第2章 摩擦磨损润滑

化学吸附膜 中等载荷、速度和温度
化学反应膜 重载、高速和高温 三、混合摩擦（润滑） 膜厚比
(a)
hlim /( Ra1 Ra 2 )
(b)
λ越大，油膜承载比例大，，f越小
四、流体摩擦（润滑） 膜厚比λ >5 全液体摩擦
§2—2 磨损
一、典型的磨损过程 1、跑合磨损过程 在一定载荷作用下形成 一个稳定的表面粗糙度， 且在以后过程中，此粗糙 度不会继续改变，所占时 间比率较小
2、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，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。这种磨损是最常见 的一种磨损形式，应设法减轻这种磨损。 为减轻磨粒磨损，除注意满足润滑条件外，还应合理 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。
1、润滑油 有机油、矿物油、合成油 性能指标： 1）粘度 2）油性 4）闪点和燃点 5）极压性能
3）凝点
6）氧化稳定性
2、润滑脂 钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂 性能指标： 1）针入度 3、固体润滑剂 2）滴点 3）安定性
石墨、二硫化钼、氮化硼 、蜡、 聚氟乙烯、 酚醛树脂
4、润滑剂的添加 二、粘性定律与润滑油的粘度
合理地选择材料及材料的硬度(硬度高则抗疲劳磨 损能力强)，选择粘度高的润滑油，加入极压添加剂或 MoS2及减小摩擦面的粗糙度值等，可以提高抗疲劳磨 损的能力。
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2018/11/12 机械设计基础
4、腐蚀磨损
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。腐蚀磨损可分为氧化 磨损、特殊介质腐蚀磨损、气蚀磨损等。腐蚀也可以在没有 摩擦的条件下形成，这种情况常发生于钢铁类零件，如化工 管道、泵类零件、柴油机缸套等。

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齿轮，是机械设备中极为重要的零件。齿轮 的种类很多，消耗量也很大。加工齿轮要比加工 其他零件困难得多，成本高。因此加强齿轮的润 滑，降低消耗，延长寿命，这是设备润滑工作的 重点之一。
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二 润滑对点蚀的影响
点蚀（表面疲劳磨损）是齿轮磨损一种极为普 通的现象。在齿面超过限度的接触应力反复作用 下，由表层裂纹发展为表面金属脱落，齿面上呈 现麻斑凹坑，小的如针眼，大的如豆粒，这就是 常见的疲劳点蚀。点蚀的起因是多方面的，最主 要的还是接触应力超过了极限。润滑油选用不当 或润滑方式不良，都会引起点蚀。
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三 润滑脂润滑
某些低速重负荷的齿轮，采用润滑脂润滑，实践 证明效果良好，既可减低磨损，又可避免漏油。 目前，在冶金设备中，有部分齿轮箱采用了半流
体状的润滑脂润滑。
四 固体润滑
圆柱齿轮减速器负荷不大，又比较平稳，可以采 用二硫化钼半干膜润滑(即底膜加保膜)。实践证 明：这种润滑方式有良好的效果。对于处理漏油， 这确是一个行之有效的方法。
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这种方法比较简单，适用于速度不高的中小
型齿轮箱。因为油要有一定的速度才能够飞溅， 所以齿轮的圆周速度要大于3m/s。但是速度又不 能太高，速度太高会使油甩离齿面而润滑不良， 同时也会增大搅拌的功率损失。采用油浴润滑的 圆柱齿轮传动，圆周速度一般不超12-15m/s．蜗 杆蜗轮传动的蜗杆圆周速度一般不超过6-10m/s。
Ⅰ—主动齿轮，Ⅱ—被动齿轮
要研究齿轮的润滑状况，首先应分析齿轮的啮合过程。 图2-1是一对渐开线轮齿，I是主动齿轮，Ⅱ是被动齿轮。开 始啮合时(图2—1a)，a点与d点接触，b点和e点均是节圆上 的一点，当转到(图2-1b)位置时，b点和e点相接触，在离开 的一瞬间(如图2-1c的位置)，c点和f点相接触。根据齿面的 形状，我们知道，ab＜de，ef＜bc。

1.载荷
➢机械工作时，机械零件所受的载荷是力（拉力、压力、切 向力）或力矩（弯矩、转矩），或者是由力和力矩组成的联 合载荷。 ➢静载荷：大小或方向不随时间变化或变化缓慢的载荷。 ➢动载荷：大小和方向随时间变化的载荷。 ➢根据动力机的额定功率P（kW）和额定转速n（r/min）计 算出的载荷称为名义载荷，
例题
➢例2-1 如图所示，物体重量为G，放在与与水平面成角的斜面上，试将重 量G分解为沿斜面方向及垂直于斜面方向的两个分力
解：根据力的平行四边形法则对力进行分解，以重量G为 对角线，以平行于斜面及垂直于斜面为两邻边，
重量G沿斜面方向的分力具有下滑作用，其大小为 F1=Gsinα
重量G垂直于斜面方向的分力具有正压力作用，其大小为 F2=Gcosα
二、力的基本性质
①作用与反作用定律 两物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反、沿同一直
线，且分别作用在此二物体上。 该公理说明，力总是成对出现的，有作用力就必有反作用力，
二者同时存在同时消失。作用力和反作用力分别作用在两个物体上，
②二力平衡公理 作用于同一刚体（受力后变形不明显的物体称为刚体 ）上的二力
二、机械中的磨损
❖ 磨损的类型： 粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损。
❖ 单位时间内材料的磨损量称为磨损率。 ❖ 磨损过程：
磨合磨损、稳定磨损、剧烈磨损。
三、机械中的润滑
❖ 正确选用摩擦副的材料组合，使摩擦因数小、磨损率低是 减少磨损的先决条件
❖ 流体润滑：流体静力润滑、流体动力润滑 ❖ 弹性流体动力润滑 ❖ 边界润滑 ❖ 混合润滑
❖通用化：指在不同规格的同类产品甚至不同类型的产品上采用同 样的零部件。
三、零件的强度
❖ 失效：机械零件丧失工作能力或达不到要求的性能时。 ❖ 机械零件的失效形式主要有：因强度不足而断裂，过大的弹性

• 缺点是油的内摩擦损失较大 ，且引起发，油池中可能积 聚冷凝水。
（4）飞溅润滑装置
• 当回转件的圆周速度较大 （5m/s<v<12m/s）时，润 滑油飞溅雾化成小滴飞起 ，直接散落到需要润滑的 零件上，或先溅到集油器 中，然后经油沟流入润滑 部位，这种润滑方式称为 飞溅润滑。
• 齿轮减速器中的轴承常采 用这种润滑方法
粘度与温度和压力的关系
1. 粘度与温度的关系
• 粘度随温度的升高而降低 • 粘度随温度变化小，粘-温性
能好。
2. 粘度与压力的关系
• 只有在压力超过20MPa时，粘 度才随压力的增大而增大， 高压时更明显。
2.2.1.2 润滑脂的分类和主要质量 指标
• 润滑脂是在润滑油中加入稠化剂(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。
2.2.2 润滑方法和润滑装置
• 机械设备的润滑，主要集中在传动件和支承 件上，各零部件的润滑将在相关章节中学习 ，这里仅介绍常见的润滑方法和润滑装置
• 机器的润滑方法有分散润滑和集中润滑两大 类。
• 分散润滑是各个润滑点各自单独润滑，这种 润滑可以是间断的或连续的，压力润滑或无 压力润滑
• 集中润滑是一台机器的许多润滑点由一个润 滑系统同时润滑
恩氏度（˚ Et） ——中国惯用 常用的有： 赛氏通用秒（SUS） ——美国惯用
雷氏秒 ——英国惯用
运动粘度与条件粘度之间的换算关系：
当 1 .3 5 E t≤ 3 .2 时 V t ， 8 .0 E t 8 .E 6 t 4cSt 当 E t 3 .2 时， V t 7 .6 E t 4 E .0 t cSt 当 ° E t> 1 .2 时 6 ， V t= 7 .1 ° E t4 cSt