第四章 摩擦磨损润滑
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第4章 磨擦 磨损及润滑
具体说明
工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)；
润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌号为LAN10的油在40℃时的运动粘度大约为10 cSt。
润滑脂 ：润滑油+稠化剂 润滑脂的主要质量指标是：锥入度，反映其稠度大小。 滴点，决定工作温度。
固体润滑剂 ：石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。
二、添加剂
为了提高油的品质和性能，常在润滑油或润滑脂中加入一些 分量虽小但对润滑剂性能改善其巨大作用的物质，这些物质叫添 加剂。
添加剂的作用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
提高油性、极压性 延长使用寿命 改善物理性能
添加剂的种类
油性添加剂 极压添加剂 分散净化剂 消泡添加剂 抗氧化添加剂 降凝剂 增粘剂
三、润滑方法
润滑油润滑在工程中的应用最普遍，常用的供油方式有： 滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等
具体说明
三、流体静压润滑 流体静压润滑是指借助外部供入的压力油形成的流体膜来承
受外载荷的润滑方式。
具体说明
采用流体静压润滑可在两个静止且平行的摩擦表面间形 成流体膜，其承载能力不依赖于流体粘度，故能用粘度极低 的润滑剂，且既可使摩擦副有较高的承载能力，又可使摩擦 力矩降低。
返回
详细说明
在设计或使用机器时，应该力求缩短磨合期，延长稳定磨损 期，推迟剧烈磨损的到来。为此就必须对形成磨损的机理有所了 解。
二、磨损的分类
关于磨损机理与分类的见解颇不一致，大体上可概括为：
磨粒磨损 也简称磨损，是外部进入摩擦表面的游离硬颗粒或 硬的轮廓峰尖所引起的磨损。
疲劳磨损
粘附磨损 运
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 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
工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)；
润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌号为LAN10的油在40℃时的运动粘度大约为10 cSt。
润滑脂 ：润滑油+稠化剂 润滑脂的主要质量指标是：锥入度，反映其稠度大小。 滴点，决定工作温度。
固体润滑剂 ：石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。
二、添加剂
为了提高油的品质和性能，常在润滑油或润滑脂中加入一些 分量虽小但对润滑剂性能改善其巨大作用的物质，这些物质叫添 加剂。
添加剂的作用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
提高油性、极压性 延长使用寿命 改善物理性能
添加剂的种类
油性添加剂 极压添加剂 分散净化剂 消泡添加剂 抗氧化添加剂 降凝剂 增粘剂
三、润滑方法
润滑油润滑在工程中的应用最普遍，常用的供油方式有： 滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等
具体说明
三、流体静压润滑 流体静压润滑是指借助外部供入的压力油形成的流体膜来承
受外载荷的润滑方式。
具体说明
采用流体静压润滑可在两个静止且平行的摩擦表面间形 成流体膜，其承载能力不依赖于流体粘度，故能用粘度极低 的润滑剂，且既可使摩擦副有较高的承载能力，又可使摩擦 力矩降低。
返回
详细说明
在设计或使用机器时，应该力求缩短磨合期，延长稳定磨损 期，推迟剧烈磨损的到来。为此就必须对形成磨损的机理有所了 解。
二、磨损的分类
关于磨损机理与分类的见解颇不一致，大体上可概括为：
磨粒磨损 也简称磨损，是外部进入摩擦表面的游离硬颗粒或 硬的轮廓峰尖所引起的磨损。
疲劳磨损
粘附磨损 运
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 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
机械设计第四章：摩擦、磨损与润滑概述
化学吸附膜（化学键）
度影响较大
反应膜:比较稳定
§4-1 摩擦
三、流体摩擦
流体摩擦：指运动副的摩擦表面被流体膜隔开（λ>3～4） 摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。 摩擦系数最小（f=0.001-0.008），无磨损产生，是理想的 摩擦状态。
四、混合摩擦
混合摩擦：摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状 态（=1～3） 。 混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系数比边界摩擦时 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。
汽车的磨合期如同运动员在参赛前的热身运动
目的:汽车磨合也叫走合。汽车磨合期是指新车
或大修后的初驶阶段。机体各部件机能适应环境的 能力得以调整提升。新车、大修车及装用大修发动 机的汽车在初期使用阶段都要经过磨合，以便相互 配合机件的磨擦表面进行吻合加工，从而顺利过渡
到正常使用状态。汽车磨合的优劣，会对汽车寿命、
滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等 用于低速 用于高速
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑办法
三、润滑方法
滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等
用于低速
用于高速
浸油与飞溅润滑
喷油润滑
油脂润滑常用于运转速度较低的场合，将润滑脂涂抹于需润 滑的零件上。润滑脂还可以用于简单的密封。
思考题：
4—1 4—5 4—10 4—11
§4-1 摩擦
滑动摩擦分为：
干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦
一、干摩擦 表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。通 常将未经人为润滑的摩擦状态当作“干摩擦”处理。
§4-1 摩擦
二、边界摩擦
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。
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
第一节 摩擦 一、摩擦效果——能量损耗、发热、磨损
——利用摩擦 二、摩擦分类 内摩擦:发生在物质内部，阻碍分子间相对运动 外摩擦：
静摩擦 动摩擦——滚动摩擦
滑动摩擦——
1．干摩擦 机械传动中不允许
2．边界摩擦 边界油膜（十层分子厚度仅 为0.02μm），金属突峰接触，摩擦系数0.1 左右
油温 3．疲劳磨损（点蚀） 提高表面硬度、减小粗糙度值和控制接触应
力
4．流体体磨粒磨损、流体侵蚀磨损
流动所夹带的硬物质引起的机械磨损，管道 磨损
流体冲蚀作用引起的机械磨损，燃汽轮机叶 片、火箭发动机尾喷管的磨损。
5．腐蚀磨损
机械化学磨损是指由机械作用及材料与环境 的化学作用或电化学作用共同引起的磨损
2．流体静力润滑 3．弹性流体动力润滑 λ>3～4 4．边界润滑 5．混合润滑
1．如图所示，在 情况下，两相对运动的平 板间粘性流体不能形成油膜压力。
2．摩擦副接触面间的润滑状态判据参数膜厚 比值λ为 时，为混合润滑状态，值λ为 时，可达到流体润滑状态。
A．6.25; B. 1.0；C. 5.2； D. 0.35。
λ≤1——边界摩擦
λ>3——流体摩擦
1≤λ≤3——混合摩擦
第二节 磨损 一、磨损过程 ——磨合、 稳定磨损、 剧烈磨损。 二、磨损分类 1．磨粒磨损 开式齿轮传动 合理选择材料，提高表面硬度
2．粘着磨损 ——轻微磨损、胶合、咬死
齿轮传动、蜗杆传动滑动轴承等 合理选择摩擦副材料、润滑剂，限制压力和
3．各种油杯中， 可用于脂润滑。
A.针阀式油杯；B.油绳式油杯；C.旋盖式油杯。
4．为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中， 是不合理的
第04章 摩擦
粘度与温度的关系：温度↑→粘度↓（P54图4-7） 粘度与压力的关系：压力↑→粘度↑，其关系为：
13
粘度选择原则：
p时 的 动 力 粘 度 。 p — 在 压 力 p 返回目录 p 5 e p 0e 10 Pa时 润 滑 油 的 动 力 粘 度 。 0 — 在 压 为 为 p 0 — 润 滑 油 的 粘 — 压系数。 前一页
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
1
§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
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
摩擦：一物体与另一物体直接接触，当两者间有运动或有 运动趋势时，接触表面要产生切向阻力（即摩擦力），这 种现象成为摩擦。
世界上使用的能源的大约有 1/3～1/2消耗在各种形式 的摩擦中，机械中８０％的零件因磨损报废；摩擦也有有 利的一面，如：汽车行驶、飞机着陆、刹车、机械夹具、 带传动、摩擦轮传动、无级变速器等等。
高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。 转速高、压力小时，油的粘度应低一些； 反之，粘度应高一些。
后一页
退 出
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
2)润滑性（油性） ——物理膜 润滑性是指油吸附于摩擦表面的性能，边界润滑取 决于油的吸附能力。 3）极压性 ——（化学膜）
14
极压性能是润滑油中加入硫、氯、磷的有机极性 化合物事，油中极性分子在金属表面生成抗磨、耐高 压的化学反应边界膜。
2
磨损：使摩擦表面物质的流失或转移称为磨损。单位时间里的磨 损量称为磨损率。 润滑：在摩擦面内加入物质使两表面分开，以减速小摩擦、磨 损的方法称为润滑。 摩擦是现象，磨损是结果，润滑是改善摩擦、磨损的手段。
13
粘度选择原则：
p时 的 动 力 粘 度 。 p — 在 压 力 p 返回目录 p 5 e p 0e 10 Pa时 润 滑 油 的 动 力 粘 度 。 0 — 在 压 为 为 p 0 — 润 滑 油 的 粘 — 压系数。 前一页
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
1
§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
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
摩擦：一物体与另一物体直接接触，当两者间有运动或有 运动趋势时，接触表面要产生切向阻力（即摩擦力），这 种现象成为摩擦。
世界上使用的能源的大约有 1/3～1/2消耗在各种形式 的摩擦中，机械中８０％的零件因磨损报废；摩擦也有有 利的一面，如：汽车行驶、飞机着陆、刹车、机械夹具、 带传动、摩擦轮传动、无级变速器等等。
高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。 转速高、压力小时，油的粘度应低一些； 反之，粘度应高一些。
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退 出
第四章 摩擦、磨损与润滑概述
2)润滑性（油性） ——物理膜 润滑性是指油吸附于摩擦表面的性能，边界润滑取 决于油的吸附能力。 3）极压性 ——（化学膜）
14
极压性能是润滑油中加入硫、氯、磷的有机极性 化合物事，油中极性分子在金属表面生成抗磨、耐高 压的化学反应边界膜。
2
磨损：使摩擦表面物质的流失或转移称为磨损。单位时间里的磨 损量称为磨损率。 润滑：在摩擦面内加入物质使两表面分开，以减速小摩擦、磨 损的方法称为润滑。 摩擦是现象，磨损是结果，润滑是改善摩擦、磨损的手段。
第四章摩擦、磨损及润滑概述§4―1摩擦学发展概况§4―2
机械设计教案（68）第四章 摩擦、磨损及润滑概述大纲要求：了解机械零件的润滑状态；了解机械零件的摩擦与磨损规律；掌握常用润滑 材料和润滑方式；了解常用密封方法和密封件的性能与选用。
（2＋1 学时） 重点内容：机械零件的摩擦状态、磨损规律。
常用润滑油和润滑脂的主要性能指标及选 用原则。
常用润滑方式。
常用密封方法。
常用密封件的性能及选用。
§4―1 摩擦学发展概况Jost 的报告，Tribology诞生，摩擦学研究得到世界各国的广泛重视，成果丰硕。
§4―2 摩擦静摩擦 滚动摩擦摩擦 摩擦 干摩擦动摩擦 滑动摩擦 边界摩擦流体摩擦 混合摩擦边界摩擦 流体摩擦 混合摩擦膜厚比λ≤ 1 λ ＞ 3 1 ≤λ≤ 3F.P.Bowden ,Tabor在 1945年提出摩擦的粘着理论，1963 年又进一步提出修正的粘着 理论。
目前可以解释很多摩擦现象。
边界摩擦理论认为：边界膜 吸附膜 物理吸附膜 （靠润滑油中的极性分子形成――油性）化学吸附膜 （靠润滑油中的化学键结合形成）反应膜（靠润滑油中的 S、P、Cl等与金属表面的化学反应形成――极压性）维持边界膜是相互运动的摩擦表面所必需的，否则将会产生剧烈摩擦。
吸附膜 只在较低温度下存在。
反应膜 只在较高温度下（通常 150 o C～200 o C)才能生成。
反应膜牢固，但有腐蚀性。
添加剂的合理应用 ，见图4－10流体润滑（液体润滑） 动压液体润滑 （滑动轴承中讲述）静压液体润滑§4―3 磨损磨损的一般规律 ，图 4－6 ――磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段 跑合（磨合）的重要性――有合适的磨合期，按一定的规程进行缓慢、逐级加载，并注 意润滑油的清洁，防止磨粒磨损。
磨损按其机理可分为：粘附磨损磨粒磨损机械设计教案（68）疲劳磨损冲蚀磨损（流体磨粒磨损和流体侵蚀磨损）腐蚀磨损（机械化学磨损）§4－3 润滑剂、添加剂和润滑方法（一）润滑剂1．润滑油润滑油的种类润滑油的主要性质指标：⑴ 粘度――表征润滑油流动时的内部阻力。
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
1 总论.4 摩擦磨损润滑
一、流体动力润滑 流体动力润滑是指两个作相对运动物体的摩擦表面，借助于相对速度而产 生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷。
流体动力润滑形成的必要条件： 楔形空间； 相对运动（保证流体由大口进入）； 连续不断地供油。
（动画）
§4-4 流体润滑原理简介
英国的雷诺于1886年继前人观察到的流体动压现象，总结出流体动压润滑 流体润滑1 理论。20世纪50年代普遍应用电子计算机之后，线接触弹性流体动压润滑的理 论开始有所突破。
p——压力p时的粘度， Pa· S； 0——105Pa压力下的粘度， Pa· S； ——粘压系数， ＝（1~3）×10-8 m2／N。
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法
② 油性：反映在摩擦表面的吸附性能 物理吸附膜，化学吸附膜 ③ 极压性：在重压下表面膜破裂的最大接触载荷，用 PB表示，(极限载荷） 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）
③ 化学反应膜
具有低的剪切强度吸附膜、化学吸附膜的润滑性能
极压性——化学反应膜的润滑性能。
§4-1 摩擦
四、流体摩擦
当润滑油量多到一定程度， 形成的油膜厚度大到超过能 将两个表面接触的微凸体完 全分开，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。
§4-1 摩擦
五、混合摩擦
随着摩擦面间油膜厚度的增大， 表面微凸体直接接触的数量 在减少，而油膜承载能力的 比重在加大，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。
§4-2 磨损
流体动力润滑形成的必要条件： 楔形空间； 相对运动（保证流体由大口进入）； 连续不断地供油。
（动画）
§4-4 流体润滑原理简介
英国的雷诺于1886年继前人观察到的流体动压现象，总结出流体动压润滑 流体润滑1 理论。20世纪50年代普遍应用电子计算机之后，线接触弹性流体动压润滑的理 论开始有所突破。
p——压力p时的粘度， Pa· S； 0——105Pa压力下的粘度， Pa· S； ——粘压系数， ＝（1~3）×10-8 m2／N。
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法
② 油性：反映在摩擦表面的吸附性能 物理吸附膜，化学吸附膜 ③ 极压性：在重压下表面膜破裂的最大接触载荷，用 PB表示，(极限载荷） 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）
③ 化学反应膜
具有低的剪切强度吸附膜、化学吸附膜的润滑性能
极压性——化学反应膜的润滑性能。
§4-1 摩擦
四、流体摩擦
当润滑油量多到一定程度， 形成的油膜厚度大到超过能 将两个表面接触的微凸体完 全分开，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。
§4-1 摩擦
五、混合摩擦
随着摩擦面间油膜厚度的增大， 表面微凸体直接接触的数量 在减少，而油膜承载能力的 比重在加大，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。
§4-2 磨损
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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：
8.64 当 1.35 < ° t ≤ .2时，Vt = 8.0° t E 3 E °t E 条件粘度 平均温度t时的运动粘度 4.0 当 ° t > 3.2时， E Vt = 7.6° t E °t E 当 ° t > 16.2时， E Vt = 7.14° t E cSt cSt
喷油润滑
作者： 潘存云教授
四、润滑装置 1. 油杯
旋盖式油杯
潘存云教授研制
脂用
潘存云教授研制
潘存云教授研制
针阀 油杯 油芯油杯
潘存云教授研制
压注式油杯
长江大学专用 作者： 潘存云教授
2. 油环
潘存云教授研制 潘存云教授研制
自学教材 P58-60 流体润滑原理简介
长江大学专用
作者： 潘存云教授
主要用途
用于高速低负荷机械、 精密机床、纺织纱锭的 润滑和冷却
6.12~7.48 9.0~11.0
13.5~16.5 28.8~32.2 41.4~50.6 61.2~74.8
-10 -10
-10 -10 -10 -10 0
110 125
165 170 180 190 210
全损耗 系统用油 GB 443-89
3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。
三、润滑方法 润滑油润滑在工程中的应用最普遍，其供油方式有： 人工给油 润滑方式 油杯滴油 浸油润滑、飞溅给油 用油泵强制润滑和冷却
滴油润滑 甩油环
潘存云教授研制 潘存云教授研制
间歇式 连续式
低速传动
高速传动
冷 却 器 油泵
潘存云教授研制
浸油润滑
长江大学专用
飞溅润滑
磨损的机理： 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型：
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 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。
改善摩擦副耐磨性的措施：
1、合理选择摩擦副材料
•采用异种金属、多相金属、脆性材料利于提高抗粘着磨损的能力； •采用硬度高韧性好的材料利于抵抗磨粒磨损、疲劳磨损和摩擦化学 磨损； •提高表面光洁度，可以提高耐疲劳磨损能力。
2、合理选择润滑剂及添加剂
•适当选用高粘度的润滑油、在润滑油中使用极压添加剂或采用固体 润滑剂，可以提高耐疲劳磨损的能力； •在润滑剂中加入油性或极压添加剂可以有效地减少粘着磨损的发生。
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
一组重要的调查数据
• 世界1/2总能源被一种或多种形式的摩擦所消耗；
• 失效零件的80%是由于磨损造成的；
• 20世纪80年代，我国在冶金、煤炭、农机等五个行 业的调查表明：由于磨粒磨损所消耗的备件用钢达到 100万吨以上，如考虑停机等费用造成的损失每年达 到数亿元。
摩擦学发展的重要历史阶段
二、添加剂
添加剂——为了改善润滑剂品质和性能而添加的物质。
作用——提高油性、极压性、延长使用寿命、改善性能。
摩擦系数 f
油性添加剂 极压添加剂
种类 分散净化剂 消泡添加剂 抗氧化添加剂 降凝剂 增粘剂
非极压油
含极压添 加剂的油
含脂肪 酸的油
含脂肪酸和极压添加剂的油
软化温度t/℃
若润滑油中同时加入油性添加剂和极压添加剂，则低温时可以靠油性添加剂的油 性来获得减摩性，高温时则靠极压添加剂的化学反应膜来得到良好的减摩性
润滑性能是润滑油中加入含硫、氯、磷的有机极性化合物 之后，油中的极性分子在金属表面生成抗磨、耐高压的化学反 应边界膜的性能，它在重载、高速、高温条件下，可改善边界 润滑性能。
（4）闪点
润滑油在标准容器中加热所蒸发的油气，遇火焰即能发出 闪光时的最低温度，是衡量油易燃性的指标。对于在高温下工 作的机器，这是一个重要参数。一般要求工作温度比油的闪点 低 30~40℃ 。
磨损的机理： 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型：
冲蚀磨损
腐蚀磨损 微动磨损
潘存云教授研制
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。
磨损的机理： 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
3、注意控制摩擦副的工作条件
•设计时尽量控制最大许用压强，因为一定硬度的金属，所受的压强 大则磨损量大； •另外还需限制摩擦表面的温升，以免温度过高使油膜破坏，发生粘 着，加速化学磨损。
4、润滑是减小摩擦、减小磨损的最有效的方法
表4-2 常用润滑油的主要性质
名 称 代号
L-AN7 L-AN10
L-AN15 L-AN32 L-AN46 L-AN68 40 ℃的粘度 凝点 闪点(开式) /(mm2/s) ≤ ℃ ≥ ℃
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
二. 磨 损
磨损量
磨损曲线
设计机器时要求： 磨合阶段 缩短磨合期 稳定磨损阶段 机器的寿命 延长稳定期 推迟剧烈磨损期的到来
时间 剧烈磨 损阶段
磨损的分类 磨粒磨损 粘附磨损 按磨损机理分 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损 点蚀磨损 胶合磨损 擦伤磨损
磨损类型：
冲蚀磨损
腐蚀磨损
微动磨损 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，形成点蚀坑。
磨损的机理： 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型：
冲蚀磨损
腐蚀磨损 微动磨损
冲蚀磨损—流动的液体或气体中所夹带的硬质物体或硬
(2) 钠基润滑脂 耐热性好，工作温度可达 120 ℃，抗水性差。可与 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。 (3) 锂基润滑脂 既能抗水，又耐高温，而且有较好的机械安定型，是 一种多用途的润滑值。工作温度不宜超过 145 ℃ 。 (4) 铝基润滑脂 抗水性好，吸附能力强，可起到良好的防锈作用。
3. 固体润滑剂
石墨 ——性能稳定，t >350 ℃才开始氧化，可在水中工作。 聚氟乙烯树脂 ——摩擦系数低，只有石墨的一半。 二流化钼（MoS2） ——摩擦系数低，使用温度范围广 (-60~300 ℃)，但遇水性能下降。 用于润滑油不能胜任工作的场合：高温、低速重载。 使用方式
其应用日渐广泛
1.调和在润滑油中； 2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；
•1、史前人类的钻木取火
•2、春秋时代（公元前770~221年）对摩擦、磨损现象有了一定 的了解，并且已经知道采用动物油脂进行润滑（诗经）
•3、西晋时代张华所著《博物志》最早记载了人类使用矿物油做 润滑剂
•4、15世纪，意大利的列奥纳多· 达芬奇才开始把摩擦学引入理 论研究的途径 •5、18世纪起摩擦学研究蓬勃兴起，到20 世纪60年代摩擦学成 为一门独立的交叉学科 •6、应用及研究的领域不断扩大：机械、冶金、生物、地质、音 乐、体育等
2.润滑脂
润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂） 混合稠化而成。 优点：密封简单，不需要经常添加，不易流失，对速 度和温度不敏感，适用范围广。 缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，不适宜高速场合。
润滑脂的种类： 钙基润滑脂 ——工程上应用最广 钠基润滑脂 分类 锂基润滑脂 铝基润滑脂
(1) 钙基润滑脂 抗水性好，耐热能力差，工作温度低于 55~65 ℃ 。
普通机床的液压油。 用于一般滑动轴承、 齿轮、蜗轮的润滑
用于重型机床导轨、 矿山机械的润滑
用于汽轮机、发电机等 高速高负荷轴承和各种 小型液体润滑轴承
汽轮机油 GB 11120-89 L-TSA46 41.4~50.6
L-AN100 90~110 L-TSA32 28.8~35.2
-7
180
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
滚动摩擦
混合摩擦
（接触面间）
静摩擦
（滑动趋势）
• •摩擦状态的判定：膜厚比λ
图4-1 P46
二.磨损
•定义：由于摩擦而造成物体表面材料的损失或转移； •影响：影响机器效率、降低可靠性，甚至促使机器提 前报废。 •用途：精加工中的磨削及抛光，机器的“磨合”过程 等
磨损过程大致有： ▲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它是磨损的不稳定阶段，在整个寿命周期内时间很短。 ▲稳定磨损阶段——零件在平稳而缓慢的速度下磨损
（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。
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， 管道内壁所产生的机械磨损是实例之一。
磨损的机理： 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型：
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。