摩擦磨损
摩擦与磨损
表面摩擦与磨损一、摩擦与磨损的定义摩擦的定义是:两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或者相对运动趋势时,在切相面见间产生切向的运动阻力,这一阻力又称为摩擦力。
磨损的定义是:任一工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象。
据估计消耗在摩擦过程中的能量约占世界工业能耗的30%。
在机器工作过程中，磨损会造成零件的表面形状和尺寸缓慢而连续损坏，使得机器的工作性能与可靠性逐渐降低，甚至可能导致零件的突然破坏。
人类很早就开始对摩擦现象进行研究，取得了大量的成果，特别是近几十年来已在一些机器或零件的设计中考虑了磨损寿命问题。
在零件的结构设计、材料选用、加工制造、表面强化处理、润滑剂的选用、操作与维修等方面采取措施，可以有效地解决零件的摩擦磨损问题，提高机器的工作效率，减少能量损失，降低材料消耗，保证机器工作的可靠性。
二、摩擦的分类及评价方法在机器工作时，零件之间不但相互接触，而且接触的表面之间还存在着相对运动。
从摩擦学的角度看，这种存在相互运动的接触面可以看作为摩擦副。
有四种摩擦分类方式：按照摩擦副的运动状态分类、按照摩擦副的运动形式分类、按照摩擦副表面的润滑状态分类、按照摩擦副所处的工况条件分类。
这里主要以根据摩擦副之间的状态不同分类，摩擦可以分为：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦，如图2－1所示。
图2-1 摩擦状态1、干摩擦当摩擦副表面间不加任何润滑剂时，将出现固体表面直接接触的摩擦（见图2-1a），工程上称为干摩擦。
此时，两摩擦表面间的相对运动将消耗大量的能量并造成严重的表面磨损。
这种摩擦状态是失效，在机器工作时是不允许出现的。
由于任何零件的表面都会因为氧化而形成氧化膜或被润滑油所湿润，所以在工程实际中，并不存在真正的干摩擦。
2 、边界摩擦当摩擦副表面间有润滑油存在时，由于润滑油与金属表面间的物理吸附作用和化学吸附作用，润滑油会在金属表面上形成极薄的边界膜。
边界膜的厚度非常小，通常只有几个分子到十几个分子厚，不足以将微观不平的两金属表面分隔开，所以相互运动时，金属表面的微凸出部分将发生接触，这种状态称为边界摩擦（见图2-1b）。
摩擦磨损降低机理与表面涂层
摩擦磨损降低机理与表面涂层摩擦磨损是指两个物体之间的相互运动引起的表面损失现象。
在工程实践中，摩擦磨损问题会导致机械部件性能下降、寿命缩短甚至故障。
因此，深入了解摩擦磨损机理，并采取相应的措施进行预防和改善，对于保证机械设备的可靠运行至关重要。
近年来，表面涂层技术在解决摩擦磨损问题上表现出良好的应用前景，其能够有效地降低机械部件的摩擦磨损，提高其使用寿命。
那么，摩擦磨损的基本机理是什么呢？首先，我们需要理解摩擦磨损是一个复杂而多变的过程，涉及多个物理和化学因素。
最常见的摩擦磨损机制包括磨料磨损、表面疲劳破坏和润滑薄膜破裂等。
磨料磨损是指固体颗粒在两个物体之间进行滚动、滑移和切削等相互作用，从而引起表面的粒子脱落和剥离。
摩擦磨损时，两个物体的表面会产生摩擦力，这会导致表面微观粗糙度的失真，从而促使相互之间的颗粒更容易脱落。
表面疲劳破坏是指在长时间的往复摩擦作用下，材料表面会发生微裂纹的产生和扩展。
当应力施加到裂纹尖端时，裂纹会继续扩展，最终导致材料的疲劳破裂。
润滑薄膜破裂是指摩擦界面上形成的润滑薄膜无法承受高压和高温的作用，从而破裂。
润滑薄膜的破裂会导致直接接触和摩擦，从而加速摩擦磨损的发生。
在应对这些摩擦磨损机理时，表面涂层技术被广泛应用。
表面涂层是通过在材料表面上施加一层具有特定性质的薄膜，以改善其摩擦和磨损性能。
常见的表面涂层材料包括硬质涂层、固体润滑薄膜涂层和功能复合涂层等。
硬质涂层是指通过在材料表面形成具有较高硬度的涂层，以提高其耐磨性能。
常见的硬质涂层材料有碳化钨、氮化钛和氮化硼等。
这些涂层能够有效减少摩擦磨损，延长部件的使用寿命。
固体润滑薄膜涂层是在材料表面形成一层具有良好润滑性质的薄膜。
这种涂层可以降低表面的摩擦系数，提高机械部件的摩擦性能。
常见的固体润滑薄膜涂层材料有石墨、二硫化钼和聚四氟乙烯等。
功能复合涂层是一种结合了多种功能性能的表面涂层。
它能够同时提供较高的硬度、优良的润滑性和耐腐蚀性能。
摩擦和磨损的联系
摩擦和磨损的联系一、摩擦和磨损的基本概念及关系摩擦力是指两个接触物体相对运动时出现的阻力，而磨损是指固体表面在相对运动或接触过程中，由于摩擦力所引起的物质的消耗和形貌的变化。
摩擦和磨损密切相关，两者之间存在着紧密的联系。
本文将对摩擦和磨损的关系进行全面深入的探讨。
二、摩擦对磨损的影响1. 摩擦对磨损程度的影响摩擦力的大小直接决定了磨损的程度。
当两个物体之间的摩擦力增大时，磨损程度也会相应增加。
摩擦力的大小与物体间的相互作用力、表面粗糙度以及润滑情况等因素密切相关。
2. 摩擦对磨损方式的影响摩擦力的作用下，可以产生不同的磨损方式。
当两个物体间的摩擦力较小时，可能会出现微小的磨粒，造成表面磨损；当摩擦力增大时，可能会出现表面剥蚀、刮伤等更为明显的磨损方式。
3. 摩擦对磨损速率的影响摩擦力的大小还会直接影响磨损速率。
摩擦力越大，物体表面的材料消耗速度越快，磨损速率也会相应增加。
因此，在工程设计中需要合理控制摩擦力的大小，以减缓磨损速率，延长材料的使用寿命。
三、磨损对摩擦的影响1. 磨损对摩擦力的影响磨损会造成物体表面的不平整，增加了摩擦力的大小。
磨损表面的粗糙度会显著影响摩擦力的大小。
当物体表面经过长时间的磨损后，摩擦力可能会大幅增加，从而对摩擦产生重大影响。
2. 磨损对摩擦过程的影响磨损会改变物体表面的形貌和材料特性，从而对摩擦过程产生影响。
磨损会使物体表面变得粗糙，增加了接触面积，改变了摩擦系数。
此外，磨损还会引起表面的氧化、硬质颗粒剥离等现象，进一步改变了摩擦过程的特性。
3. 磨损对摩擦耐磨性能的影响磨损会降低物体的摩擦耐磨性能。
物体经过长时间的磨损后，表面会变得疲劳、龟裂、掉屑等，从而降低了摩擦耐磨性能。
因此，在工程设计中需要充分考虑材料的磨损特性，选择具有较高耐磨性的材料，以提高摩擦耐磨性能。
四、如何减少摩擦和磨损1. 合理润滑润滑是减少摩擦和磨损的重要手段之一。
润滑可以在物体表面形成一层保护膜，减少摩擦力的大小，降低磨损程度。
机械系统中的摩擦与磨损机理分析
机械系统中的摩擦与磨损机理分析摩擦和磨损是机械系统运行中的普遍现象，对于机械设备的性能和寿命都有着重要的影响。
理解摩擦和磨损机理，对于改善机械系统的运行效率和延长设备寿命具有重要意义。
本文将从摩擦的基本概念开始，深入分析摩擦与磨损的机理。
一、摩擦的基本概念摩擦是指处于接触状态的两个物体因相对运动而引起的阻碍运动的力。
在机械系统中，摩擦不可避免地产生，并且会引起能量损失和表面磨损。
摩擦力的大小与材料的性质、表面形态和润滑条件等因素密切相关。
摩擦力的大小可以用摩擦系数来表示，摩擦系数的大小取决于物体之间的接触情况和材料的特性。
例如，金属材料之间的摩擦系数通常较小，而金属与非金属材料之间的摩擦系数较大。
此外，物体表面的粗糙度也会影响摩擦系数的大小，表面越光滑，摩擦系数越小。
二、摩擦的机理与分类摩擦的机理与接触状态和表面形态有关。
一般来说，摩擦可以分为干摩擦和润滑摩擦两种类型。
干摩擦是指在无润滑介质作用下的摩擦。
在干摩擦条件下，物体表面粗糙度和形态决定了摩擦的特性。
当两个物体粗糙度相似且表面之间存在较大的接触面积时，摩擦力较大。
而当物体表面光滑度较高或表面接触区域较小时，摩擦力较小。
此外，在干摩擦条件下，还存在着“附着摩擦”和“切削摩擦”的区别。
附着摩擦是指物体表面粗糙度发生变形接触，产生短时间的摩擦力。
而切削摩擦是指物体表面粗糙度间的相互剪切产生的摩擦力，主要由于表面形态的不同而导致。
润滑摩擦是指在有润滑介质作用下的摩擦。
润滑介质可以减小物体表面间的接触，并降低摩擦力。
常见的润滑介质有液体和固体两种形式。
在液体润滑条件下，摩擦系数较小，润滑膜的形成对减小摩擦力有重要作用。
而在固体润滑条件下，固体润滑剂填充物体表面间的空隙，减小物体之间的直接接触，从而减小摩擦力。
三、磨损的机理与分类磨损是指机械设备在长期运行过程中，表面材料的逐渐损失。
磨损的机理与摩擦密切相关。
常见的磨损形式有磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等。
什么是磨损,有哪些物品容易发生磨损？
什么是磨损，有哪些物品容易发生磨损？磨损是指物体在相互摩擦或运动中，由于相互之间的接触而产生的表面物质的破坏和损失。
在日常生活中，我们经常会遇到各种物品出现磨损的情况，它们的磨损程度不同，原因也不尽相同。
本文将从几个方面解释磨损的概念，并列举一些容易发生磨损的物品。
一、摩擦磨损摩擦磨损是指两个物体相互接触，因为摩擦力的作用，其中一个或双方物体的表面发生磨损。
摩擦磨损是最常见的一种磨损形式，它的发生主要受到物体表面的粗糙程度和物体间压力的影响。
车轮和道路之间的摩擦磨损是一个常见的例子，长时间的行驶会使车轮的胎面磨损严重。
1. 摩擦磨损的原因摩擦磨损的原因主要有两个：一是接触面的材料硬度差异引起的不匹配，例如金属与金属之间的摩擦磨损；二是物体之间的粘附力引起的磨损，例如液体摩擦磨损中的黏附磨损。
2. 摩擦磨损的影响摩擦磨损不仅会损耗物体的表面材料，还会产生摩擦热，造成能量的消耗和机械性能的下降。
此外，摩擦磨损还会产生颗粒物质，进一步加剧磨损的程度。
二、腐蚀磨损腐蚀磨损是指物体在化学环境中受到腐蚀作用而产生的表面磨损现象。
腐蚀磨损往往是由于物体表面与化学物质的相互作用而引起的，其特点是破坏性大，速度快。
1. 腐蚀磨损的原因腐蚀磨损的原因主要是物体表面受到腐蚀性介质的侵蚀，导致物体表面的材料被溶解、脱落或形成新的化合物。
例如，金属器皿在接触酸性食物时容易发生腐蚀磨损。
2. 腐蚀磨损的影响腐蚀磨损对物体的影响往往是不可逆的，一旦发生腐蚀磨损，物体的材料性能将会受到严重破坏，甚至失去使用价值。
此外，腐蚀磨损还会降低物体的耐久性和寿命。
三、疲劳磨损疲劳磨损是指物体在长期重复应力加载的情况下，由于材料的疲劳失效而导致的表面磨损现象。
疲劳磨损是一种慢性磨损形式，其破坏过程通常是渐进的。
1. 疲劳磨损的原因疲劳磨损的原因主要是物体在受到长期重复应力加载时，材料会发生微裂纹的生成和扩展。
一旦裂纹达到一定长度，就会引起表面的剥落和磨损。
模块九 摩擦与磨损 知识点
模块九摩擦与磨损知识点9.1摩擦与磨损1.摩擦概念：两相互接触的物体有相对运动或相对运动趋势时，在接触处产生阻力的现象。
一．机械中的摩擦P2281.常见摩擦种类：（1）外摩擦：在物体接触表面上产生的阻碍其相对运动的摩擦（2）内摩擦：发生在物质内部，阻碍分子间相对运动的摩擦2.根据摩擦副的运动状态分类（1）静摩擦；（2）动摩擦3.根据摩擦副运动形式分：（1）滚动摩擦；（2）滑动摩擦4.根据摩擦副表面润滑状态分（1）干摩擦：摩擦系数大、表面磨损严重；除利用干摩擦工作的场合外，尽量避免干摩擦（2）边界摩擦：摩擦副表面吸附一层及薄的润滑剂膜（3）液体摩擦：摩擦系数小，理论上不产生磨损，是一种理想的摩擦状态（4）混合摩擦：兼上述两种状态及以上的二．机械中的磨损P229（1）黏着磨损：如活塞与气缸壁的磨损（2）磨粒磨损：如犁铧、挖机铲齿（3）表面疲劳磨损：表面出现麻坑（4）腐蚀磨损2.磨损过程及特征（如右图）（1）磨合磨损阶段：机械零部件属于新的，此时磨损速度较快。
属于有益磨损（2）稳定磨损阶段：此阶段磨损率趋于平稳和缓和，经历时间较长。
标志零件的使用寿命（3）剧烈磨损阶段：磨损量急剧增高，机械效率下降，需要及时检修3.进行有效的润滑，尽可能在液体状态下工作，是减少磨损的重要措施。
9.2机械的润滑一．润滑状态P2301.流体润滑：（1）流体静力润滑：油的压力由油泵提供的。
（2）流体动力润滑：油的压力在满足若干条件后由润滑油自身产生的。
2.弹性流体动力润滑3.边界润滑1234.混合润滑二．润滑剂1.润滑剂的分类及选用（1）润滑剂的作用：用于润滑、冷却和密封机械摩擦部分的物质。
（2）分类：矿物性润滑剂、植物性润滑剂和动物性润滑剂2.工业润滑油P232（1）润滑油的主要性能指标①黏度：1）是润滑油底壳剪切变形的能力2）黏度是润滑油最重要性能指标。
国家把40℃时润滑油运动黏度数字作为其牌号②黏度指数：1）温度升高黏度指数下降；2）黏度指数是衡量润滑油黏度随温度变化的指标。
摩擦磨损计算原理
摩擦磨损计算原理
摩擦磨损计算是一种通过定量分析摩擦副接触表面磨损的方法。
摩擦磨损是由于摩擦接触表面间相对运动而造成的材料的损失，它在机械工程、材料科学和工程以及润滑和润滑剂研究中具有重要意义。
摩擦磨损计算的原理基于摩擦副接触表面的力学相互作用和材料学知识。
它主要包括以下几个方面的计算：
1. 接触面积计算：根据摩擦副的几何形状和运动状态，可以计算出接触面积。
接触面积是摩擦磨损计算的重要参数之一，它决定了摩擦副的受力分布和材料的磨损程度。
2. 受力分析：摩擦副的受力分析是计算摩擦磨损的关键步骤。
通过应用受力分析和力学平衡原理，可以确定摩擦接触表面上的接触压力、正常力、剪应力等参数。
这些参数对磨损的影响很大，可以用来评估材料的耐磨性能。
3. 磨损机理分析：磨损机理分析是了解摩擦磨损原因和方式的重要手段。
根据摩擦副的材料特性和工作条件，可以确定磨损机理。
常见的磨损机理有磨粒磨损、表面疲劳磨损和润滑失效等。
不同的磨损机制需要采取不同的计算方法。
4. 磨损量计算：通过将接触面积、受力分析和磨损机理结合起来，可以计算得出摩擦副接触表面的磨损量。
磨损量可以用摩擦系数、摩擦功率和磨损体积等物理量来表示。
总之，摩擦磨损计算基于力学和材料学原理，通过分析接触面积、受力分布和磨损机理，计算出摩擦副接触表面的磨损量，为优化设计提供指导。
对于工程设计和润滑管理有重要的参考价值。
摩擦学第五章磨损ppt课件
实际的磨损现象大都是多种类型磨损同时存在；或磨损状态随工 况条件的变化而转化。
摩擦学第五章磨损
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第二节 粘着磨损
一、定义及其过程
1、定义：
(1) 在摩擦副中，相对运动的摩擦表面之间，由于粘着现象产生材料转移
此外，磨损率与滑动速度无关。
摩擦学第五章磨损
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金属的粘着磨损的磨损系数
润滑状况 相同 无润滑 15X10-4
金属/金属
相容
部分相容和 部分不相容
不相容
金属/ 非金属
5X10-4
1X10-4 0.15X10-4 1.7X10-6
润滑不良 30X10-5 10X10-5
润滑良好 润滑极好
30X10-6 10X10-7
假定磨屑半径 ，产生磨屑的概率 ，则滑动 距离磨损体积：
摩擦学第五章磨损
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分析
粘着磨损的体积磨损率与法向载荷N (或正压力p)成正比，而与软金属材 料的屈服强度(或布氏硬度HB值)成反比。
当正压力
时，会使磨损加剧，产生胶合或咬死。
因此，在设计时应保证正压力不超过材料的布氏硬度的三分之一。
体积磨损率随着粘着磨损的磨损系数的增大而增大，而后者主要取决于摩 擦表面的润滑状况和两滑动金属相互牢固地粘着的趋向。
相溶性好的材料 材料塑性越高，粘着磨损越严重
脆性材料的抗粘着能力比塑性材料高 脆性材料：正应力引起，最大正应力在表面，损伤浅， 磨屑也易脱落，不堆积在表面。 塑性材料：剪应力引起，最大剪应力离表面某一深度， 损伤深。
摩擦学第五章磨损
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三、防止和减轻粘着磨损的措施