磨损及磨损理论
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第一章摩擦.磨损.润滑及润滑剂概论摩擦、磨损、润滑的种类及其基本性质│润滑剂及其基本性能指标│润滑剂的种类一、摩擦.磨损.润滑的种类及其基本性质摩擦、磨损、润滑是一种古老的技术,但一直未成为一种独立的学科。
1964年英国以乔斯特(Jost)为首的一个小组,受英国科研与教育部的委托,调查了润滑方面的科研与教育状况及工业在这方面的需求。
于1966年提出了一项调查报告。
这项报告提到,通过充分运用摩擦学的原理与知识,就可以使英国工业每年节约510,000,000英镑,相当于英国国民生产总值的1%。
这项报告引起了英国政府和工业部门的重视,同年英国开始将摩擦、磨损、润滑及有关的科学技术归并为一门新学科--摩擦学(Tribology)。
摩擦学是研究相互作用、相互运动表面的科学技术,也可以说是有关摩擦、磨损及润滑的科学与技术统称为摩擦学(Tribology)。
科学地控制摩擦,中国每年可节省400亿人民币。
故改善润滑、控制摩擦,就能为我们带来巨大的经济利益。
中国工程院咨询研究项目《摩擦学科学及工程应用现状与发展战略研究》调查显示,2006年全国消耗在摩擦、磨损和润滑方面的资金估计为9500亿元,其中如果正确运用摩擦学知识可以节省人民币估计可达到3270亿元,占国内生产总值GDP的1.55%。
美国机械工程学会在《依靠摩擦润滑节能策略》一书中提出,美国每年从润滑方面获得的经济效益达6000亿美元。
1986年,中国的《全国摩擦学工业应用调查报告》指出,根据对我国冶金、石油、煤炭、铁道运输、机械五大行业的调查,经过初步统计和测算,应用已有的摩擦学知识,每年可以节约37.8亿元左右,约占生产总值(5个行业1984年的可计算部分)的2.5%。
润滑油的支出仅是设备维修费用的2%~3%。
实践证明,设备出厂后的运转寿命绝大程度取决于润滑条件。
80%的零件损坏是由于异常磨损引起的,60%的设备故障由于不良润滑引起。
中国每1000美元产值消耗一次性能源(折合石油)为日本的5.6倍,电力为日本的2.77倍,润滑油耗量为日本的3.79倍。
机械磨损一、机械磨损的理论两相互接触产生相对运动的摩擦表面之间的摩擦将产生阻止机件运动的摩擦阻力,引起机械能量的消耗并转化而放出热量,使机件产生磨损.每当摩擦时,接触点形成的粘着与滑溜不断相互交替的结果,造成表面的损伤,这就是磨损。
二、二、机械磨损的类型(一)粘着磨损根据粘着程度的不同,粘着磨损的类型也不同。
若剪切发生在粘着结合面上,表面转移的材料极轻微,则称“轻微磨损”.如缸套与活塞环的正常磨损。
当剪切发生在软金属浅层里面,转移到硬金属表面上.称为“涂抹”,如重载蜗轮副的蜗杆的磨损。
若剪切发生在软金属接近表面的地方,硬表面可能被划伤,称为“擦伤”,如滑动轴承的轴瓦与轴摩擦的“拉伤”,当剪切发生在摩擦副的一方或两方全属较深的地方.称为“撕脱”.如滑动轴承的轴瓦与轴的焊合层在较深部位剪断时就是撕脱。
若摩擦副之间咬死不能相对运动则称为“咬死”,如滑动轴承在油膜严重破坏的条件下,过热、表面流动、刮伤和撕脱不断发十时,又存在尺寸较大的异物硬粒部分嵌人在合金层中.则此异物与轴摩擦生热.上述两种作用叠加在一起,使接触面薪附力急剧增加,造成轴与滑动轴承抱合在一起,不能转动.相互咬死。
(二)磨料磨损由于一个表面硬的凸起部分和另一表面接触,或者在两个摩擦表面之间存在着硬的颗粒,或者这个颗粒嵌人两个摩擦面的一个面爪.在发生相对运动后.使两个表面中某一个面的材料发生位移面造成的磨损称为磨料磨损。
在农业、冶金、矿山、建筑、上程和运输等机械中许多零件与泥沙、矿物、铁屑、灰渣等直接摩擦,都会发生不同形式的磨料磨损口据统计,因磨料磨损而造成的损失,占整个工业范围内磨损损失的50%左右。
由于产生的条件有很大不同,磨料磨损一般可以分为如下三种类型。
1 .凿削磨料磨损机械的许多构件直接与灰渣、铁屑、矿石颗粒相接触,这些颗粒的硬度一般都很高,并且具有锐利的棱角,当以一定的压力或冲击力作用到金属表面上时,即从零件表层凿下金属屑。
这种磨损形式称为附削磨料磨损。