摩擦动摩擦滑动摩擦滚动摩擦干摩擦混合摩擦边界摩擦分类——无润滑剂或保护膜——油膜厚1μ,干~液之间——油膜厚1.5~2μ以上，两物完全隔开——三者综合不利处——效率和可靠性,使机器报废。有利处——表面粗糙度（磨削、研磨、抛光、跑合等)。4-2跑合阶段结束后应清洗零件、更换润滑油二、磨损分类：§4-3润滑一、润滑剂：1、润滑油：冲蚀磨损——运送物（液、气等）中夹带硬物。按磨损结果分按磨损机理分点蚀磨损胶合磨损擦伤磨损粘（附）着磨损——冷焊（压力大时）材料转移。磨粒磨损——表面硬质突出物或外来硬粒引起表层脱落，常见。疲劳磨损（点蚀）——局部因弹性变形形成小接触区，受交变应力表层或内层有微裂纹扩展脱落。腐蚀磨损——与周围介质发生反应（化学或电化学）。分五级：轻微磨损涂抹擦伤撕脱咬死又称胶合，发生于高速、重载作用摩擦系数机械效率磨损、寿命冷却、防尘、吸振等分为润滑油润滑脂固体润滑剂——（石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯）气体润滑剂——（如空气、氢气、水蒸气……）性能稳定，在350℃上才开始氧化，并可在水中工作与金属表面吸附性强，f低，可在-60~300℃内工作，欲水性能↓f低，只有石墨的一半↓4-31）分类2）评价指标附：关于粘度的说明：◆动力粘度η——用η表示。1m3的液体，其上、下表面间发生相对速度为1m/s的相对运动时所需的切向力为1N，称为动力粘度。单位：1Pa·s（=1N·s/m2）◆运动粘度ν——用ν表示。动力粘度与相同温度下液体的密度ρ之比称为运动粘度。单位：m2/s（ρ的单位为kg/m3）一般润滑油的牌号就是该润滑油在40℃（或100℃）时运动粘度（以mm2/s为单位）的平均值。如L-AN46全损耗系统用油（原称10号机械油）在40℃时的ν=41.4～50.6mm2/s。◆条件粘度ηE——用ηE表示。又称恩式粘度，许多国家用。在给定温度下，从恩式粘度计流出200ml样品油所需时间与同体积蒸馏水在20℃时流出所需时间之比值，称为条件粘度。运动粘度与恩式粘度之间可以换算——略（P51式4-8）2、润滑脂：分为有机油——如动、植物油矿物油——应用最广，如机油（现称为全损耗系统油）、柴油等化学合成油粘度——最重要指标，越大流动性越差，分为动力粘度η运动粘度ν条件粘度ηE油性（润滑性）——油中极性分子与金属表面吸附形成油膜的性能。极压性——油中加入含S、Cl、P的有机极性化合物后，生成边界膜的能力，可抗磨、抗高压。闪点——在标准仪器中蒸发出油汽，遇火能发出闪光时的最低温度。凝点——规定条件下不能再自由流动时的最高温度。氧化稳定性——发生氧化生成硫、氯、磷的酸性化合物、胶状、腐蚀金属。——我国常用——工作温度应低于闪点30～40℃■国际单位制中采用St（斯）为单位。■1St=1cm2/s=100cSt（厘斯）1cSt=1mm2/s■Pa·s是国际单位制（SI）的粘度单位。■在绝对单位制（C.G.S制）中，单位为：1dyn·s/cm2称为1P（泊）。■常用厘泊（cP），1P=100cP）Pa·SKg/m3m2/S我国——以°Et（恩式度）作单位美国——以SUS（赛氏通用秒）作单位英国——以R（雷式秒）作单位单位4-4——在润滑油中加入稠化剂（钙、钠、锂等的金属皂基）不宜用于高速传动的场合2）主要评价指标①滴点——加热后从标准测量杯的孔口滴下第一滴油时的温度。工作温度应比滴点温度低20～30℃②锥入度——指润滑脂的稠度。将质量为1.5N的标准锥体在25℃恒温下，从润滑脂表面自由沉下，5秒后进入的深度（以0.1mm为单位），值愈小愈稠。润滑脂的牌号就是该润滑脂的锥入度等级。3、固体润滑剂：①石墨——性能稳定，在350℃以上才开始氧化，并可在水中工作。②二硫化钼——与金属表面吸附性强，f低，可在-60～300℃内工作，遇水性能将↓。③聚四氟乙烯——f低，只有石墨的一半。4、气体润滑剂：①空气——此类中常用，如做气体轴承。②氢气③水蒸汽二、润滑剂的选择：三、润滑方式：1、油润滑：1）类型钙基润滑脂——使用最多，耐水性强，但耐热性差（60℃），露天用适宜。钠基润滑脂——耐热性较好（115～145℃），但耐水性较差。锂基润滑脂——性能优良，既耐水又耐热，-20～150℃内广泛适用。铝基润滑脂——耐水性好，吸附能力强，可防锈。润滑油低速、重载、高温、大间隙——选粘度大的。高速、轻载、低温、小间隙——选粘度小的。润滑脂——用于低速、大载荷、不常加油、使用要求不高、多尘处。气体、固体润滑剂——用于高温、高压、防尘污染等其它润滑剂不适用处。有四种方式集中/分散润滑连续/间歇润滑——油壶油枪注射压力/无压力润滑循环/非循环润滑具体方法滴油润滑油环润滑飞溅润滑压力循环润滑——用油泵供油4-5给油元器件——油壶、油枪、油杯、油绳、油垫、油环、油轮、油泵、油雾发生器。2、脂润滑：人工涂抹脂杯加脂——应用较多集中润滑系统供油