1、第四章 机械零件的摩擦、磨损、润滑及密封4-1滑动摩擦:1、 干摩擦:两摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜而直接接触的纯净表面间的摩擦,机械设计中通常把未经人为润滑的摩擦状态当作干摩擦。其摩擦阻力和摩擦功耗最大,磨损最严重。2、 边界摩擦:摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开3、 流体摩擦:两摩擦表面被流体层隔开理论上没有磨损,零件使用寿命最长,是一种最为理想的摩擦状态4、 混合摩擦:摩擦状态处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态4-21、 流体静压润滑:将液压泵等外界设备提供的压力流体送入摩擦表面之间,以静压力来平 衡外载荷,使摩擦表面分离而达到流体润滑的目的。用于两个相对静止的或相对速度很低的,以及平行
2、的摩擦表面件不可能获得流体动压润滑2、 流体动压润滑:两个作相对运动物体的摩擦表面,用借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开,由流体膜产生的动压力来平衡外载荷。摩擦力小、磨损小甚至没有、缓和振动与冲击。 4-3巴威尔磨损分类:1、 粘着磨损:在切应力的作用下,摩擦副表面的吸附膜和脏污膜遭到破坏,使表面的轮廓 峰在相互作用的各点触发生冷焊,由于相对运动,材料便从一个表面转移到另一个表面,形成粘着磨损。措施:1、合理选择配对材料2、限制摩擦表面的温度 3、控制压强2、磨粒磨损:进入摩擦面间的游离硬颗粒或硬的轮廓峰尖在较软材料表面上犁刨出很多沟纹而引起材料脱落的现象。措施:1、降低磨粒
3、对表面的作用力并使载荷均匀分布2、提高材料表面硬度3、降低表面粗糙度值4、增加润滑膜厚度5、采用防尘或过滤装置保证摩擦表面清洁3、疲劳磨损:在接触变应力的作用下,如果该应力超过材料相应材料的接触疲劳极限,就会在摩擦副表面或表面以下一定深度处形成疲劳裂纹,随着裂纹的扩展及相互联接,金属微粒便会从零件工作表面上脱落,导致表面出现麻点损伤现象。措施:1、降低表面粗糙度2、提高润滑油粘度3、合理选择零件接触面的硬度4、腐蚀磨损:摩擦过程中金属与周围介质发生化学或电化学反应而引起的表面损失。4-4因为机加工后零件的摩擦表面上存在高低不等的轮廓峰,摩擦副实际接触面积较小、压强较大,故磨损速度快。使用前进行
4、磨合可以避开这段磨损阶段,保证机械工作的稳定性。原则:机械零件在磨合期工作时,应按规程由轻至重缓慢加载,并注意油的清洁,防止杂物进入摩擦面而造成严重磨损。磨合阶段结束,润滑油应全部更新。4-5润滑剂的分类:1、气体 2、液体3、半固体4、固体作用:1、降低摩擦,减轻磨损2、保护零件不发生锈蚀3、散热降温4、液体润滑剂还具有缓冲、吸振5、膏状润滑脂同时具有密封作用4-6润滑油粘度:它的流动阻力动力粘度:动力粘度是使用单位距离的单位面积液层,产生单位流速所需之力。单位:Ns/ m2 (牛顿秒每米方)既 PaS(帕秒)运动粘度:即动力粘度 u 与密度 p 的比值:v=u/p,单位:m 2/s条件粘度
5、:在一定条件下、利用某种规格的粘度计,通过测定润滑油穿过规定孔道的时间来进行计量的粘度。单位:恩氏度4-7粘-温特性:粘度随温度变化的特性。粘度随温度的增高而降低。粘-压特性:粘度随压力变化的特性。粘度随压力的增高而增高,只在高压下才显著。4-8我国工业润滑油产品的牌号现在大多是按油品 40的运动黏度的中心值来划分4-9润滑油:1、粘度2、润滑性3、挤压性4、闪点5、凝点6、氧化稳定性润滑脂:1、锥入度2、滴点4-10润滑性:指润滑油中极性分子与金属表面吸附形成边界油膜,以减小摩擦和磨损的性能。低速、重载或润滑不充分的场合4-11极压性:在润滑油中加入含硫、磷、氯等的有机极性化合物后,油中极性
6、分子在金属表面生成抗磨、耐高压的化学反应边界膜的性能。重载、高速、高温条件下4-12边界膜:两表面间加入润滑油后,在金属表面会形成的一层边界油膜分类:1、 物理吸附膜:由润滑油中的极性分子与金属表面相互吸引而形成的吸附膜2、 化学吸附膜:润滑油中的分子靠分子键与金属表面形成的化学吸附膜3、 化学反应膜:在润滑油中加入硫、磷、氯等元素的化合物(添加剂)与金属表面进行化学反应而生成的膜防止边界膜破裂的途径:限制 PV 值以控制摩擦面温度4-13润滑油润滑:1、 手动给油装置:油壶或油枪2、 滴油润滑:油杯3、 油绳和油垫润滑4、 油环或油链润滑5、 油浴和飞溅润滑6、 压力强制润滑7、 喷油润滑4-14润滑脂润滑:1、 脂杯润滑2、 脂枪润滑4-15精密封:1、 直接接触密封2、 垫片、垫圈密封3、 自紧式密封4-16接触式旋转轴密封:1、 毡圈密封:低速、指润滑场合2、 油封密封:外部环境多尘、有雨水3、 机械密封:高速、高温(或低温) 、高压、高真空及腐蚀性介质环境非接触式旋转密封:1、间隙密封:主要用于密封液体2、迷宫密封:用于高速旋转轴的密封3、螺旋密封:低速轴 4、磁流体密封:气体和真空密封、航天设备、计算机硬盘轴承