第4章摩擦磨损及润滑概述79506
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第4章摩擦磨损及润滑概述
按表面润滑情况，将摩擦分为：
1.干摩擦－ 两摩擦面间无任何润滑剂→固体表面直接 接触→摩擦、磨损大→强烈温升→不允许 →ｆ≈0.30～0.35
分子-机械理论：粘着作用和犁刨作用
2.边界摩擦－
两摩擦面由吸附着的很簿的边界膜隔开的摩擦 →ｆ≈0. 01～0.1 物理吸附膜
边界膜 3.液体摩擦－ 4.混合摩擦－
2稳定磨损(工作)
此阶段磨损平稳而缓慢→代表机件使用寿命。
3.剧烈磨损(失效)
二.磨损的类型
磨损量积累到一定值→剧烈磨损→失效。
缩短磨合期→延长稳定磨损期→推迟剧烈磨损的到来
二.磨损的类型 1.粘着磨损： 压力作用—局部温升高—粘着（焊接）
—相对运动—撕脱、剪切—材料转移
2.磨料磨损： 表面材料脱落，油不净，硬质颗粒形 成磨料
§4—1 摩 擦
摩擦- 在正压力作用下相互接触的两个物体受切向外力 的影响而发生相对滑动，或有相对滑动的趋势时，在接 触表面上就会产生抵抗滑动的阻力，这一现象叫摩擦， 该阻力叫摩擦力。
内摩擦（物质内部）
静摩擦（运动趋势）
摩擦外摩擦动摩擦(移动形式)滑 滚动动动摩摩擦（润滑状态）混 流 边干合 体 界摩摩 摩 摩擦擦 擦 擦
3.疲劳磨损
交变应力—裂纹扩展—表面剥落— 麻点、凹坑 （疲劳点蚀）
4.腐蚀磨损 金属与介质到化学反应形成
5.冲蚀磨损 气体、流体的冲蚀
§ 4 —3 润滑剂和润滑方法
一.润滑目的： 摩擦功耗↓磨损↓, 冷却、吸振、防锈
润┌润滑油→液体 滑│润滑脂→润滑油＋稠化剂(如钙、钠、铝等金属皂) 剂└固体润滑剂→石墨、ＭoS2（二硫化钼）、聚四氟乙稀 二. 润滑油： 1.主要性能指标:
4.牛顿粘性定律 －流体中任意点处的切应力均与 该处流体的速度梯度成正比。
摩擦损耗与润滑
运动条件：两摩擦面具有一定的相对运动速度
粘度条件：润滑油具有一定的粘度
（二）弹性流体动力润滑 适应场所：高副零部件
该类润滑计算综合考虑的因素：
V1
Байду номын сангаас
1. 考虑两摩擦表面的弹性变形
2.考虑液体的粘压效应
3.结合流体动力润滑的主要方程（雷诺方程）
V2
弹性流体动力润滑与流体动力润滑的主要区别 接触压力: 前者的接触压力大
俗称冷焊后磨损。即在较大的压力下，摩擦表面在相互 作用点处先发生冷焊现象（物理吸附作用），随着相对 滑动，材料从一表面转移到另一表面。在工程实际中， 这是金属材料最常见一种磨损形式。
（二）磨粒磨损
外部进入的游离硬颗粒 磨粒
自身的硬的轮廓峰尖
作用方式： 犁刨
较硬的颗粒在较软的材料表面划出沟 槽，堆积散落在沟槽两旁的碎屑成为 新的磨粒参与磨损
动力粘度又称绝对粘度，主要
用于流体动力学计算中。
其单位为: Pas
牛顿流体―符合牛顿内摩擦定律的流体被称为牛顿流体。
运动粘度―测得的动力粘度与相同温度下该流体的密度的 比值，即：
Pa S kg/ m2
条件粘度―测得的动力粘度与相同温度下该流体的密度的 比值。用ηE表示。
润滑油的粘―温效应：粘度随温度升高而降低，随温度降 低而升高。粘度随温 度变化的程度用粘度指数衡量， 粘度指数越高，粘度随温度的变化越小，说明粘―温 性能越好。
动摩擦―相对滑动进行中的摩擦
滚动摩擦 滑动摩擦
滑动摩擦分类 边界膜极薄，只有几个分子厚
1）干摩擦―未经人为润滑的摩擦状态 （表面间有油污膜或氧化膜）
2）边界摩擦（边界润滑）―运动副表面
边界膜
被吸附在表面的边界膜隔开
粘度条件：润滑油具有一定的粘度
（二）弹性流体动力润滑 适应场所：高副零部件
该类润滑计算综合考虑的因素：
V1
Байду номын сангаас
1. 考虑两摩擦表面的弹性变形
2.考虑液体的粘压效应
3.结合流体动力润滑的主要方程（雷诺方程）
V2
弹性流体动力润滑与流体动力润滑的主要区别 接触压力: 前者的接触压力大
俗称冷焊后磨损。即在较大的压力下，摩擦表面在相互 作用点处先发生冷焊现象（物理吸附作用），随着相对 滑动，材料从一表面转移到另一表面。在工程实际中， 这是金属材料最常见一种磨损形式。
（二）磨粒磨损
外部进入的游离硬颗粒 磨粒
自身的硬的轮廓峰尖
作用方式： 犁刨
较硬的颗粒在较软的材料表面划出沟 槽，堆积散落在沟槽两旁的碎屑成为 新的磨粒参与磨损
动力粘度又称绝对粘度，主要
用于流体动力学计算中。
其单位为: Pas
牛顿流体―符合牛顿内摩擦定律的流体被称为牛顿流体。
运动粘度―测得的动力粘度与相同温度下该流体的密度的 比值，即：
Pa S kg/ m2
条件粘度―测得的动力粘度与相同温度下该流体的密度的 比值。用ηE表示。
润滑油的粘―温效应：粘度随温度升高而降低，随温度降 低而升高。粘度随温 度变化的程度用粘度指数衡量， 粘度指数越高，粘度随温度的变化越小，说明粘―温 性能越好。
动摩擦―相对滑动进行中的摩擦
滚动摩擦 滑动摩擦
滑动摩擦分类 边界膜极薄，只有几个分子厚
1）干摩擦―未经人为润滑的摩擦状态 （表面间有油污膜或氧化膜）
2）边界摩擦（边界润滑）―运动副表面
边界膜
被吸附在表面的边界膜隔开
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
§4—3 润 滑
在摩擦面间加入润滑剂的主要作用是改善摩擦,减轻磨损, 在摩擦面间加入润滑剂的主要作用是改善摩擦,减轻磨损, 同时润滑剂还能起减振,防锈等作用,液体润滑剂还能带走摩擦热, 同时润滑剂还能起减振,防锈等作用,液体润滑剂还能带走摩擦热, 污物等. 污物等. 润滑剂有液体润滑剂,气体润滑剂,润滑脂和固体润滑剂. 润滑剂有液体润滑剂,气体润滑剂,润滑脂和固体润滑剂. 1.液体润滑剂 1.液体润滑剂 主要有三大类: 主要有三大类: 矿物油,主要是石油产品,此种油来源充足,稳定性好, (1)矿物油,主要是石油产品,此种油来源充足,稳定性好, 成本低,故应用最广; 成本低,故应用最广; 植物油,其油性好,最适于边界润滑使用, (2)动,植物油,其油性好,最适于边界润滑使用,但稳 定性差,来源不足,所以,应用较少; 定性差,来源不足,所以,应用较少; (3)合成油,如磷酸酯(低温润滑剂),硅酸盐酯(高温润 合成油,如磷酸酯(低温润滑剂),硅酸盐酯( ),硅酸盐酯 滑剂),氟化物(耐氧化润滑剂) ),氟化物 近年来应用面不断拓广. 滑剂),氟化物(耐氧化润滑剂)等,近年来应用面不断拓广. 性能指标: 性能指标: 3)凝点 ) 1)粘度 ) 2)油性 (润滑性 ) 润滑性) 润滑性 4)闪点和燃点 ) 5)极压性能 ) 6)氧化稳定性 )
V
3.液体摩擦 液体摩擦 两摩擦表面完全被液体层隔开,表面凸峰 两摩擦表面完全被液体层隔开, 不直接接触的摩擦. 不直接接触的摩擦. 摩擦是在液体内部的分子之间进行, 摩擦是在液体内部的分子之间进行,故摩 擦系数极小. 擦系数极小.这时的摩擦规律已有了根本的变 化,与干摩擦完全不同. 与干摩擦完全不同. 4.混合摩擦 4.混合摩擦 两表面间同时存在干摩擦, 两表面间同时存在干摩擦,边界摩擦和液体 摩擦的状态称为混合摩擦. 摩擦的状态称为混合摩擦.
第4章摩擦磨损及润滑概述教学内容
邓
膜或污染膜，这种表面膜通常抗剪能力很弱,因而摩擦系数较
召 义
低。修正后的粘附理论认为：
当两金属界面被表面膜分隔开时,τBj为表面膜的剪切强度极限；
当剪断发生在较软金属基体内时,τBj 为较软金属基体的剪切强 度极限τB；若表面膜局部破裂并出现金属粘附结点时，τBj将 介于较软金属的剪切强度极限表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属 计
接触时的摩擦。在工程实际中，并不存在真正的干摩
下
邓
召
擦，因为任何零件的表面不仅会因氧化而形成氧化膜，义
而且多少也会被润滑油所湿润或受到"油污"。在机械
设计中，通常都把这种未经人为润滑的摩擦状态当作
“干”摩擦处理。固体表面之间的摩擦，虽然早就有
正后的粘附理论。
2020/7/31
第四章摩擦磨损及润滑概述
4
续
机 械
设
简单粘附理论于1945年由鲍登(F．P．Bowden)等人
计 下
提出，他们认为两个金属表面在法向载荷作用下的接
邓 召
义
触面积，并非两个金属表面互相覆盖的公称接触面积
(或叫表观接触面积)A0，而是由一些表面轮廓峰相接 触所形 成的接触斑点的微面积的总和，叫真实接触
2020/7/31
第四章摩擦磨损及润滑概述
5
续
机 械
设
计
下
邓 召 义
对于理想的弹塑性材料，当法向载荷增大时，
真实接触面积Ar也随之增大，应力并不升高，
而停留在材料的压缩屈服极限σSy。
2020/7/31
第四章摩擦磨损及润滑概述
6
续
机 械
设
例如下图a所示为单个轮廓峰接触区在高压作用下产
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
动力粘度（绝对粘度）
Ft=1N
u=1m/s
粘度是液体分子间相对运动时所产生的阻力，动力粘度 为牛顿粘性定律中的比例常数。
v y
点击公式看图
1m
动力粘度的单位为泊（P），由牛顿粘性定律导出。实 际中用厘泊（cP）作单位。 1厘泊（cP）=10-2泊（P） 动力粘度的工程单位或国际单位为“帕· 秒（Pa· S）” 1Pa· S=1N · 2=10P=103cP S/m
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
§4-1 摩擦
目 录
§4-2 磨损 §4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 §4-4 流体润滑原理简介
概述
摩擦： 互相接触的两物体在外力作用下产生相对运动 时，在接触面上产生阻止它们运动的现象。 磨损： 摩擦过程中的能量损耗和表面物质丧失和迁移。
润滑： 在相对运动的表面之间加入润滑剂，形成一种 薄膜把两表面分开。 研究摩擦、磨损和润滑的科学技术称为摩擦学 （TRIBOLOGY）。 据统计，世界总能源的1/2消耗在摩擦、磨损上，大约 80%机械零件的损坏是由摩擦、磨损引起的，而润滑是 减少摩擦磨损、节能降耗的有效措施。
油的牌号
运动粘度中心值 运动粘度范围 2/s)40℃ cSt(mm cSt(mm2/s)40℃ N2 ISO VG 2 2.2 1.98~2.42 运动粘度是润滑油划分粘度等级的依据，也是选油 N3 ISO VG 3 3.2 2.88~3.52 N5 ISO VG 5 4.6 4.14~5.06 和用油的依据。 N7 ISO VG 7 6.8 6.12~7.48 我国国家标准规定以40℃时运动粘度的中心值划分 N10 ISO VG 10 10 9.00~11.0 N15 ISO VG 15 15 13.5~16.5 粘度等级（参见表4-1）。 N22 ISO VG 22 22 19.8~24.2 牌号举例： L--AN ISO VG 32 32 N32 32 28.8~35.2 粘度等级 46 N46 ISO VG 46 41.4~50.6 品种（精制矿物油） N68 ISO VG 68 68 61.2~74.8 N100 ISO VG 100 100 90.0~110 类别（润滑剂） N150 ISO VG 150 150 135~165 石油产品总分类 N220 ISO VG 220 220 198~242 320 288~352 F S N320 ISO VG 320 L W B C N460 ISO VG 460 460 414~506 燃料 溶剂和化工原料 ISO VG 680 润滑剂和有关产品 蜡 沥青 焦 N680 680 612~748 N1000 ISO VG 1000 1000 900~1100 N1500 ISO VG 1500 1500 1350~1500 GB粘度 牌号 ISO粘度牌号
第4章摩擦、磨损及润滑详解
实现条件： 1）两滑动表面沿运动方向的间隙是由大至小的形状
2）相对速度v足够大，油楔中有足够的油量 3) 油有一定的粘度
F
F
F
v
v
v
R 1
h0 hmin
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
第
2、弹性流体动力润滑
21
页
p 弹性流体动力
润滑油压分布
v1
v2
R2
赫兹压力分布
v1
x O
v2 缩颈
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
较软者的剪切强度极限与压缩屈服极限
b
Fn Ari
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
第
修正后的粘着理论：
5 页
f
Ff Fn
Bj ' sy
' sy
较软者的压缩屈服极限
1、当两金属界面被表面膜分开，为表面膜的剪切强度极限
Bj
2、当剪切发生在较软金属基体内时，为较软金属基体的剪切强 度极限
3、若表面膜局部破裂并出现金属黏附结点时，为介于较 软金属基体剪切强度极限和表面膜的剪切强度极限之间
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
2、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
3、急剧磨损阶段
磨合磨 损阶段
I
稳定磨损阶段
II
t
O 时间t
磨损率 q
t
磨损量q q
第 9
页 剧烈磨损阶段
III
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
化学吸附膜
第四章 摩擦、润滑和润滑剂(2014修改)
>3
液体摩擦
增加，油膜厚度增加
非液体摩擦：混合摩擦，边界摩擦，干摩擦。
机械利用摩擦的实例：
带传动、制动器、摩擦离合 器、带式输送机等。
TJPU
影响摩擦的主要因素：
•摩擦副材料 •表面粗糙度 •润滑状态 •表面膜(由于污染、化学热处理、电镀和润滑剂的作用等，
在金属表面形成一层极薄的表面膜）如氧化膜、硫化膜、 磷化膜、氯化膜、锢膜、镉膜、铝膜等
b) 运动粘度：动力粘度与同温度下该液体的
密度的比值。
国际单位制（SI） m²/s
（N S / m2 ) （(kg m / s2 ) s / m2 ) m2 s
(kg / m3)
(kg / m3)
绝对单位制（C.G.S) St（斯） 1cm²/s----1St(斯） 1St=100cSt（厘斯） 换算： 1m²/s=104St=106cSt
第四章 摩擦、磨损和润滑
TJPU
摩擦学概述 何谓摩擦？何谓磨损？（造成表面形状 和尺寸的变化，间隙↑，表面粗糙度↓）
摩擦学：即研究相对运动的相对作用表面间的摩擦、 磨损及润滑，以及三者之间关系的基础理论和实践的 一门边缘科学（形成于20世纪60年代）。
80%损坏零件由磨损造成，一般不可避免。1981年美国公 布的数据：磨损造成的损失1000亿/年，材料消耗200亿/年。 中国每年由于摩擦、磨损损失584.7亿元。
（3）流体静压摩擦（润滑）
5. 润滑方法
TJPU
(1) 油润滑方法：分散润滑及集中润滑 a) 分散润滑：连续的或间歇的，有压的或无压的
• 手工加油润滑：油孔，自动关闭式铰链油杯， 旋套式油杯，压注油杯
• 油芯式油杯润滑
• 针阀式油杯润滑
4 第四章 摩擦、磨损及润滑概述
4. 流体摩擦（fluid friction） 润滑油膜厚度大到将两个表面接触的微凸体完 全分开时的摩擦。此时，没有金属的直接接触 ，润滑性能取决于润滑油本身的性质。
5. 混合摩擦（mixed friction） 两个摩擦面间有些部位呈现干摩擦，有些部位 呈现边界摩擦，有些部位呈现液体摩擦，这种 状态称为混合摩擦。摩擦系数不稳定。
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
第四章 摩擦磨损及润滑概述
一、基本概念
摩擦（friction）
摩擦力 （friction force）
正压力N
v
切向力F
磨损（wear） ——摩擦时，摩擦表面材质损失或转移的现象
润滑（lubrication）——摩擦面添加介质（油、脂 等），以减小摩擦、磨损，降低材料消耗， 保证机器可靠工作的现象。
是层流，各层之间存在相对滑移，各层界面上就有剪
切力：
τ
=
-
η
∂u ∂y
∂u ∂ y —— 流体延运动方向的速度梯度
A. 动力粘度η
单位：Pa·s（国际），P (泊)（绝对单位）
B. 运 动 粘 度 ν
ν
η ρ
ρ—流体密度
单位：m2/s（国际），St (斯)（绝对单位）
C.条 件 粘 度 ηE 单位：ºEt（恩氏度）
② 油性 物理吸附膜，化学吸附膜
③ 极压性 化学反应膜。
④ 氧化稳定性 润滑油抗氧化的能力。
⑤ 闪点（flash point） 衡量易燃性的指标，高温下工作很重要。
⑥ 凝固点（solidifying point） 衡量低温下工作的性能。
（2）润滑脂（grease）
钙基润滑脂 纳基润滑脂 锂基润滑脂 铝基润滑脂 ① 针入度（penetration ） 衡量脂的稠密程度，针入度小，承载能力大。 ② 滴点（drop point） 衡量润滑脂的耐高温能力。
5. 混合摩擦（mixed friction） 两个摩擦面间有些部位呈现干摩擦，有些部位 呈现边界摩擦，有些部位呈现液体摩擦，这种 状态称为混合摩擦。摩擦系数不稳定。
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
第四章 摩擦磨损及润滑概述
一、基本概念
摩擦（friction）
摩擦力 （friction force）
正压力N
v
切向力F
磨损（wear） ——摩擦时，摩擦表面材质损失或转移的现象
润滑（lubrication）——摩擦面添加介质（油、脂 等），以减小摩擦、磨损，降低材料消耗， 保证机器可靠工作的现象。
是层流，各层之间存在相对滑移，各层界面上就有剪
切力：
τ
=
-
η
∂u ∂y
∂u ∂ y —— 流体延运动方向的速度梯度
A. 动力粘度η
单位：Pa·s（国际），P (泊)（绝对单位）
B. 运 动 粘 度 ν
ν
η ρ
ρ—流体密度
单位：m2/s（国际），St (斯)（绝对单位）
C.条 件 粘 度 ηE 单位：ºEt（恩氏度）
② 油性 物理吸附膜，化学吸附膜
③ 极压性 化学反应膜。
④ 氧化稳定性 润滑油抗氧化的能力。
⑤ 闪点（flash point） 衡量易燃性的指标，高温下工作很重要。
⑥ 凝固点（solidifying point） 衡量低温下工作的性能。
（2）润滑脂（grease）
钙基润滑脂 纳基润滑脂 锂基润滑脂 铝基润滑脂 ① 针入度（penetration ） 衡量脂的稠密程度，针入度小，承载能力大。 ② 滴点（drop point） 衡量润滑脂的耐高温能力。
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磨损类型：
粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损
腐蚀磨损
微动磨损
腐蚀磨损—当摩擦表面材料在环境的化学或电化学作 用下引起腐蚀，在摩擦副相对运动时所产 生的磨损即为腐蚀磨损。
中南大学专用
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨损类型：
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
微动磨损—是指摩擦副在微幅运动时，由上述各磨损
稳定磨损阶段
机器的寿命
平稳而缓慢的速度下磨损。
剧烈磨 损阶段
它标志着磨擦条件相对稳定。
▲剧烈磨损阶段----在经过稳定磨损阶段后，零件表面遭
到破坏，运动副间隙增大引起而外的动载荷和振动。零
件即将进入报废阶段。
设计机器时，要求缩短磨合期、延长稳定期、推迟剧烈
磨损期的到来。
中南大学专用
作者： 潘存云教授
冲蚀磨损—流动的液体或气体中所夹带的硬质物体或硬
质颗粒冲击零件表面所引起的机械磨损。利
用高压空气输送型砂或高压水输送碎石时，
中南大学专用
管道内壁所产生的机械磨损是实例之一。。
近年来，由于燃气涡轮机的叶片、火箭发动机的尾喷管这样一些部位的破坏，
才引起人们对这种磨损形式的特别注意
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨粒磨损
3) 条件粘度
指在一定条件下，利用某种规格的粘度计，通过测 定润滑油穿过规定孔道的时间来进行度量的粘度。
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
粘度的种类 运动粘度 条件粘度
1) 动力粘度
A、B两板之间充满了液体，B板静止，A板水 平移动速度为v。由于液体与金属表面的吸附 作用，A板表面的液体速度为v，而B板表面的 液体速度为0。两板之间的速度呈线性分布。
A
y
ox
dy
潘存云教授研制
du
液体层与层之间摩擦切应力：
B
实验结果： τ=η
du dy
中南要大学专求用 工作温度比油的闪点低 30~40℃ 。
作者： 潘存云教授
5）凝点
润滑油在规定的条件下，不再自由流动时所达到 的最高温度。它是润滑油在低温下工作的一个重要指 标，直接影响到机器在低温下的启动性能和磨损情况。
6）氧化稳定性 从化学意义上讲，润滑油是不活泼的。但当它们
暴露在高温气体中时，也会发生氧化并生成硫、氯、 磷的酸性化合物。这是一种胶状沉积物，不但腐蚀金 属，而且加剧零件的磨损。
第4章 机械零件设计概论
§4-0 概 述 §4-1 摩 擦 §4-2 磨 损 §4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 §4-4 流体润滑原理简介
中南大学专用
作者： 潘存云教授
§4-0 概 述
摩擦学----研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损 和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边 缘学科。
▲ 摩擦--相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象； ▲ 磨损--由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移； ▲ 润滑--减轻摩擦和磨损所应采取的措施。关科于构摩成擦了摩、擦磨学损(与Tr润ibo滑lo的gy学)。
vv
潘存云教授研制
v
潘存云教授研制
v
潘存云教授研制 作者： 潘存云教授
4. 混合摩擦 混合摩擦是指摩擦表面间处于边界
v
摩擦和流体摩擦的混合状态。混合摩擦
能有效降低摩擦阻力，其摩擦系数比边
潘存云教授研制
界摩擦时要小得多。
边界摩擦和混合摩擦在 工程实际中很难区分，常统 称为不完全液体摩擦。
边界摩擦 f
L-TSA32 L-TSA32 L-潘T存S云A教授3研2制 L-TSA32
选用原则：
30 40 50 60 70 80 90 ℃
1) 载荷大、温度高的轴承，宜选用粘度大的油；
2) 载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；
中南大学专用
作者： 潘存云教授
2）润滑性（油性）
润滑性是指润滑油中的分子与金属表面吸附形成 一边界油膜，以减小摩擦和磨损。润滑性愈好，吸附 能力愈强。对于那些低速重载或润滑不充分的场合， 润滑性具有特别重要的意义。
不允许出现干摩擦！
2. 边界摩擦 运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油膜， 不足以将两金属表面完全分开，其表面 部分微观高峰部分仍将相互搓削。
比干摩擦的磨损轻，f ≈ 0.1 ~ 0.3
3. 液体摩擦 有一层压力油膜将两金属表面隔开， 彼此不直接接触。是理想的摩擦状态。
中南大摩学专擦用 和磨损极轻，f ≈ 0.001 ~ 0.01
混合摩擦
在一般机器中，处于后三种情况的混合状态。
称无量纲参数ηn/p为轴承特 性数。 η-动力粘度，p-压强 ，n-每秒转数
液体摩擦
摩擦学研究的最新进展： 微－纳米摩擦学理论
o
潘存云教授研制
摩擦特性曲线 ηn/p
可实现： f ≤0.001 ----超润滑摩擦状态。
中南大学专用
作者： 潘存云教授
§4-2 磨 损
潘存云教授研制
疲劳磨损—也称点蚀，是由于摩擦表面材料微体积在
交变的摩擦力作用下，反复变形所产生的
材料疲劳所引起的机械磨损。点蚀过程：
产生初始疲劳裂纹→扩展→ 微粒脱落，形
中南大学专用
成点蚀坑。
作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨损类型：
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
潘存云教授研制
机理共同形成的复合磨损。微幅运动可理
解为不足以使磨粒脱离摩擦副的相对运动。
应用实例：轴与孔的过盈配合面、滚动轴承套圈的配合面、
旋合螺纹的工作面、铆钉的工作面等。
中南大学专用
作者： 潘存云教授
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法
一、 润滑剂 作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。
分类
气体润滑剂----空气 液体润滑剂----润滑油 半固体润滑剂----润滑脂 固体润滑剂
潘存云教授研制
微动磨损
粘附磨损—也称胶合，当摩擦表面的轮廓峰在相互作
用的各点处由于瞬时的温升和压力发生“冷
焊”后，在相对运动时，材料从一个表面迁
移到另一个表面，便形成粘附磨损。严重
的粘附磨损会造成运动副咬死。
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作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨损类型：
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
粒（如空气中的尘土或磨损造成的金属微粒）或硬的轮
廓峰尖在软材料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材料，
一部分流动到沟纹两旁，一部分则形成一连串的碎片脱
落下来成为新的游离颗粒，这样的微粒切削过程就叫磨
粒磨损。
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作者： 潘存云教授
磨损的机理： 磨粒磨损
磨损类型：
粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损
L-AN10 9.0~11.0 -10 L-AN15 13.5~16.潘5存云教授-研1制0
125 165
GB443-89 L-AN32 28.8~32.2 -10 170
L-AN46 41.4~50.6 -10 180
用于高速底负荷机械、 精密机床、纺织纱锭的 润滑和冷却。
普通机床的液压油。 用于一般滑动轴承、 齿轮、蜗轮的润滑
磨损的分类：
磨损 类型
按磨损机理分
按磨损表面 外观可分为
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
点蚀磨损 胶合磨损 两种不同的称谓 擦伤磨损
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作者： 潘存云教授
磨损的机理：
磨粒磨损
磨损类型：
粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损
潘存云教授研制
腐蚀磨损
微动磨损
磨粒磨损—也简称磨损，外部进入摩擦面间的游离硬颗
世界上使用的能源大约有 1/3~1/2 消耗于摩擦。
机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而
报废和更换的。
减少摩擦
随着科学技术的发展，摩擦学的理论和应用必将由宏
节省能源； 观进入微观，由静态进入动态，由定性进入定量，成 为系统综合研究的领域。
减少磨损
降低设备维修次数和费用，节省制造零
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磨损—由于摩擦而导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移。
后果—降低机器的效率和可靠性，甚至促使机器提前报废。
磨损过程大致如图所示：
磨损量 磨损曲线
▲磨合阶段----包括摩擦表
面轮廓峰的形状变化和表面
材料被加工硬化两个过程。
时间
它是磨损的不稳定阶段，在整个寿命周期内时间很短。磨合阶段
▲稳定磨损阶段----零件在
铝基润滑脂
1) 钙基润滑脂
这种润滑脂具有良好的抗水性，但耐热能力差，工 作温度不宜超过 55~65 ℃ 。
2) 钠基润滑脂
这种润滑脂具有较高的耐热性，但抗水性较差，工
作温度可达 120 ℃ 。由于它能与少量水乳化，从而
保护金属免遭腐蚀，比钙基脂有更好的防锈能力。
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作者： 潘存云教授
3) 锂基润滑脂 这种润滑脂既能抗水，又耐高温，而且有较好的机
分析位置y处薄层的受力
----- 牛顿液体流动定律
y
--流体中任意点处的切应力与该处的速度梯度成正比。
η----液体的动力粘度，简称粘度 量纲：力·时间/长度2
单位： N · s /m2 (Pa ·s) 称为泊 。
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或厘泊：1P=1 dyn · s /cm2 1泊=100厘泊 作者： 潘存云教授
件及其所需材料的费用。