第七章 磨料磨损-1
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磨料磨损的四种机制
磨料磨损的四种机制包括:
1. 微观切削:磨料对接触面造成切削作用,但切削产生的切屑很小,故称为微观切削。
2. 多次塑变:磨料在接触表面除发生切削作用外,还对接触表面产生压力,使材料受到挤压发生塑性变形,表面材料出现堆积和移动,如此反复进行导致材料表面产生加工硬化形成磨屑。
塑性材料在磨料磨损过程中很容易产生塑性变形,导致磨损表面出现较大程度的破坏。
3. 疲劳破坏:磨料对接触表面的循环接触应力导致表面材料产生疲劳剥落。
疲劳破坏产生的磨损通常发生在磨损后期。
4. 微观断裂:在磨损过程中,当材料质地较脆或材料表面存在脆性相时,磨料与之作用会产生微观断裂,造成材料磨损。
以上信息仅供参考,如需获取更多详细信息,建议查阅磨料磨损的文献综述或者咨询相关专家学者。
机械设备磨损 - 磨料磨损磨料磨损也称为磨粒磨损,它是当摩擦副的接触表面之间存在着硬质颗粒,或者当摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多时,所产生的一种类似金属切削过程的磨损。
它是机械磨损的一种,特征是在接触面上有明显的切削痕迹。
在各类磨损中,磨料磨损约占50%.是十分常见且危害性最严重的一种磨损,其磨损速率和磨损强度都很大,致使机械设备的使用寿命大大降低,能源和材料大量消耗。
根据摩擦表面所受的应力和冲击的不同,、磨料磨损的形式可分为錾削式、高应力碾碎式和低应力擦伤式三类。
1.磨料磨损机理磨料磨损的机理属于磨料颗粒的机械作用,磨料的来源有外界砂尘、切屑侵人、流体带人、表面磨损产物、材料组织的表面硬点及夹杂物等。
目前,关于磨料磨损机理有四种假说:(1)微量切削认为磨料磨损主要是由于磨料颗粒沿摩擦表面进行微量切削而引起的,微量切屑大多数呈螺旋状、弯曲状或环状,与金属切削加工的切屑形状类似。
(2)压痕破坏认为塑性较大的材料,因磨料在载荷的作用下压人材料表面而产生压痕,并从表层上挤出剥落物。
(3)疲劳破坏认为磨料磨损是磨料使金属表面层受交变应力而变形,使材料表面疲劳破坏,并呈小颗粒状态从表层脱落下来。
(4)断裂认为磨料压入和擦划金属表面时,压痕处的金属要产生变形,磨料压人深度达到临界值时,伴随压人而产生的拉伸应力足以产生裂纹。
在擦划过程中,产生的裂纹有两种主要类型:一种是垂直于表面的中间裂纹;另一种是从压痕底部向表面扩展的横向裂纹。
当横向裂纹相交或扩展到表面时,便发生材料呈微粒状脱落形成磨屑的现象。
2.减少或消除磨料磨损的对策磨料磨损是由磨料颗粒与摩擦表面的机械作用而引起的,因而,减少或消除磨料磨损的对策也有两方面。
(1)磨料方面磨料磨损与磨料的相对硬度、形状、大小(粒度)有密切的关系。
磨料的硬度相对于摩擦表面材料硬度越大,磨损越严重;呈棱角状的磨料比圆滑状的磨料的挤切能力强,磨损率高。
实践与实验表明,在一定粒度范围内,摩擦表面的磨损量随磨粒尺寸的增大而按比例较快地增加,但当磨料粒度达到一定尺寸(称为临界尺寸)后,磨损量基本保持不变。
磨料磨损是指各种物料的颗粒或凸出物在与零件表面相互接触时,使表面材料发生损耗的现象。
按磨料与材料相互作用特征来分类。
把磨料磨损分为三类:
(1)凿削式磨料磨损(包括冲蚀与冲刷):如锤式,环式碎煤机、风扇磨煤机、风管弯头、除灰管弯头、落煤管、粗细粉分离器、灰渣泵、阀门、排粉风机叶片中,煤、煤粉、灰对金属的磨损,煤块、研石对CFB锅炉管道的磨损等。
(2)高应力碾压磨损(包括研磨):如各类中速磨煤机、鄂式破碎机、圆锥破碎机、研磨机、球磨机中物料被破碎、银碎、研磨时对金属的磨损。
(3)低应力擦伤磨锁:如油槽、输送机、输送带、煤粉仓、给粉机、埋刮板运输机、犁桦中物料对材料的磨损。
考虑到介质和温度环境,则有腐蚀磨料磨损和热磨料磨损,如CFB锅炉管道、碎渣机、捞渣机、普通PC锅炉尾部省煤器,预热器管与灰的磨损及锅炉燃烧器与煤粉的磨损。
考虑到磨损发生的状态有干有湿,则有r-磨料磨损(磨制煤粉的球磨机)和湿磨料磨损(磨矿石的球磨机等)。
按接触表面的接触状态,又可分为二体磨料磨损(冲刷、凿削、低应力磨损),如煤粉管道、除灰管道、风扇磨煤机、灰渣泵、阀、风机叶片的磨损和三体磨料磨损〔碾碎、研磨),如中速磨煤机、球磨机、额式破碎机中的磨损。
按磨料与金属的相对硬度,还可分为软磨料磨损(物料硬度低于或远远低于材料硬度)如粮食、油料磨机的磨损和硬磨料磨损(物料硬度高于材料硬度),如矿石磨机、破碎机等。
从磨损机理上考虑磨损发生的材料表面磨损的微观行为,可分为微切削磨损机制、反复塑性变形与(弹性变形)疲劳机制、微观脆性断裂机制、腐蚀磨损机制、高温腐蚀磨损机制等。
第七章金属磨损和接触疲劳机器运转时,相互接触的机器零件总要相互运动,产生滑动、滚动、滚动+滑动,都会产生摩擦,引起磨损。
如:轴与轴承、活塞环与气缸、十字头与滑块、齿轮与齿轮之间经常因磨损和接触疲劳,造成尺寸变化,表层剥落,造成失效。
有摩擦必将产生磨损,磨损是摩擦的必然结果。
磨损是降低机器和工具效率、精确度甚至使其报废的重要原因,也是造成金属材料损耗和能源消耗的重要原因。
据不完全统计,摩擦磨损消耗能源的1/3~1/2,大约80%的机件失效是磨损引起的。
汽车传动件的磨损和接触疲劳是汽车报废的最主要原因,所以,耐磨成了汽车档次的一个重要指标。
因此,研究磨损规律,提高机件耐磨性,对节约能源,减少材料消耗,延长机件寿命具有重要意义。
第一节磨损概念一、摩擦与磨损现象1、摩擦两个相互接触的物体作相对运动或有相对运动趋势时,接触表面之间就会出现一种阻碍运动或运动趋势的力,这种现象成为摩擦。
这种作用在物体上并与物体运动方向相反的阻力称为摩擦力。
最早根据干摩擦的试验,得到摩擦力F正比于两物体之间的正压力(法线方向)N的经典摩擦定律,即F=μN,式中μ称为摩擦系数。
后来发现这个定律只对低速度、低载荷的干摩擦情况是正确的,然而在许多场合下还是被广泛应用。
摩擦力来源于两个方面:①由于微观表面凸凹不平,实际接触面积极少(大致可在1/10000~1/10的范围内变化),这部分的接触应力很大,造成塑性变形而引起表面膜(润滑油膜和氧化膜等)的破裂,促使两种金属原子结合(冷焊);②由于微观表面凸凹不平,导致一部分阻止另一部分运动。
要使物体继续移动,就必须克服这两部分阻力。
用来克服摩擦力所做的功一般都是无用功,在机械运动中常以热的形式散发出去,使机械效率降低。
减小摩擦偶件的摩擦系数,可以降低摩擦力,即可以保证机械效率,又可以减少机件磨损。
而要求增加摩擦力的情况也很多,在某些情况下却要求尽可能增大摩擦力,如车辆的制动器、摩擦离合器等。
材料的磨料磨损-课程作业一、摩擦和磨损的定义1 摩擦:阻止两物体接触表面发生切向相互滑动或滚动的现象。
也就是说,相互接触的两个物体有相对运动或相对运动的趋势时,在接触界面上出现阻碍相对运动的现象。
这就产生了摩擦。
2 磨损:相互接触的两个物体有相对运动或相对运动的趋势时,在接触界面上出现阻碍相对运动的现象。
也就是因摩擦而造成的物体的损耗。
3 磨料磨损:物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物(包括硬金属)相互摩擦引起表面材料损失。
二、查资料讨论并举例说明生物材料的摩擦磨损特性生物材料通常有两个定义:狭义的生物材料是指天然生物材料,也就是由生物过程形成的材料。
广义的生物材料是指用于替代、修复组织器官的天然或人造材料。
生物具有适应环境的生物系统和生存本领。
他们精巧的结构和形态及一些难解的能力吸引了众多工程结构设计者和科学家的兴趣。
如:贝壳和螺壳。
它们长期生活在水中。
受到水沙浆的自由式磨料磨损。
它们的硬壳有的呈现规则的纵向棱纹凸起;有的凸起呈现扇形分布;在每个纵向棱纹凸起处,有若干个横向的规则的波形变化,整体上呈现规则的纵横变化的几何表面形态。
可能是一种表面耐磨形态。
另外还有土壤中的动物,如蜣螂,它的外观形态类似于水磨石地面结构,体表有一定的弹性,在外力的作用下,体表可以发生弹性变形。
突起部位承受着土壤的挤压和摩擦;凹陷部位易集留空气,可以减轻大气负压,从而降低土壤的摩擦。
三、对比论述滑动磨料磨损机理和变形磨料磨损机理磨料磨损机理就是研究磨料颗粒与材料表面相互作用过程的物理化学变化规律,当然包括磨损系统中各参变量变化对磨损持性的影晌规律。
在进行机理研究时,通常是把复杂的自然现象或系统分解成几个主要过程,分别研究它们的规律及现象的本质,综合主要影响因素的规律,提出物理模型,并用数学式给以定量的表达。
能够最直接地反映磨料颗粒与材料表面相互作用过程特性的有三个方面:1 磨损表面形貌特征2 磨屑材料组织结构的变化3 亚表层中材料组织结构的变化采用扫描电镜观察。