Tribology & Lubricants 摩擦与润滑油
润滑名词解释
(29)油雾润滑(Oil-mist Lubrication) (30)喷射润滑 (Lubricant Spattering or Oil Jet Lubrication) (31)油/气润滑 (Aerosol Lubrication)
润滑剂与一定压力的压缩空气在喷射阀混合后射向润滑点的润滑方式。
压缩空气与油液混合后呈油/气—微细油滴或颗粒状送向润滑点的润滑方式。 又 称气溶胶润滑。
(Fatigue Wear) 裂缝并分离出磨粒或碎片而剥落，形成凹坑而引起的磨损。又称点蚀(Pitting)。 (5)腐蚀磨损 (Corrosive Wear) (6)微动磨损 (Fretting) (7)轻微磨损 (Mild Wear) (8)严重磨损 (Severe Wear) (9)正常磨损 (Normal Wear) (10)材料转移 (Pick-up or Transfer) (11)涂抹 (Smearing) (12)擦伤 (Scratching) (13)刮伤 (Scoring) (14)胶合 两摩擦表面发生固相“焊合”而引起的局部损伤，但没有发生局部表面熔合。 与“擦伤”相同原因形成的严重擦痕，又称划伤。 由摩擦表面局部固相“焊合”或磨料磨损而引起沿滑动方向形成的微小擦痕或“犁痕”。 摩擦副一表面上的材料发生转移，并以薄层重新涂敷到一或两表面上。 由于在滑动或滚动界面的强粘附力而使材料由一表面转移到另一表面上的现象。 设计允许范围内的磨损。 磨屑为较大的碎片或颗粒的磨损。有时用来表示已达到塑性接触下的磨损。 两接触表面作微振幅重复摆动所引起的磨损。微动磨损是一种微动疲劳与微动腐蚀并存的复合式磨 损。 磨屑非常细小的磨损。有时用来表示弹性接触下的磨损。 金属表面在摩擦过程中与周围介质在化学与电化学反应作用下产生的磨损过程。
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
摩擦.磨损.润滑及润滑剂概论
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。
Tribology in Industry
confirmed that plowing is the key mechanism of friction, while adhesion between asperities and the shearing of lubricant films are generally of secondary importance. Along with the theoretical research, the experimental study has not stopped. Most of the experiments were finished with the help of surface force testing device [5-8]. Original researches about relative speed to boundary friction coefficient were concentrating on lower velocity [9,10] and the objects were often aimed at the paper based friction elements of the civil vehicle [11,12].The main purpose of this paper is to investigate the friction mechanism of sintered material and establish a boundary friction model including the effect together with plough, boundary film, adhesive contact and lubrication, which can serve for the sintered material in tracked vehicle.
3.1摩擦学概述
机械设计吴鹿鸣罗大兵张祖涛摩擦学设计：摩擦与磨损03-1摩擦学概述摩擦学定义1966年，英国乔斯特（H.P.Jost）最早提出了Tribology名词 (tribology - the science and technology of interacting surfaces in relative motion and of their related subjects and practices)，Tribology的定义是研究相对运动的相互作用表面的有关理论和实践的科学与技术。
其后中国机械工程协会将Tribology译为“摩擦学”。
摩擦学定义要点：①是相对运动的表面，产生摩擦②是相互作用的表面，发生复杂的摩擦行为③是科学（Triboscience摩擦学科学、Fundamental Tribology基础摩擦学）与技术(Tribotechnology摩擦学技术、Applied Tribology应用摩擦学)，独立的一门多学科综合性的学科摩擦学的内涵：摩擦、磨损和润滑。
摩擦学(Tribology)摩擦(Friction) 阻止两个表面相对运动的现象 切向力(摩擦力，friction force) 引起磨损能量消耗，降低机器的效率 后果 磨损(Wear) 摩擦表面上物质不断损耗的现象不可避免（一般） 降低可靠性、精度和寿命特点 润滑(Lubrication)通过润滑剂的薄膜将两个表面分开，减小 切向力，它是减小摩擦降低磨损的重要手段减小能量损失和表面的物理相互作用 带走摩擦热和磨屑， 防止表面腐蚀作用摩擦学意义全球约1/3～1/2能源消耗与摩擦有关。
美国每年因磨损引起的工业损失约占GDP的1～2%。
因为摩擦学的应用美国每年能源消耗减少11%。
发动机因摩擦而损失约30%的功率，如果发动机的摩擦减小20%，可使燃油消耗减7%。
对于大型水轮机组，55％~70％的故障来自摩擦学设计不良造成的烧瓦。
发动机和传动装置的机械摩擦损耗占汽车发动机总能耗的12％机械失效的主要原因并不是零部件的断裂，而是摩擦学类型损坏。
外文资料
0301-679X/02/$ - see front matter 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved. PII: S 0 3 0 1 - 6 7 9 X ( 0 2 ) 0 0 0 2 3 - 3
426
X. Wang, A. Yamaguchi / Tribology International 35 (2002) 425–433
Nomenclature B1 thickness of disk specimen thickness of the block holding disk specimen B2 C ϭ pd4 / 128ml flow coefficient of cylindrical nozzle modified flow coefficient of cylindrical nozzle Cm d diameter of cylindrical nozzle Young’s modulus of plastics Ep Young’s modulus of stainless steel Es E equivalent Young’s modulus representative film thickness h0 ¯ ϭ h / h0 film thickness h ¯ c ϭ hc / h0 film thickness at center h ¯ e ϭ he / h0 elastic deformation of pad h m number of cells to circumference n number of cells to radius atmosphere p0 p ¯ ϭ p / ps film pressure p ¯ p ϭ pp / ps pocket pressure p ¯ s ϭ ps / ps ϭ 1 supply pressure q index for the numerical integration ¯ ϭ Q / Cps leakage flow rate Q outer radius of bearing r2 r ¯n ϭ (r2Ϫrp) / (nϪ1) r ¯p ϭ rp / r2 ratio of pocket radius mean radial velocity u ¯m V ϭ ⍀r2 representative velocity ¯ ϭ W / psr2 W 2 load-carrying capacity ¯ ϭ ar2 / h0 tilting angle of pad a d elastic deformation e compressive strain 2 z ϭ Ϫ2Wlogrp / pr2 2(1Ϫrp)ps ratio of hydrostatic balance q angle of rotation qm ϭ 2p / (mϪ1) m viscosity of fluid Poisson’s ratio of plastics np Poisson’s ratio of stainless steel ns r density of fluid s stress f azimuth of maximum tilting angle of pad ¯ ϭ w / ⍀ angular velocity of pad w 2 ⍀ ϭ psh2 0 / 6mr2 representative angular velocity
金属材料专业英语词汇(99单词)
金属材料专业英语词汇（99单词)abundant adj. 丰富的,充裕的adjacency n. 邻近, 邻接amplitude n. 广阔, 充足, 增幅n. 振幅、波幅(物理)analysis n. 分析, 解析approximately adv. 近似地, 大约attribute n. 属性, 特征; 标志, 象征vt. 归于, 属于augment vt. 增加,补充vi.扩大n. 增加,补充物axial adj. 轴的, 轴向的，轴心的bending n. 弯曲度(偏移, 透镜的配曲调整) v. 弯曲ceramic adj. 陶器的n. 陶器, 陶瓷学characterization n. 描绘、刻画clustering n. 聚类, 群动词cluster的现在分词形式cobalt n. 钴, 钴类颜料, 深蓝色comparative adj. 比较的,相当的n. 对手composite adj. 合成的,复合的n. 合成物, 复合材料vt. 合成compressive adj. 有压缩力的conduct n. 行为, 举动, 品行v. 引导, 指挥, 管理vt. 导电, 传热consequent adj. 作为结果的, 随之发生的，合乎逻辑的n. 推论，结论，[数]后项constant adj. 经常的, 不变的n. 常数, 恒量controversy n. (公开的)争论,争议conventional adj. 普通的,常见的,习惯的,常规的conventionally a dv. 照惯例,照常套,照老例core n. 果心,核心,要点vt. 挖去(水果的)果心=Congress of Racial Equality 争取种族平等大会corrosion n. 侵蚀(腐蚀, 锈)cruciform adj. 十字形的n. 十字形cryogenic adj. 低温的，冷冻的cryogenically adj. 低温的，冷冻的data n. (datum的复数)资料,数据datum n. 资料，数据，材料[数]已知数（复数）datadensity n. 密集,密度,透明度diffraction n. [物理]衍射，绕射dimple n. 酒窝, 涟漪v. (使）出现酒窝，(使）起波纹distribution n. 分发, 分配, 散布, 分布dormant adj. 睡眠状态的, 静止的[计算机] 静止的drill n. 钻孔机,钻子,播种机vt. 训练,钻孔vi. 钻孔evaluate vt. 评估,评价extensive adj. 广泛的,广阔的facilitate vt. 帮助, 使...容易, 促进failure n. 失败,失败的人或事fatigue n. 疲乏,疲劳,累活adj. 疲劳的vt. 使...疲劳,使...心智衰弱vi. 疲劳fellowship n. 友谊，团体，会员资格，奖学金ferrous a dj. 含铁的fracture n. 破碎,骨折vt. 破碎,破裂vi. 断裂fundamentally adv. 从根本上，基本地hardness n. 坚硬, 困难, 严厉hence adv. 今后, 从此, 因此, 所以hydraulic adj. 水力的, 水压的identify vt. 识别, 认明, 鉴定vi. 认同, 感同身受impart vt. 传授, 赋予, 告知indicate v. 显示, 象征, 指示v.指明, 表明induce vt. 引诱,导致,催生initial n. (词)首字母adj. 开始的, 最初的, 字首的vt. 签姓名的首字母于investigate vt. &vi. 调查,研究[计算机] 研究isothermal adj. 等温的，等温线的n. 等温线literature n. 文学, 文献macro adj. 巨大的，大范围的，总的n. [计算机]宏marginally adv. 在边上, 边际地形容词marginal的副词形式mechanism n. 机制,原理n. 机械,机构,结构metallurgist n. 冶金家, 冶金学者momentum n. 动力,要素, 势头,（物理）动量nano pref. 表示“十亿分之一”, “毫微”, “纳米”negative adj. 否定的,负的,消极的n. 底片，负数，否定vt. 否定neutron n. 中子non-ferrous adj. 有色的, 非铁或钢的(金属)overlay 覆盖parameter n. 参数,参量,决定因素patent n. 专利权,执照,专利品adj. 专利的,显著的,新奇的v. 取得...的专利权,请准专利per prep. 每,每一adv.每人precipitation n. 坠落, 沉淀, 凝结; 冰雹presence n. 出席,在场者,举止prevail vi. 获胜, 盛行, 主导procedure n. 程序, 手续, 步骤; 常规的做法quench v. 熄减, 结束, 冷浸, 解渴reduction n. 减少,缩小, (化学)还原反应, (数学)约分regard n. 关心; 考虑, 注意n. 尊敬; 问候; 事项vt. 视为; 尊重; 注视, 和...有关vi. 注视, 注意relieve vt. 减轻,救济,解除residual adj. 残余的,剩余的n. 剩余部分, (复)追加酬金resistance n. 抵抗力,反抗,反抗行动;阻力,电阻;反对adj. 抵抗的rotate vt. &vi. (使)旋转,轮流adj. 车轮状的secondary adj. 中级的,中等的,次要的n. 次要位置, 副手select adj. 精选的n. 被挑选出来的人或物v. 选择vi. 选择,挑选,选拔vt. 选择,挑选shallow adj. 浅的, 肤浅的, 浅显易懂的n. (pl.)浅滩, 浅处v. 变浅significance n. 意义,重要性simultaneously adv. 同时地(联立地)skeptical adj. 怀疑的soak n. 浸,湿透,喝醉vt. 使…湿透,浸泡在液体中,浸洗，吸入，使某人喝醉，向某人敲竹杠vi. 浸入液体，渗透，感化（某人），无节制地喝酒sort n. 种类,样子,态度v. 分类,整理,排序n.[计算机] DOS命令: 在字符型文件中进行数据排序, 或者将DOS命令的输出进行排序stable adj. 稳定的,安定的,可靠的n. 马厩,马棚,一批人vt. 使（马）入厩vi. 入厩subjected n. 科目,主题adj. 服从的,易患的submit vt. 呈送, 递交, 主张vt. 使服从, 屈服vi. 屈从; 忍受sufficient adj. 足够的, 充分的supplement n. 补充物,增刊vt. 补充,增补tensile adj. 可拉长的, 可伸展的,张力的toughness n. 有粘性, 强硬, 强健tribology n. 摩擦学undergo vt. 遭受,经历,忍受variation n. 变化,变动,变种,变奏曲weld n. 焊接, 焊缝v. 焊接yield n. 生产量, 投资收益v. 生产, 屈服, 投降, 弯下去, 凹下去。
摩擦学原理(全套课件819P)
Introduction
Tribology:
Tribology is the science, application science, which deals with of the two surfaces having relative movement, or moving trend, covers Friction, Lubrication and Wear. It has some research field related to Physics, Chemistry, Metallurgy, Material Science, Rheology, Hydromechanics, Elasticity, Viscoelasticity, Thermodynamics, as well as, Machinery Science and so on.
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Main Areas in Tribology
Friction (摩擦) Wear(磨损) Lubrication(润滑)
Leonardo da Vinci 10
秦始皇兵马俑铜车马的1号车
Research——textured surface
Sample of textured surface
3
“2012中国汽车产业发展高层论坛”
2012年10月在钓鱼台国宾馆举行“2012中国汽车产业 发展高层论坛” 。
中国汽车协会副会长董扬在发言中指出，中国汽车市 场的发展空间依旧宽广，2020年之前应会保持与GDP 增长率一致的发展速度。 “中国汽车已经连续两年增 长，这个市场到底有多大？2020年之前，中国汽车应 该能够在产销数量用大于等于GDP的数额增长，由于 当前我国人均的汽车数量还很低，从现代社会大生产 的结构要求来讲，需要更多的汽车；第三个原因是现 在中国的机动车数量最多的不是汽车，而是摩托车， 这其中蕴含着因为升级换代带来的巨大增长空间。
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2 潤滑原理
Stribeck curve 摩擦曲線 boundary lubrication 界面潤滑 semi-fluid lubrication 半液潤滑 full film lubrication 全膜潤滑 surface roughness 表面粗糙度 friction coefficient 摩擦係數 Definition of Viscosity 粘度定義 Viscosity = shear stress / shear rate Newtonian and Non-Newtonian fluid * Life of Bearing
大 high Boundary lubrication 摩擦係數 friction 小 low Full-film lubrication 大 轉速 rpm
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Semi-fluid lubrication
大 high Friction coefficient 小 low low 摩 擦 係 數
Stribeck curve
VI improver tackifiers
PIB, H-b/s cop. Improve Vis-T
Soap,polyAcrylate Silicone,t-b-phos
adhesiveness Prevent foam
抗發泡劑 anti-foam agents 乳化劑 細菌抑制劑 分散劑 抗磨耗劑 emulsifiers biocides disperssants
齒輪組潤滑
Open gears: Relative speed of two contacted gear surfaces is almost zero. According to lubricating theory, you need an oil of extreme viscosity. That’s why viscous oils, bituminous oils or graphited greases are used widely. Bath lubrication: viscosity will cause too much heat which does not exist in open gear sets. So, precise viscosity calculation for different gear sets is necessary. A thumb rule is : spur or bevel gear : 220 cSt helical gear : 320 to 460 cSt worm gear : 680 to 1000 cSt
The Synthetic base oils:
合成基礎油分類
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Synthetic hydrocarbons.碳氫類合成油 Polyglycols.聚乙二醇類 Synthetic esters.合成酯類 Silicones.有機矽類 Fluoroethers.氟醚類 Polyphenylethers.聚苯基醚類 Multiply-alkylated cyclopentane.複烷基化環戊烷類
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No lubricant/無潤滑
Coated with solid layer
No oil
With oil
Oil exists, but direct contact too.
Partially contacted 潤滑狀態 Completely separated
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Friction Curve / 摩擦曲線
9
各種合成油之耐溫範圍
Here is mineral.礦物油
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Temperature 溫度條件之影響
Below –50 ℃ will be very difficult. -10 to 100 ℃ is normal and common. Over 140 ℃ is called high-temperature. 180 to 250 ℃ is the most difficult range. There is no oil or grease can be used for situation over 300 ℃. Graphite can be used below 600 ℃. Copper paste can be used up to 1000 ℃. Nickel or aluminum paste can be used up to 1400 ℃.
潤滑設備 : 油浴式 /人工 / 潤滑系統 6. Compatibility to rubbers, plastics, metals….. 材質相容性 : 橡塑膠, 金屬, 塗料……….
3
選擇潤滑油的其他條件 Other conditions:
7. Chemical resistance, water/steam resistance 抗化學品性 抗蒸氣.抗水性 8. Food grade, EPA regulations…. 食品級 環保規範 ( 重金屬 臭氧問題 …… ) 9. Defined torque, noise level, damping feeling 特定扭力控制 10. Vacuum真空, fire-resistant, explosion-proved…… 11. UV-resistant抗紫外線, Radiation resistant 12. Conductivity導電, electrical-resistant 13. Military spec軍規, color
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潤滑油大分類
Greases
脂
Solid lubricants
固態潤滑劑
Lubricants潤滑油
Oils油 Greases脂 Solid 固體
Minerals
synthetics
Base oil
Additives
metals graphite MoS2 salts WS2 soaps non-soaps waxes bondedcoatings ptfe,pu organics inorganics
4
Calssification of lubricants
Oils 油 mineral oils 礦物油 vegetable oils 植物油 animal oils 動物油 synthetic oils 合成油 base oils油 thickeners增稠劑 additives添加劑 a lot of 各種無機粉
有機類 無機類 PolyUrea bentonite PTFE silicate Polyimide PVC Waxes
添加劑 EP additives corrosion inhibitors demulsifiers antifoamer VI improver……………………
7
添加劑 Additives
Tribology & Lubricants 摩潤學 與 潤滑油
How to select your lubricant? 如何選取潤滑油? Friction and Wear 摩擦 磨耗 Lubricating theory 潤滑原理 Lubricating systems 潤滑系統 Type of Lubricants 潤滑油種類 Examples. 案例說明
C : Rated loading額定負載 P : Applied loading使用負載
2
選擇潤滑油的6必要條件
Six essential conditions for selecting the correct lubricants
4 Relubrication interval : continuous / day / week / month / year / life lubrication 定義再潤滑週期 : 連續 / 日 / 週 /月 / 年 /永續 5 lubricating device : bath / manual / automatic
15000 -- 20000 12000 -- 15000 8000 -- 13000 4000 -- 9000 2000 -- 4000 1000 -- 1500 extremely low
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2,000k 100.0
oil mist only
Basic rules for gear lubrication •
anti-wear additives
Sodium soap… emulsibility
Phenols, formaldehyde
Prolong an emulsion’s life Retard sludge formation
Reduce metal wear
8
polymerizates Phosphates….
High viscosity 高粘度潤滑油 Medium viscosity 中粘度
Low viscosity 低粘度
Speed速度
大high 15
A Newtonian fluid Vis 粘度 牛頓流體
B
delatant flow
Speed速度 thixotropic flow C pseudoplastic flow D 搖變流體
極壓添加劑 EP additvies S, Cl, Pb salts
Amino,sulphonates
Prevent welding
防銹添加劑 rust inhibitors 抗氧化劑 VI 改善劑 增黏劑
oxidation inhibitors
Against rust
Reduce sludge
Phinols, amines
1
選擇潤滑油的6必要條件 Six essential conditions for selecting the correct lubricants