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第九章润滑与密封9.1摩擦与磨损 9.2 机械的润滑【章节名称】摩擦与磨损机械的润滑【教学目标与要求】一、知识目标1.了解摩擦和磨损的危害及磨损的种类。
2.了解润滑的作用、润滑剂的种类及性能和用途。
3.熟悉常用润滑方式及装置和常用机械零件的润滑。
二、能力目标1.通过了解摩擦副的摩擦状态和磨损形成机理，能够分析零件磨损的原因，提出减少磨损的具体措施。
2.能够根据工作条件正确选用润滑剂的代号及润滑的方式和装置。
三、素质目标1.提高学生对摩擦磨损的重视程度，做好机器的日常润滑维护与保养工作，保证设备正常运行，延长使用寿命。
2.了解润滑的作用，能够区分油润滑和脂润滑的特点及使用条件，能够认识润滑油或脂代号和用途。
3.熟悉油或脂的选择原则。
了解几种常用的润滑装置及特点。
掌握轴承的润滑剂的选择方法。
四、教学要求1.了解摩擦和磨损的种类及形成机理，为提高零件的使用寿命减少磨损，能根据工作条件分析零件的磨损原因，并提出减少磨损的方法。
2.使学生了解润滑剂的种类及用途。
3.掌握常用的几种润滑方式的特点。
熟悉轴承的润滑剂的选择方法。
【教学重点】1.磨擦分类中的边界磨擦与混合磨擦的形成。
磨损种类中的疲劳磨损的形成机理。
2.润滑剂的特性及用途。
3.润滑方式的选择及轴承润滑剂与润滑方式的确定。
【难点分析】1.边界磨擦和疲劳磨损的形成机理。
2.油或脂润滑的确定。
3.润滑方式的选择依据。
【教学方法】讲授为主，配以课件或录像演示，与学生共同回忆实习中所见到的润滑方式，分析选择该种润滑方式的根据，最后归纳小结。
【学生分析】1.学生对摩擦的危害重视不够，通过学习本节内容，使学生能够正视摩擦和磨损的现实，对机器的润滑重要性有一定的认识。
2.该内容理论性较强，讲课中一定要联系实际，以提高学生的兴趣和效果，如磨料磨损可举眼不柔沙的实例。
【教学资源】机械基础在线开放课程．“中国职教MOOC”频道，高等教育出版社。
【教学安排】3学时（180分钟）【教学过程】一、检查旧课掌握情况及讲评作业二、导入新课生活中普遍存在着磨擦，如人走路时鞋底与地面的摩擦，时间久了鞋底要磨损。
第十三章：机械的润滑和密封授课——高杰主要学习内容▪了解摩擦、磨损及润滑的概述；▪常用润滑剂的选择；▪掌握常用的润滑方式及装置；▪了解典型零部件的润滑；▪了解机械密封装置的分类；▪掌握各种机械密封装置的结构、特点及应用。
第一节：摩擦、磨损和润滑概述▪摩擦与磨损是研究相对运动、相互作用的两个表面间有关理论与实践的一门科学。
▪摩擦－两个接触的物体在外力作用下发生相对运动时，在接触表面上产生切向运动阻力的一种物理现象；（摩擦→能量损耗、机械磨损→运动精度和使用寿命；对摩擦原理工作的机构（带传动、制动器），应设法加大摩擦，减少磨损）；▪磨损－是摩擦的结果；▪润滑－是降低、减少磨损的重要措施。
▪研究摩擦、磨损和润滑的科学与技术称为摩擦学。
（一）摩擦的类型按相对运动表面润滑情况，摩擦分为：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。
▪（1）干摩擦▪金属面直接接触，摩擦、磨损大，温升高，零件使用寿命短，工程上不允许；▪实际工程中不存在真正的干摩擦，表面有氧化膜、多少也会有润滑剂分子的气体润滑；▪机械中通常把未经人为润滑的摩擦状态看着干摩擦。
干摩擦状态示意图干摩擦—最不利（无润滑状态）▪（2）边界摩擦▪润滑剂在摩擦面有吸附或化学反应生成一层边界膜，边界膜直接传递载荷时摩擦；▪两摩擦面由吸附着的很簿的边界膜隔开，摩擦表面仍会有一定的摩擦功耗和磨损；▪边界膜很薄，小于摩擦面的不平度；▪边界膜：物理吸附膜、化学吸附膜化学反应膜边界摩擦—最低要求▪（3）液体摩擦▪如油膜厚度较大，两摩擦面被液体层完全隔开，表面微观凸峰不直接接触，形成液体摩擦；▪可避免磨损，摩擦仅发生在油层内部，摩擦因素很小。
理想的摩擦▪（4）混合摩擦▪摩擦面有润滑油，但不足形成液体摩擦，就可能形成边界、液体摩擦并存；或局部粗糙凸峰接触，形成干摩擦，其余为边界、液体摩擦，则干、边界、液体摩擦共存；常见▪也称非（完全）液体摩擦（二）磨损A、典型的磨损过程（三阶段）▪磨合磨损过程：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；▪稳定磨损阶段：经磨合的摩擦表面加工硬化，形成了稳定的表面粗糙度，摩擦条件保持相对稳定，磨损较缓,该段时间长短反映零件的寿命▪剧烈磨损阶段：经稳定磨损后，零件表面破坏，运动副间隙增大→动载、振动→润滑状态改变→温升↑→磨损速度急剧上升→直至零件失效。
机械的润滑与密封教案第一篇：机械的润滑与密封教案【引入】机械中的可动零、部件，在压力下接触而作相对运动时，其接触表面间就会产生摩擦，造成能量损耗和机械磨损，影响机械运动精度和使用寿命。
因此，在机械设计中，考虑降低摩擦，减轻磨损，是非常重要的问题，其措施之一就是采用润滑。
【教学内容】教学项目十三机械的润滑与密封13.1润滑的作用和润滑技术一、润滑的作用主要是：（1）减少摩擦，减轻磨损加入润滑剂后，在摩擦表面形成一层油膜，可防止金属直接接触，从而大大减少摩擦磨损和机械功率的损耗。
（2）降温冷却摩擦表面经润滑后其摩擦因数大为降低，使摩擦发热量减少；当采用液体润滑剂循环润滑时，润滑油流过摩擦表面带走部分摩擦热量，起散热降温作用，保证运动副的温度不会升得过高。
（3）清洗作用润滑油流过摩擦表面时，能够带走磨损落下的金属磨屑和污物。
（4）防止腐蚀润滑剂中都含有防腐、防锈添加剂，吸附于零件表面的油膜，可避免或减少由腐蚀引起的损坏。
（5）缓冲减振作用润滑剂都有在金属表面附着的能力，且本身的剪切阻力小，所以在运动副表面受到冲击载荷时，具有吸振的能力。
（6）密封作用润滑脂具有自封作用，一方面可以防止润滑剂流失，另一方面可以防止水分和杂质的侵入。
润滑技术包括正确地选用润滑剂、采用合理的润滑方式并保持润滑剂的质量等。
润滑剂及其选用生产中常用的润滑剂包括润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂及添加剂等几大类。
其中矿物油和皂基润滑脂性能稳定、成本低，应用最广。
固体润滑剂如石墨、二硫化钼等耐高温、高压能力强，常用在高压、低速、高温处或不允许有油、脂污染的场合，也可以作为润滑油或润滑脂的添加剂使用。
气体润滑剂包括空气、氢气及一些惰性气体，其摩擦因数很小，在轻载高速时有良好的润滑性能。
当一般润滑剂不能满足某些特殊要求时，往往有针对性地加入适量的添加剂来改善润滑剂的粘度、油性、抗氧化、抗锈、抗泡沫等性能。
1．润滑油润滑油的特点是：流动性好，内摩擦因数小，冷却作用较好，可用于高速机械，更换润滑油时可不拆开机器。
第八章机械的润滑与密封（3学时，约1.5万） (2)§8-1 润滑 (2)一、润滑及润滑剂 (2)1、润滑概念、分类与作用 (2)2、润滑剂分类 (3)3、润滑剂的主要性能指标 (4)4、润滑剂的选择依据 (5)二、常见机构的润滑 (6)1、齿轮传动的润滑 (6)2、蜗杆传动的润滑 (7)3、链传动的润滑 (8)4、滑动轴承的润滑 (9)5、滚动轴承的润滑 (10)§8-2 密封 (10)一、密封种类 (10)二、密封材料 (11)1、纤维 (11)2、高分子材料 (11)3、无机材料 (12)4、金属 (12)三、密封装置与应用 (12)1、毛毡密封 (12)2、密封圈密封 (13)3、油沟密封 (13)4、迷宫密封 (13)第八章机械的润滑与密封（3学时，约1.5万）§8-1 润滑一、润滑及润滑剂1、润滑概念、分类与作用（1）润滑概念润滑是在相互接触、相对运动的两固体摩擦表面间，引入润滑剂（流体或固体等物质），将摩擦表面分开的方法。
润滑剂能够牢固地吸附在机器零件的摩擦面上，形成一定厚度的润滑膜，它与摩擦表面的结合力很强，但其本身分子间的摩擦系数很小。
当摩擦副被润滑膜隔开时，它们在作相对运动时就不会直接接触，使两摩擦副之间的摩擦转变成润滑剂的本身间摩擦，磨擦系数大大减少，达到减小摩擦、磨损的目的。
（2）润滑分类根据润滑膜在摩擦副表面的润滑状态分：干摩擦、流体润滑和边界润滑。
根据摩擦表面间形成压力膜的条件分：液体（或气体）动力润滑，借摩擦副和流体膜相对运动而形成压力膜承受载荷。
液体（或气体）静压润滑，靠外部提供一定压力的流体，形成压力流体膜承受载荷，使两个相对运动物体摩擦表面隔开。
根据润滑剂的物质形态分：气体润滑如空气、氮气、氦气和某些情性气体润滑。
液体润滑如矿物油、动植物油、合成油、水等润滑剂润滑。
固体润渭如用石墨、二流化铝等作为润滑剂。
半流体润滑，采用动植物脂、矿物脂、合成脂等作为润滑剂。
【引入】机械中的可动零、部件，在压力下接触而作相对运动时，其接触表面间就会产生摩擦，造成能量损耗和机械磨损，影响机械运动精度和使用寿命。
因此，在机械设计中，考虑降低摩擦，减轻磨损，是非常重要的问题，其措施之一就是采用润滑。
【教学内容】教学项目十三机械的润滑与密封13.1润滑的作用和润滑技术一、润滑的作用主要是：（1）减少摩擦，减轻磨损加入润滑剂后，在摩擦表面形成一层油膜，可防止金属直接接触，从而大大减少摩擦磨损和机械功率的损耗。
（2）降温冷却摩擦表面经润滑后其摩擦因数大为降低，使摩擦发热量减少；当采用液体润滑剂循环润滑时，润滑油流过摩擦表面带走部分摩擦热量，起散热降温作用，保证运动副的温度不会升得过高。
（3）清洗作用润滑油流过摩擦表面时，能够带走磨损落下的金属磨屑和污物。
（4）防止腐蚀润滑剂中都含有防腐、防锈添加剂，吸附于零件表面的油膜，可避免或减少由腐蚀引起的损坏。
（5）缓冲减振作用润滑剂都有在金属表面附着的能力，且本身的剪切阻力小，所以在运动副表面受到冲击载荷时，具有吸振的能力。
（6）密封作用润滑脂具有自封作用，一方面可以防止润滑剂流失，另一方面可以防止水分和杂质的侵入。
润滑技术包括正确地选用润滑剂、采用合理的润滑方式并保持润滑剂的质量等。
润滑剂及其选用生产中常用的润滑剂包括润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂及添加剂等几大类。
其中矿物油和皂基润滑脂性能稳定、成本低，应用最广。
固体润滑剂如石墨、二硫化钼等耐高温、高压能力强，常用在高压、低速、高温处或不允许有油、脂污染的场合，也可以作为润滑油或润滑脂的添加剂使用。
气体润滑剂包括空气、氢气及一些惰性气体，其摩擦因数很小，在轻载高速时有良好的润滑性能。
当一般润滑剂不能满足某些特殊要求时，往往有针对性地加入适量的添加剂来改善润滑剂的粘度、油性、抗氧化、抗锈、抗泡沫等性能。
1．润滑油润滑油的特点是：流动性好，内摩擦因数小，冷却作用较好，可用于高速机械，更换润滑油时可不拆开机器。
但它容易从箱体内流出，故常需采用结构比较复杂的密封装置，且需经常加油。
常用润滑油主要分为矿物润滑油、合成润滑油和动植物润滑油三类。
矿物润滑油主要是石油制品，具有规格品种多、稳定性好、防腐蚀性强、来源充足且价格较低等特点，因而应用广泛。
主要有机械油、齿轮油、汽轮机油、机床专用油等。
合成润滑油具有独特的使用性能，主要用于特殊条件下，如高温、低温、防燃以及需要与橡胶、塑料接触的场合。
动植物油产量有限，且易变质，故只用于有特殊要求的设备或用作添加剂。
润滑油的性能指标有：粘度、油性、闪点、凝点和倾点。
粘度是润滑油最重要的物理性能指标。
它反映了液体内部产生相对运动时分子间内摩擦阻力的大小。
润滑油粘度越大，承载能力也越大。
润滑油的粘度并不是固定不变的，而是随着温度和压强而变化的。
当温度升高时，粘度降低；压力增大时，粘度增高。
润滑油的粘度分为动力粘度、运动粘度和相对粘度，各粘度的具体含义及换算关系可参看有关标准。
油性又称润滑性，是指润滑油润湿或吸附于摩擦表面构成边界油膜的能力。
这层油膜如果对摩擦表面的吸附力大，不易破裂，则润滑油的油性就好。
油性受温度的影响较大，温度越高，油的吸附能力越低，油性越差。
润滑油在火焰下闪烁时的最低温度称为闪点。
它是衡量润滑油易燃性的一项指标，另一方面闪点也是表示润滑油蒸发性的指标。
油蒸发性越大，其闪点越低。
润滑油的使用温度应低于闪点20～30℃。
凝点是指在规定的冷却条件下，润滑油冷却到不能流动时的最高温度，润滑油的使用温度应比凝点高5～7℃。
倾点是润滑油在规定的条件下，冷却到能继续流动的最低温度，润滑油的使用温度应高于倾点3℃以上。
润滑油的选用原则是：载荷大或变载、冲击载荷、加工粗糙或未经跑合的表面，选粘度较高的润滑油；转速高时，为减少润滑油内部的摩擦功耗，或采用循环润滑、芯捻润滑等场合，宜选用粘度低的润滑油；工作温度高时，宜选用粘度高的润滑油。
2．润滑脂润滑脂习惯上称为黄油或干油，是一种稠化的润滑油。
其油膜强度高，粘附性好，不易流失，密封简单，使用时间长，受温度的影响小，对载荷性质、运动速度的变化等有较大的适应范围，因此常应用在：不允许润滑油滴落或漏出引起污染的地方（如纺织机械、食品机械等），加、换油不方便的地方、不清洁而又不易密封的地方（润滑脂本身就是密封介质），特别低速、重载或间歇、摇摆运动的机械等。
润滑脂的缺点是内摩擦大，起动阻力大，流动性和散热性差，更换、清洗时需停机拆开机器。
润滑脂的主要性能指标有滴点和锥入度。
滴点是指在规定的条件下，将润滑脂加热至从标准的测量杯孔滴下第一滴时的温度。
它反映了润滑脂的耐高温能力。
选择润滑脂时，工作温度应低于滴点15～20℃。
锥入度是衡量润滑脂粘稠程度的指标。
它是指将一个标准的锥形体，置于25℃的润滑脂表面，在其自重作用下，经5 后，该锥形体沉入脂内的深度（以0.1 为单位）。
国产润滑脂都是按锥入度的大小编号的，一般使用2、3、4号。
锥入度越大的润滑脂，其稠度越小，编号的顺序数字也越小。
根据稠化剂皂基的不同，润滑脂主要有：钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂、铝基润滑脂等类型。
选用润滑脂类型的主要根据是润滑零件的工作温度、工作速度和工作环境条件。
【小结】1、润滑的作用和技术。
2、润滑脂的作用和应用。
【作业】见教案首页【引入】机械中的可动零、部件，在压力下接触而作相对运动时，其接触表面间就会产生摩擦，造成能量损耗和机械磨损，影响机械运动精度和使用寿命。
因此，在机械设计中，考虑降低摩擦，减轻磨损，是非常重要的问题，其措施之一就是采用润滑。
【教学内容】13.2润滑剂二、常用机械零部件的润滑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用独立的分散的润滑装置来润滑，这种润滑可以是连续的或间断的，有压的或无压的；集中润滑则是一台机器或一个车间的许多润滑点由一个润滑系统来同时润滑。
选择润滑方法主要考虑机器零部件的工作状况、采用的润滑剂及供油量要求。
低速、轻载或不连续运转的机械需要油量少，一般采用简单的手工定期加油、加脂、滴油或油绳、油垫润滑。
中速、中载较重要的机械，要求连续供油并起一定的冷却作用，常用油浴（浸油）、油环、溅油润滑或压力供油润滑。
高速、轻载齿轮及轴承发热大，用喷雾润滑效果较好。
高速、重载、供油量要求大的重要部件应采用循环压力供油润滑。
当机械设备中有大量润滑点或建立车间自动化润滑系统时可使用集中润滑装置。
1．齿轮传动润滑（1）闭式齿轮传动的润滑齿轮的圆周速度＜0.8 时，一般采用润滑脂润滑，否则应采用润滑油润滑。
润滑油的粘度可根据齿轮的材料和圆周速度，在表17－1－3中查取，然后由表17－1－1或机械设计手册选定润滑油的牌号。
用润滑油的齿轮润滑方法有浸油润滑、飞溅润滑、压力喷油润滑等，润滑方式选择及注意事项见表17－1－4。
（2）开式、半开式齿轮传动的润滑开式齿轮传动一般速度较低、载荷较大、接触灰尘和水分、工作条件差且油易流失。
为维持润滑油膜，应采用粘度很高、防锈性好的开式齿轮油。
速度不高的开式齿轮也可采用脂润滑。
开式齿轮传动的润滑可用手工、滴油、油池浸油等方式供油。
2．滚动轴承的润滑滚动轴承可采用油润滑或脂润滑。
润滑方法可按轴承类型与dn 值选取。
【小结】3、润滑的作用和技术。
4、润滑脂的作用和应用。
【作业】见教案首页【引入】复习上节课内容并引入新课。
【教学内容】13.3润滑方式与润滑装置（一）1、稀油润滑1）分散润滑（1）间歇无压润滑：润滑装置用油壶、压配式油杯、B型C 型弹簧盖油杯，利用簧底油壶或其它油壶将油注入孔中，油沿着摩擦表面流散形成暂时性油膜，适用于轻负荷或低速、间歇工作的摩擦副，如开式齿轮、链条、钢丝绳以及一些简易机械设备。
（2）间歇压力润滑：润滑装置有直通式压注油杯、接头式注油杯、旋盖式注油杯，利用油枪加油，适用于载荷小、速度低、间歇工作的摩擦副，如金属加工机床、汽车、拖拉机、农业机器等。
（3）连续无压润滑：油绳、油垫润滑：润滑装置有A型弹簧盖油杯毛毡制的油垫，利用油绳、油垫的毛细管产生的虹吸作用向摩擦副供油，适用于低速、轻负荷的轴套和一般机械。
滴油润滑：润滑装置有针阀式注油杯，利用油的自重一滴一滴地流到摩擦副上，滴落速度随油位改变，适用在数量不多而又容易靠近的摩擦副上如机床导轨、齿轮、链条等部位的润滑。
油杯、油链、油轮润滑：润滑装置有套在轴颈上的油环、油链，固定在轴颈上的油轮，油环套在轴颈上作自由旋转，油轮则固定在轴颈上。
这些润滑装置随轴转动，将油从油池带入摩擦副的间隙中形成自动润滑，一般适用于轴颈连续旋转和旋转速度不低于50-60r/min的水平轴的场合。
如润滑齿轮和蜗轮减速机、高速传动轴和其它一些机械的轴承。
油池：润滑原理是油池润滑即飞溅润滑，是由装在密封机壳中的零件所作的运动来实现的，主要是用来润滑减速机内的齿轮装置、齿轮圆周速度不应超过12-14m/s。
（4）连续压力润滑强制润滑：润滑装置为柱塞式油泵时，装在机壳中的柱塞油泵，靠它的往复运动来实现供油，适用于要求油压在10MPa以下，润滑油需要量不大和支承相当大载荷的摩擦副；润滑装置为叶片式油泵时，叶片泵可装在机壳中，也可与被润滑的机械分开，靠转子和叶片转动来实现供油，适用于要求油在0.3MPa以下、润滑油需要量不太多的摩擦副、变速箱等；润滑装置为齿轮泵，齿轮泵可装在机壳中，也可与被润滑的机械分开，靠齿轮旋转时供油，适用于要求油压在1MPa以下、润滑油需要量多少不等的摩擦副。
喷射润滑：润滑装置为油泵、喷射阀，：采用油泵直接加压实现喷射，适用于圆周速度大于12-14m/s用飞溅润滑效率较低时的闭式齿轮。
油雾润滑：润滑装置为油雾发生器凝缩嘴，以压缩空气为能源，借油雾发生器将润滑油形成油雾，随压缩空气管道送至凝缩嘴，凝缩成较大的油滴后，再在送入摩擦副，实现润滑。
适用于高速度的滚动轴承、滑动轴承、齿轮、蜗轮、链轮及滑动导轨等各种摩擦副上。
2）集中润滑连续压力润滑：润滑装置为稀油润滑站，润滑站是由油箱、油泵、过滤器、阀等元件组成。
用管子输送定量的压力油到各润滑点。
主要用于金属切削机床、轧钢机等设备的大量润滑点或某些不易靠近的或靠近有危险的润滑点。
2、干油润滑1）分散润滑（1）间歇无压润滑：没有润滑装置，靠人工润滑脂涂到摩擦表面上，用在低速粗糙机器上。
（2）连续无压润滑：润滑装置为设备的机壳，将适量的润滑脂填充在机壳中而实现，适用于转速不超过3000r/min、温度不超过115℃的滚动轴承、圆周速度在4.5m/s以下的摩擦副、重载荷的齿轮传动和蜗轮传动、链、钢丝绳等。
（3）间歇压力润滑：润滑装置有旋盖式油杯、压注式油杯（直通式与接头式），旋盖式油杯是靠旋紧杯盖而造成的压力将润滑脂压到摩擦副上，压注油杯是利用专门的带配帽的油（脂）枪，将油脂压入摩擦副，旋盖式油杯一般适用周围速度在4.5m/s以下的各种摩擦副，压注油杯用于速度不大或负荷小的摩擦部件，以及当部件的构造要求采用小尺寸的润滑装置时使用。
