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第一章 摩擦学基础知识(润滑)

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润滑基础知识

润滑基础知识

润滑基础知识润滑基础常识一、设备在运转时是怎么产生磨损的?答：相对运动中的两物体接触表面材料的逐步损失或转移，即形成磨损。

是随同摩擦而产生的现象，是摩擦的成果。

一个机体的磨损进程大抵可分为：(1)跑合磨损阶段(2)稳固磨损阶段(3)剧烈磨损阶段。

产生磨损的方式有以下几种：1、粘着磨损：当摩擦表面的微凸体在彼此作用的各点处发生"冷焊"后，在相对滑动时，材料从一个表面转移到另一个表面。

2、磨料磨损：硬的颗粒或硬的崛起物，引起摩擦面材料脱落。

3、疲劳磨损：摩擦面受周期性载荷的作用，使表面材料疲劳而引起材料微颗粒脱落。

4、冲蚀磨损：当一束含有硬质微颗粒的流体冲击到固体表面上时就会造成冲蚀磨损。

5、腐蚀磨损：摩擦表面受到空气中的酸或润滑油、燃油中残存的少量无机酸及水份的化学作用或电化学作用。

二、设备在运转时，是怎样润滑的?答：摩擦表面间，由于润滑油的存在而大大转变了摩擦的特征。

润滑油能在金属摩擦表面形成油膜，这种油膜能将两金属摩擦表面一直隔开，使其摩擦表面发生的粘着磨损、磨料磨损变得很小，同时润滑油还能起均化载荷作用，能下降两金属摩擦表面的疲劳磨损。

详细润滑机理可分为：(一)边界润滑：当两个受润滑油润滑的表面在重载作用下靠的无比紧(两表面间可能只有一微米，甚至只有一两个分子那样厚的油膜存在，以至有相称多的摩擦表面微凸体发生接触)，而润滑油的体积性质(即粘度)还不能起作用时，其摩擦特性便主要取决于润滑油和金属表面的化学性质。

这种能掩护金属不致粘着的薄膜，叫边界膜。

其形成原理如下：1、物理吸附作用：当润滑油与金属接触时，润滑油就在两者的分子吸力的作用下紧贴到金属表面上，形成物理吸附膜。

2、化学吸附作用：当润滑油分子受化学键力的作用而贴附到金属表面上时，就形成化学吸附膜。

3、化学反映：当润滑油分子中含有以原子情势存在的硫、氯、磷时，在较高的温度(通常在150℃~200℃)下这些元素能与金属起化学反响，形成硫、氯、磷的化合物。

摩擦与润滑

摩擦与润滑

摩擦与润滑1、基本概念基本概念基本概念基本概念摩擦学：摩擦学（Tribology）一词是1966年才开始使用的，是研究相互作用表面发生相对运动时的有关科学、技术和实践的一门综合性科学技术，其基本内容就是研究机械中的摩擦、磨损和润滑问题。

摩擦：两个相互作用的物体在外力作用下发生相对运动时所产生的阻碍运动的阻力称为“摩擦力”，这种现象称之为“摩擦”。

磨损：摩擦副之间发生相对运动时引起接触表面上材料的迁移或脱落过程称之为磨损。

润滑：在两物体相对运动表面之间施加润滑剂，以减少接触表面间的摩擦和磨损。

2、基本原理：摩擦原理的早期认识及基本观点：答：凹凸说：1、认为摩擦的起因是一个凸凹不平的表面沿另一‘表面上的微凸物体上升所作的功，也就是说摩擦是由于表面凸凹不平而引起，即摩擦的凹凸学说。

2、库仑在解释摩擦起因时，他认为首先是接触表面凹凸不平的机械啮合力，其次是分子之间的粘附力。

虽然，他已认识到粘附在摩擦于可能起一定作用．但是次要的，粗糙表面的微凸体才是主要的。

粘附说：1、摩擦粘附说：认为摩擦力的真正原因在于接触摩擦区两表面之间的分子粘附作用。

2、表面分子吸引力理论：认为摩擦是接触表面分子间相互排斥力与相互吸引力的作用结果。

3、分子机械摩擦理论：认为机械与分子吸附是摩擦之源。

摩擦与接触面微凸体的弹塑性变形、微凸体相遇时的剪切、犁沟以及接触面分子吸引有关。

4、近代被公认的摩擦粘附理论：认为表观接触面积与真实接触面积差别很大，而且真实接触面积还会随摩擦条件而变化，两微凸体之间因存在吸附力而形成接点。

摩擦力应为剪断金属之间接点所需的力与硬金属表面微凸体在软金属表面犁沟所需力之和。

这一理论最初应用于两种金属之间的摩擦，现在，已深入到非金属等许多其他材料。

第一章表面性质与表面接触1、为什么在选择润滑剂时希望其表面张力越低越好？答：液体的表面张力越小，接触角越小，固体表面就越容易被液体表面浸润。

一般认为，液体的表面张力小于固体的表面张力即可润湿固体表面，所以在选择润滑剂时希望其表面张力越低越好。

润滑基础知识

润滑基础知识

润滑（油）剂的分类和作用
3、润滑油的作用 （1）降低摩擦 在摩擦面之间加入润滑剂，形成润滑油膜， 避免金属直接接触造成摩擦，从而降低摩擦系数， 减少摩擦阻力，减少功率损失。 （2）减少磨损 摩擦面间具有一定强度的润滑膜，能够支撑 负荷，避免或减少金属表面的直接接触，从而可 减轻接触表面的塑性变形、熔化焊接、剪断再粘 接等各种程度的粘着磨损。
磨损的类型 ： 粘结：摩擦产生的热量使接触面熔和、焊接 研磨：接触面之间有固体颗粒(磨粒)存在 腐蚀：同环境物质发生反应，然后脱落 疲劳：滚动接触时表面疲劳 气蚀：气泡的迅速形成和破裂造成压力的急 剧变化，冲击金属表面
润滑的意义
3、润滑 形成一个更易于剪断的润滑膜（油膜），从 而减少或避免两个接触表面的摩擦和磨损。 4、润滑剂 介于两个相对运动的物体之间，有减少两物 体因接触而产生的摩擦的功。 5、润滑（油）剂的主要作用 减少摩擦 减少磨损 冷却系统 防止生锈 清洁系统 密封和缓冲
润滑（油）剂的分类和作用 （3）冷却降温
润滑剂能够降低摩擦系数，减少摩擦热产生， 而且能够带走产生的摩擦热。 （4）密封隔离 润滑剂特别是润滑脂，覆盖于摩擦表面或其 他金属表面，可隔离空气、湿气或其他有害介质， 保护摩擦面。 （5）冲洗清净 润滑剂在润滑过程中不断流动，可及时冲刷 走摩擦表面上的磨屑及污物，防止发生磨粒磨损。 （6）动力传递和防锈防腐
润滑（油）剂的特点和质量指标 （2）汽轮机油特点
在汽轮机组中，汽轮机油是循环使用的，由 于循环速度较快次数较多，要求油品上的使用年 限较长，并与空气和及金属接触，因此，要求汽 轮机油有良好的抗氧化性，在长期的运转中生成 的沉淀少，酸值增加不显著。 <1>极好的分水性能，能快速彻底分离因各种原因 进入系统的水分。 <2>优良的氧化安定性，有效延长使用寿命。 <3>优良的抗泡性和空气释放性能。 <4>优良的防锈、防腐性，防止设备的锈蚀

金属加工润滑基础知识之一摩擦学

金属加工润滑基础知识之一摩擦学

金属加工润滑基础知识之一摩擦学金属加工润滑基础知识之一摩擦学摩擦学的三个方面：摩擦、磨损、润滑摩擦：相互接触的物体在相对运动时或具有相对运动的趋势时，接触面间发生阻碍相对运动的现象，称为摩擦。

所产生阻碍其相对运动的阻力称之为摩擦力。

特征：摩擦阻力、摩擦热量、材料磨损摩擦种类：（按摩擦副表面的润滑状态分类）1、干摩擦：在没有任何润滑剂的条件下，两物体表面间的摩擦。

2、液体摩擦：又称流体摩擦。

是发生在液体内部的一种摩擦现象，包括纯液体流动时的摩擦和液体将金属表面隔开时的摩擦。

一般来讲，这层液体的厚度在2微米以上。

3、边界摩擦：当固体表面不是被一层液体隔开，而是被一层很薄的吸附油膜隔开，或是被一层具有分层结构和润滑性能的边界膜隔开时的摩擦，称为边界摩擦。

这层膜的厚度一般在0.1-1微米以下。

4、混合摩擦：物体相对运动时，由于它的表面粗糙度不同，当凸起较高的部分发生边界摩擦时，凸起较低的部分处于液体摩擦状态或半液体摩擦中，当凸起较低的部分处于边界摩擦时，凸起较高的部分因挤压较剧烈会导致边界膜破烈，其表面直接接触发生局部干摩擦、半干摩擦。

磨损：定义：相互接触的物体在相对运动时，表层材料不断发生的损耗的过程，或者产生残余变形的现象。

磨损的三个阶段：磨合、稳定磨损、急剧磨损磨损的类型：1、粘附磨损：接触表面相对运动时，由于分子间的吸引力作用而产生粘附连接，致使材料从表面脱掉的磨损。

2、磨料磨损：接触表面相对运动时，由于硬质颗粒或较硬表面上的微凸体，在摩擦过程中的“梨削”“切削”“磨削”作用引起表面擦伤，表层材料脱落或分离出碎屑和其他磨粒。

3、疲劳磨损：两个相互作用的摩擦表面，由于表层材料疲劳，产生微观裂纹并分离出磨粒和碎片剥落，形成凹坑，造成磨损。

4、腐蚀磨损：摩擦副在第三介质的作用下发生的腐蚀磨损，比如：润滑油酸化变质产生的酸性油泥；手汗；潮湿空气中的氧、二氧化硫、硫化氢等等。

磨损的影响因素：1、润滑对磨损的影响（降低摩擦系数，液体润滑时能防止粘附磨损，洁净润滑能减少磨料磨损；有防锈性能的润滑剂能减少腐蚀磨损）2、材料性能对磨损的影响（材料的硬度和韧性；硬度决定表面抵抗能力，过高硬度易产生碎屑，产生磨料磨损。

摩擦与润滑基本知识

摩擦与润滑基本知识

摩擦与润滑基本知识1.摩擦产生的原因：当接触表面粗糙度较大时，接触表面凹凸不平处相互啮合，摩擦力的主要因素表现为机械啮合；当接触表面粗糙度较小时，两接触面的分子相互吸引，摩擦力的主要因素表现为表面分子的吸引力。

2.根据物体的表面润滑程度，滑动摩擦可分为干摩擦、液体摩擦、界限摩擦、半液体和半干摩擦等。

2.1干摩擦：在摩擦表面之间，完全没有润滑油和其他杂质，摩擦表面之间作相对运动时所产生的摩擦叫做干摩擦。

例如制动闸瓦与制动轮作相对运动时即产生干摩擦。

2.2液体摩擦：在两个滑动摩擦表面之间，由于充满润滑剂，因而表面不发生直接接触，摩擦发生在润滑剂的内部，叫液体摩擦。

例如空气压缩机的主轴瓦。

2.3界限摩擦：两个滑动摩擦表面之间由于润滑剂供应不足，无法建立液体摩擦，只能依靠润滑剂中的极性油分子在摩擦表面形成一层极薄的油膜，属于液体摩擦过渡到干摩擦的最后界限。

3.零件磨损的主要形式：3.1磨粒磨损：有硬质微粒进入摩擦表面间时，摩擦表面被硬粒切下或擦下切屑而形成的刮伤。

3.2刮研磨损：由摩擦表面的微观不平度而发生的磨损，主要是较硬的一面对较软的一面形成切削。

3.3点蚀磨损：表面上有重复的接触应力，在表面上引起微观裂痕，这些裂痕逐渐扩大，形成麻斑式的剥落。

3.4胶合磨损：摩擦表面润滑油不足，当滑动速度较高、压强过大时，局部的摩擦变形热量和塑性变形热量，使较软的材料局部熔化，粘在另一表面上而被撕下来的磨损。

3.5塑性变型：表面发生了塑性变形的一种摩擦。

3.6金属表面的腐蚀：金属表面层氧化，变成松软多孔，易于脱落，丢失耐磨强度的状态。

实例一，摩擦的规律：同类纯金属间的摩擦因数比异类纯金属间和同类合金间的摩擦因数大得多。

4.影响磨损的因素和减小磨损的途径4.1润滑：轴径与轴瓦建立液体摩擦的必要条件是a、合适的间隙配合，确保油膜形成；b、润滑油充足，具备必要的压力和速度；c、轴径要有足够的转速；d、轴径与轴承配合表面的加工精度要适当；e、注油孔和油槽要设计在轴承承载区以外。

摩擦与润滑整理资料

摩擦与润滑整理资料

Chap 11.外摩擦：发生在工件和工具接触面之间，阻碍金属流动的摩擦，称外摩擦，是影响材料变形的重要因素之一。

2.研究摩擦的意义：全世界工业能源的1/3被摩擦损耗掉，失效零件的80%是由于磨损造成的。

因此，发展摩擦学可以有效的节约能源。

Chap21．金属塑性成形过程中摩擦的特点和作用如何？特点：（1）在高压下产生的摩擦；（2）较高温度下的摩擦；（3）伴随着塑性变形而产生的摩擦；（4）摩擦副（金属与工具）的性质相差大。

作用：（1）不利的方面：（a）改变物体应力状态，使变形力和能耗增加；（b）引起工件变形与应力分布不均匀；（c）恶化工件表面质量，加速模具磨损，降低工具寿命，而且降低制品的表面质与尺寸精度；（2）利用：（a）增大摩擦改善咬入条件，强化轧制过程；（b）增大冲头与板片间的摩擦，强化工艺，减少起皱和撕裂等造成的废品。

2.金属塑性成形过程中摩擦的类型及各自的特征是什么？（1）干摩擦：完全没有润滑，金属与工具之间直接接触。

（2）流体摩擦：较厚的润滑层将金属与工具隔开，摩擦发生在流体内部的分子之间，与接触表面的状态无关，与流体的粘度，速度梯度等。

（3）边界摩擦：介于干摩擦和流体摩擦的一种摩擦类型。

（4）混合摩擦：摩擦表面上既存在干摩擦状态，也存在边界摩擦状态和流体润滑状态的一种摩擦类型。

Chap31.金属表层的结构组成如何？金属材料的表面层结构注意：加工硬化层也叫冷硬层和贝氏体层；氧化层又称污染层。

2.何谓表面粗糙度及表示方法有哪些？加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。

表征材料表面微观几何形状特征，表面微凸体的高度与分布。

表示方法有：（1）轮廓算术平均偏差Ra 该方法能够充分反映表面微观几何特征但对于测量过于粗糙或光滑的表面不适用。

（2）微观不平度十点高度Rz 该方法测量简便，但只反映峰高，不反映峰的几何特征，受测量者主观影响较大，无周期性的宏观误差。

（3）轮廓最大高度Ry 对控制深加工痕迹有重要意义，保证小零件的表面质量，不如Rz反映的几何特征准确。

摩擦与润滑基础知识

摩擦与润滑基础知识目录一、摩擦学概述 (3)1. 摩擦定义及分类 (4)2. 摩擦现象产生原因 (5)3. 摩擦学研究内容 (6)二、润滑基础 (7)1. 润滑概念及作用 (8)2. 润滑剂的种类与选择 (9)3. 润滑剂的性能指标 (11)三、摩擦与润滑原理 (13)1. 摩擦原理 (14)（1）干摩擦与湿摩擦 (15)（2）静摩擦与动摩擦 (16)（3）摩擦系数 (17)2. 润滑原理 (17)（1）液体润滑理论 (18)（2）边界润滑理论 (19)（3）混合润滑理论 (20)四、摩擦与润滑影响因素 (21)1. 材料性质影响 (22)2. 载荷影响 (23)3. 速度影响 (24)4. 温度影响 (24)5. 环境影响 (25)五、摩擦与润滑在机械设备中的应用 (26)1. 机械设备中的摩擦现象分析 (28)2. 润滑系统在机械设备中的作用 (29)3. 典型机械设备的润滑设计实例 (30)六、摩擦与润滑的试验方法及设备 (31)1. 摩擦试验方法及设备 (32)2. 润滑试验方法及设备 (33)3. 实验结果分析与评价 (34)七、摩擦与润滑的故障诊断及维护保养 (35)1. 摩擦故障类型及诊断方法 (36)2. 润滑系统故障分析及处理 (38)3. 设备维护保养策略与建议 (39)八、摩擦与润滑的未来发展趋势 (41)1. 新材料在摩擦与润滑领域的应用 (42)2. 智能润滑技术的发展趋势 (43)3. 绿色环保理念在摩擦与润滑领域的应用前景 (44)一、摩擦学概述摩擦学是研究摩擦现象及其产生机理、摩擦过程中的物理和化学变化、摩擦性能和润滑技术的一门科学。

它是机械工程、材料科学、物理学和化学等多个学科的交叉领域。

在现代工程实践中，摩擦学对于提高机械效率和可靠性、节约能源、减少磨损和延长设备寿命等方面具有至关重要的作用。

摩擦是一种普遍存在的物理现象，任何相互接触的物体在相对运动时都会产生摩擦。

摩擦磨损与润滑课件第一章绪论

抗氧化性
表示润滑剂在长期储存和使用过程中抵抗氧 化变质的能力。
05
CATALOGUE
润滑理论简介
润滑理论的发展历程
01
古代润滑理论
古代人类在实践中发现某些物质可以减少摩擦，如油脂、动物脂肪等，
但缺乏科学理论支撑。
02
近代润滑理论
随着工业革命的发展，机械设备的广泛应用，润滑理论逐渐形成。例如
，库伦提出了关于摩擦的定律，奠定了现代摩擦学的基础。
02
CATALOGUE
摩擦现象与原理
摩擦现象的分类
01
02
03
干摩擦
表面之间没有润滑剂，如 金属之间的摩擦。
流体摩擦
表面被润滑剂分开，如滑 轮中的润滑油与金属表面 之间的摩擦。
边界摩擦
表面间有一层极薄的润滑 剂，如滑动轴承中的润滑 油膜与轴颈之间的摩擦。
摩擦产生的原理
表面粗糙度
由于表面微观不平度，实际接触面积 小于名义接触面积，导致实际接触点 承受压力，产生弹性变形和塑性变形 ，从而产生摩擦。
疲劳剥落
由于循环接触应力作用 ，使表面材料发生疲劳
裂纹并剥落。
粘着与撕脱
由于粘着作用，使材料 从一个表面转移到另一 个表面，或从一个表面
撕脱。
腐蚀与磨损
由于腐蚀介质的作用， 使表面材料发生腐蚀并
导致磨损。
04
CATALOGUE
润滑及其作用
润滑剂的种类
润滑油
主要用于液体润滑，如发动机 机油、齿轮油等。
交通运输领域
润滑理论在交通运输领域中涉及汽车、飞机和船舶等交通 工具的发动机润滑、传动系统润滑和液压系统润滑等方面 。
科研领域
润滑理论也是摩擦学、流体力学、材料科学等领域的重要 研究方向之一，对于推动相关学科的发展具有重要意义。

摩擦与润滑基础

Viscosity, cSt 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Normal course of a viscosity-temperature curve (parabolic)
滴点 (DIN ISO 2176, ASTM-D 566)
滴点指在标准的测试条件下， 滴点指在标准的测试条件下，润滑脂达到一定 流动性的温度。通常润滑脂在此温度下， 流动性的温度。通常润滑脂在此温度下，增稠剂分 子结构在高温下发生不可逆的破坏 发生不可逆的破坏， 子结构在高温下发生不可逆的破坏，不能再容纳基 础油。 础油。 滴点并不是一个很精确的润滑脂工作上限温度。 滴点并不是一个很精确的润滑脂工作上限温度。 工作上限温度是指润滑脂仍能提供很好的润滑性能 工作上限温度是指润滑脂仍能提供很好的润滑性能 不会剧烈地改变润滑脂的一致性 一致性。 ，并不会剧烈地改变润滑脂的一致性。滴点只是一 个参考值， 个参考值，在很大程度上依赖于增稠剂的类型和质 它的单位为° 量。它的单位为°C 。
润滑油的性能指标－ 润滑油的性能指标－闪点和燃点 闪点 在一定的条件下,加热油品使油面上方的油蒸气 在一定的条件下 加热油品使油面上方的油蒸气 与空气的混合气体在同给定的小火焰接触时发 生闪火现象的温度. 生闪火现象的温度 闪点反映出可燃液体燃烧或爆炸的可能性的大 同时也是衡量高温性能的一个参考 也是衡量高温性能的一个参考,但是闪 小。同时也是衡量高温性能的一个参考 但是闪 点不能代表润滑油的实际工作温度的高低. 点不能代表润滑油的实际工作温度的高低 燃点 燃点是油的蒸汽和空气的混合物在点燃后接着 燃烧的温度。 燃烧的温度。

设备润滑基础知识


的运动阻力，叫摩擦力，这种现象
叫摩擦。
在机械运动中，发生相对运动
的零件或部件统称为运动副。如：
轴与轴承、齿轮啮合、平面导轨、
链杆与铰链、蜗杆与蜗轮、链条与
链轮、凸轮与顶杆、皮带与皮带轮
等。这些运动副在相对运动的同时
都会发生摩擦，因此，我们也称这
些运动副为摩擦副。
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摩擦的有害方面主要是：
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2．意外的(过早的或事 故的)磨损：
机件在工作期内，因发 生过早的磨损会提前损 坏，或因机件产生缺陷 造成强烈的破坏事故。 一般情况是润滑不良会 引起机件工作不正常。 有时磨损虽在允许范围 内，但磨损速度却迅速 的增快，缩短机械工作 寿命(周期)，最后机件突 然损坏造成事故。
设备润滑基础知识
力问题。因此这门学科的内容包括各种有用的知识，
其所涉及的内容很广泛，有润滑、摩擦、磨损、接触
力学，表面物理和化学等方面的课题。摩擦学就是运
用了物理、化学、数学、材料学和工程学方面的基础
知识来研究各种工程问题；医学问题，日常生活方面
的一切问题。这门学科确实是一门多科性的学科。这
就把摩擦、磨损、润滑，零件设计有机地联系在一起
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4．机件的工作条件对磨损的 影响
(1)机件的受力性质：
它包括载荷的种类、大小和 方向（即短时的、连续的、 突加的、冲击的、局部集中 的、分散均布的、反复载荷、 变载荷等)对磨损的不同影响。
设备润滑基础知识
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2020/12/8
设备润滑基础知识
第一章 摩擦、磨损与润滑
n 第一节 摩擦学简介
n 一、摩擦学发展简史：
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三、润滑脂及其主要性能 • 组成：基础油+稠化剂+添加剂+澎润土 • 润滑脂的性能指标主要有针入度、滴点、析 油量、机械杂质、灰分、水分等
1）针入度 软硬程度 H(mm)/0.1
h
阻力大小、流动性强弱
标准锥体，150g，25 ℃ ，5s
2）滴点----固体 流体的温度转折点，表示耐热性 3）防水性能； 4）静音性能； 5）种类 A)钙基脂：抗水，适于轻中重载荷； B)钠基脂：高温，但不抗水； C)锂基脂：多用途，最好； D)铝基脂：高度耐水性，航运机械 E)其它特种润滑脂（特种合成油、添加剂、 稠化剂等）
五、添加剂 • 作用越来越大，在润滑脂、合成油中不加添加剂，
六、对润滑剂的要求
较低的摩擦系数 良好的吸附和渗入能力 有一定的黏度 有较高的纯度和抗氧化性 没有腐蚀性 有良好的导热性和较大的热容量
七、润滑装置 单体供油装置 油壶， 油杯，
油枪
油杯
压配式油杯
滴油式油杯
油芯式油杯
油环
油链
• 集中供油装置 a) 简单的少数点位集中供油 b) 设备中心、车间及工厂级集中供油 泵站+(稳压+冷却)+过滤+分配器+工位润滑
η t = η0 ( t0 / t )
m
2、润滑油的粘压特性
• 粘度和压力的关系近 似表示为:
η = η0 e
ap
粘温关系曲线
3、油性—反映在摩擦表面的吸附性能 油性 （边界润滑和粗糙表面尤其重要） 4、闪点—瞬时燃烧和碳化的温度； 闪点 燃点—长时间连续燃烧的温度（高温性能）； ； 燃点 5、凝点—冷却，由液体转变为不能流动的临界 凝点 温度； (低温启动性能) 6、极压性（EP）, 在重压下表面膜破裂的最大 极压性（EP） 接触载荷，用PB表示，(极限载荷） 7、酸值—限制润滑剂变质后对表面的腐蚀 酸值
第一章 摩擦学基础知识 润滑） （润滑）
润滑的原理
润滑的原理是给滑动的负荷提供一个减摩的油膜
概述
一、润滑的分类
按 形 态 分 润 滑 剂 的 物 质 按 滑 形 态 分 摩 擦 面 间 的 润 固体润滑 边界润滑 流体润滑 液体润滑 脂润滑 固体润滑 气体润滑 流体动力润滑 流体静力润滑 弹性流体动力润滑
2、运动粘度υ 、 将同一温度下某液体的动力粘度和该液体的密度之比 定义为运动粘度ν。 定义为运动粘度 。
η ν= ρ
或 η = νρ
式中ρ 流体密度， 运动粘度， 式中 流体密度，g/cm3；ν 运动粘度，m2/s； ； 斯托克斯） 。 沲（斯托克斯）St。 1St=10-4m2/s=100cSt（厘沲） （厘沲） 1cSt=10-6 m2/s 一般润滑油的密度ρ＝ 一般润滑油的密度 ＝0.85～0.95g/cm3。 ～
三、润滑状态的转化
h=R
h≥R
h→0
h—间隙，F—压力； 间隙， 压力； 间隙 压力 R—表面粗糙度 表面粗糙度
四 流体润滑定义：
在适当条件下，摩擦副的摩擦表面由一层具有 一定厚度的粘性流体完全分开，由流体的压力来平 衡外载荷，流体层中的分子大部分不受金属表面离 子、电子场的作用而可以自由地移动。这种状态称 为流体润滑。流体润滑的摩擦性质完全取决于流体 的粘性，而与两个摩擦表面的材料无关。 流体润滑的优点：摩擦阻力低，摩擦系数低 流体润滑的优点 （0.001～0.008），磨损降低。 流体润滑的分类：流体静压润滑 流体动压润滑。 流体静压润滑和流体动压润滑 流体润滑的分类 流体静压润滑 流体动压润滑 流体静压润滑是从外部供给具有一定压力的流体来 平衡外载荷。流体动压润滑是由摩擦表面几何形状 和相对运动，借助粘性流体的动力学产生动态压力， 用此润滑膜的动压来平衡外载荷。
O
油压分布曲线
F
υ
pmax
A
x
y
B
流体动力润滑原理2
形成动压油膜的条件：
流体动力润滑的基本原理
1）两摩擦表面之间必须能形成收敛的楔形间隙； 2）两表面之间必须连续充满具有一定粘度的液体； 3）两表面之间必须有一定的相对运动速度。 二、雷诺润滑方程 从动压油 x 方向
O
p
x
υ
pmax
A
h0
x
∂p 与油膜厚度 h 之间关系 的变化率 ∂x 的方程：
h
(h − h0 ) ∂p =6 υ η ∂x h3
y
B
流体动力润滑原理3
流体动力润滑的基本原理
式中： h0 为油压最大处的油膜厚度；
p 、h 分别为油膜中某截面处的（坐标为x）油压和油膜厚度。
上式即为一维雷诺润滑方程。 利用雷诺方程也可解释形成动压油膜的条件。
流体粘度分类
1、动力粘度η 、
v X u F y
η=1N·s/m2或 1Pa·s （SI制） 制
V=1m/s
F=1N
h 1m
F ∂u τ = = −η A ∂y
牛顿流体粘性定律
1m Y
1m
式中η为粘度系数（动力粘度或绝对粘度）。其物理意义为： 式中η为粘度系数（动力粘度或绝对粘度）。其物理意义为： ）。其物理意义为 两个面积各为1m 的平行液面，相距1m 1m， 1m/s的速度作相 两个面积各为1m2的平行液面，相距1m，以1m/s的速度作相 对运动，此时产生的阻力为该液体的动力粘度， 表示。 对运动，此时产生的阻力为该液体的动力粘度，以η表示。 当阻力为1N 牛顿） 1N（ 动力粘度为1P 1P（ 当阻力为1N（牛顿）时，动力粘度为1P（泊）。
四、固体润滑剂
•用途 用途：真空、辐射、重载等恶劣环境； 用途 •种类 种类：MoS2，PTFE，石墨，氟化石墨， WS2、 种类 纳米材料 •应用方法 应用方法：涂镀，沉积，粘贴，嵌入，添加剂 应用方法
则润滑很差或没有润滑作用 • 种类繁多： １）油性添加剂，极性分子结构； ２）抗磨／极压（EP）添加剂 ３）抗氧化／腐蚀添加剂； ４）洁净分散剂，汽车中 ５）防锈剂 ６）降凝剂 ７）增粘剂 ８）消泡剂－－液压油 9）纳米添加剂－－新材料
①粘度 ④闪点与燃点
②油性
2、润滑油的主 、 要性能指标 ③倾点（凝点） 倾点（凝点） ③其它
是衡量润滑油低温性能的尺度
是衡量润滑油高温性能的尺度
3、润滑剂的选用 、 ⑴工作条件； ⑵工作温度； ⑶周围环境； ⑷润滑部位和方式。
二、润滑油的特性
1、粘温特性
• 润滑油的粘度随温度的 变化存在指数关系:
手动润滑泵
电动润滑泵
流体动力润滑
流体动力润滑是指借助于两个摩擦表面 的相对运动产生动压油膜，靠油膜的压力将 两摩擦表面完全隔开，实现流体润滑。
§3-4流体动力润滑 基本原理
一、形成动压油膜的条件 先分析两个平行平板的情况， 两板之间充满润滑油。 平行间隙不能形成动压油膜。 再分析两板之间构成楔形间 隙的情况，如右图所示。 楔形间隙能够形成动压油膜。
二 润滑体系研究现状
1883年塔瓦（Tower）发现了轴承中的流体动压 年塔瓦（ 年塔瓦 ） 现象。 现象。 彼得洛夫（ 彼得洛夫（Петров）研究了同心圆柱体的摩擦 ） 及润滑。 及润滑。 雷诺（ 雷诺（Reynold）应用了数学和流体力学的原理 ） 对流体动压现象进行了分析， 对流体动压现象进行了分析，发表了著名的雷诺 方程。 方程。 20世纪中叶，格鲁宾（Грубин）提出了著名的 世纪中叶， 世纪中叶 格鲁宾（ ） 弹性流体动力润滑的计算公式。 弹性流体动力润滑的计算公式。 道松（ 道松（Dowson）郑绪云（Cheng）温诗铸等的 ）郑绪云（ ） 进一步发展，使弹性流体动力润滑理论日趋成熟。 进一步发展，使弹性流体动力润滑理论日趋成熟。
五、润滑剂
1、分类 、 ②矿物油 钙基润滑脂
耐水不耐热
①动植物油 ⑴液体润滑 剂即润滑油 ⑵润滑脂 ⑶固体润滑剂
用以满足低温、高温、粘温性 能、化学安定性、真空和抗辐 射、阻燃性等条件
③合成油 钠基润滑脂
耐热不耐水
锂基润滑脂
耐水且耐高温
铝基润滑脂
耐水，可防锈
石墨、 石墨、MoS2、聚四氟乙烯
有粉剂、涂膜、粘结膜或喷涂膜等形式， 主要用于高温、超低温、真空等场合。
4.1 流体粘度
在流体润滑理论中，流体（润滑油） 在流体润滑理论中，流体（润滑油）的 粘度是评价润滑油性质的重要指标。 粘度是评价润滑油性质的重要指标。 流体的粘性是流体内部对抗相对运动或 变形的一种物理性质， 变形的一种物理性质，也就是流体分子 彼此流过时所产生的一种内摩擦阻力。 彼此流过时所产生的一种内摩擦阻力。 粘性的大小以粘度表示。 粘性的大小以粘度表示。
4.4 流体润滑剂
润滑油的主要性质
2 润滑油的主要性质 1）油性：是润滑油吸附于摩擦表面形成边界膜的能力。油性越好， 吸附能力就越强。 2）粘度：是表示油液内部相对运动时产生内摩擦阻力大小的性能 指标。 （粘度是选择润滑油的主要依据）。
2、主要性质 、
粘度↑ → 内摩擦阻力↑ ，流动性↓ 吸附能力越强，油性越好
动力粘度的量纲为M L T 质量·长 动力粘度的量纲为M·L-1·T-1（质量 长 时间）。 度·时间）。 时间 Pa·s=100cP 厘泊） s=100cP（ 1P=10-1Pa s=100cP（厘泊） Pa·s 帕斯卡·秒 1cP=10-2P=10-3Pa s（帕斯卡 秒） 常用的液体中，水的η＝1cP；空气的η 常用的液体中，水的η 1cP；空气的η 0.02cP；润滑油的η 400cP。 ＝0.02cP；润滑油的η＝2～400cP。在 英制中，动力粘度称为雷恩（Reyn）。 英制中，动力粘度称为雷恩（Reyn）。 1Reyn≈69000P。 1Reyn≈69000P。
4.3 弹性流体动压（力）润滑 弹性流体动压（
弹性流体动力润滑是研究在相互滚动或滚动伴有滑动的 两个弹性物体之间的流体动力润滑问题。 两个弹性物体之间的流体动力润滑问题。 大部分的机械运动副， 大部分的机械运动副，载荷是通过较大的支承面来传递 如滑轨、滑动轴承等。其单位面积受的压力比较小， 的。如滑轨、滑动轴承等。其单位面积受的压力比较小， 通常为1 100× Pa。 通常为1～100×105Pa。另一些运动副是通过名义上的 线接触或点接触来传递载荷的，如齿轮、滚动轴承等。 线接触或点接触来传递载荷的，如齿轮、滚动轴承等。 因接触面积很小，平均单位面积压力很大， 因接触面积很小，平均单位面积压力很大，接触处的压 以上。 力可达10 Pa以上 在这种苛刻条件下， 力可达109Pa以上。在这种苛刻条件下，用古典润滑理 论计算的油膜厚度与实际情况不符。 论计算的油膜厚度与实际情况不符。 凡表面弹性变形量与最小油膜厚度处在同一量级的润滑 问题，都属于弹流问题。 问题，都属于弹流问题。