三、 磨粒磨损
轮机维护与修理知识点
故障：指船舶系统、设备、机械或其零部件原有功能的丧失。
故障规律:机械设备自投入使用到损坏不能运转的全部使用过程中，不同时期故障概率的规律。
故障模式:指妨碍产品完成规定任务的某种可能方式，即产品故障或失效的表现形式。
维修:维修是事前对故障采取主动预防的积极措施，维修是一门科学可靠性:“产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
”可维修性:指对已发生故障的产品，在规定时间内，通过维修使之保持或恢复到规定使用条件下，完成规定任务的能力。
维护保养：保持机械设备技术性能正常发挥所采取的技术措施。
边界摩擦:在摩擦副的表面间，存在一层极薄润滑膜时的摩擦。
干摩擦：表面既无润滑剂，又无湿气时的摩擦。
磨损：摩擦副的表面物质，在摩擦的过程中逐渐损失的现象磨粒磨损：由于固体磨粒的应力作用而引起的磨损。
腐蚀磨损：摩擦副表面的机械摩擦作用＋表面与周围介质间的化学或电化学反应而造成的磨损。
微动磨损：两接触表面在载荷作用下，由于微小振幅（<0.25微米）的振动而引起的机械化学磨损。
拉缸：拉缸是活塞组件与缸套配合面相互剧烈的作用（干摩擦），在工作表面产生拉毛、划痕、擦伤、裂纹或咬死的损伤现象。
交变载荷：物体受到大小、方向随时间呈周期性变化的载荷作用。
穴蚀：与液体接触的金属表面，由于受气泡产生与破裂的反复作用而导致的破坏现象，称为穴蚀。
电化学腐蚀：金属表面在电解质中发生电化学作用而产生的破坏，称为电化学腐蚀。
疲劳破坏：零件或材料经过一定次数的循环载荷或交变应力作用下，产生裂纹或断裂的现象。
桥规值：是将桥规置于机座平面上，桥规的测量基准面至所测主轴颈的距离。
填料：用来保证具有相对运动的表面之间密封性的材料。
垫料：用来保证固定连接面之间的密封性材料臂距差：曲柄在上、下止点（或左、右水平）位置时，两曲柄臂之间距离的差值。
1、按故障的性质分类，船机零件的故障分为哪几种故障？人为为故障，自然故障。
2、什么叫故障？故障发生前有哪些主要怔兆？指船舶系统、设备、机械或其零部件原有功能的丧失。
磨粒磨损的特征
磨粒磨损的特征
磨粒磨损的特征主要表现在以下几个方面：
1. 表面形成小的平面和缺口：在物体原有的表面上，磨粒磨损会导致形成小的平面和缺口，这些小平面和缺口会阻碍物体表面上的润滑，使表面变得粗糙。
随着交替的摩擦，这些小的缺口和平面会越发深化。
2. 磨粒与表面的接触面积变大：磨粒磨损过程中，磨粒与表面的接触面积会变得越来越大，使得力学过程变得越来越困难，从而减缓物体腐蚀性能。
3. 磨粒形状与位向适当时对表面进行切削：磨粒形状与位向适当时，磨粒就像刀具一样切削叶轮表面，形成切痕长而浅的现象。
当液压泥浆泵吸排的混合液体中磨粒较圆钝或材料表面塑性较高时，磨粒滑过后仅犁出沟槽，两侧材料没沟槽两侧堆积，随后的摩擦又会将堆积的部分压平，如此反复地塑性变形、堆积、压平，便导致裂纹形成并引起叶轮表面金属的剥落。
4. 材料表面产生应力集中：磨粒对摩擦表面的作用主要是使材料表面产生应力集中，叶轮的韧性材料反复塑性变形，导致疲劳破坏及脆性材料表面产生脆断。
5. 磨粒磨损分为机械磨损和化学磨损：机械磨损指的是物理本质的破坏；而化学磨损是指因化学反应而产生的破坏。
以上是磨粒磨损的特征供您参考，如需更专业的信息建议咨询物理学专家或查阅相关文献资料。
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。
表面粗糙度和零件与磨损的关系
表面粗糙度和零件与磨损的关系引言：表面粗糙度是指在物体表面的不平坦程度或表面状态的度量。
在工程领域中，表面粗糙度通常是一个重要的指标。
在制造和设计过程中，保持合适的表面粗糙度对于确保零件的性能、寿命和可靠性至关重要。
本文将探讨表面粗糙度与零件磨损之间的关系。
首先，我们将对表面粗糙度进行定义和分类，然后讨论磨损的类型和机制。
接下来，我们将探讨表面粗糙度如何影响零件磨损，包括摩擦耗损、疲劳磨损和磨粒磨损。
最后，我们将讨论如何通过控制表面粗糙度来降低零件磨损并提高其使用寿命。
一、表面粗糙度的定义和分类表面粗糙度是指物体表面的几何形状与其理想平面之间的偏差程度。
常用的表面粗糙度参数包括Ra、Rz和Rmax等。
Ra是有效值，表示平均表面粗糙度；Rz表示在一个预定长度范围内的最大高度和最小深度之差；Rmax是表面上最高和最低峰峰值之间的高度。
根据表面粗糙度的来源和形态，可以将表面粗糙度分为自然粗糙度和制造粗糙度。
自然粗糙度是由于材料的结构和加工过程造成的，如晶粒、缺陷和残留应力等；制造粗糙度是由于加工过程中的切削、研磨或打磨导致的。
二、磨损的类型和机制磨损是指材料表面由于与其他材料或外界介质的相互作用而产生的材料丢失现象。
磨损可分为几种不同类型，包括摩擦耗损、疲劳磨损和磨粒磨损。
1. 摩擦耗损：摩擦耗损是指在物体表面直接接触的两个物体之间的材料损失。
摩擦耗损的机制包括粘着、磨粒磨损、表面疲劳和腐蚀磨损等。
2. 疲劳磨损：疲劳磨损是由于受到变形和应力循环而导致的表面材料破裂和失效。
疲劳磨损通常发生在重复加载和卸载的循环中，导致零件表面的微裂纹和断裂。
3. 磨粒磨损：磨粒磨损是由于在摩擦或切削过程中，有硬度较高的磨粒与材料表面直接接触而产生的磨损现象。
磨粒的大小和形状以及表面粗糙度对磨粒磨损的影响很大。
三、表面粗糙度对零件磨损的影响表面粗糙度对于零件的磨损有着显著的影响。
具体影响可以从以下几个方面来分析：1. 摩擦耗损：表面粗糙度会影响物体间的接触压力分布和摩擦力的大小。
机械磨损的名词解释
机械磨损的名词解释机械磨损是指在机械运行过程中由于各种力的作用而导致部件表面逐渐失去物质的过程。
这种磨损是机械设备使用中不可避免的现象，是机械设备寿命和可靠性的重要影响因素之一。
了解机械磨损对于机械设备的使用、维护和改进至关重要。
本文将从不同角度解释机械磨损的概念、原因、分类和防范方法。
一、机械磨损的概念机械磨损是指机械运行过程中，两个或多个接触表面之间由于相对移动而导致的失去物质的现象。
这个过程通常会导致部件形状和尺寸的变化，最终影响机械设备的工作效能。
二、机械磨损的原因机械磨损主要由以下几个原因引起：1.机械摩擦：在机械零件的相对运动中，摩擦力会产生热量和表面物质的磨粒，从而导致磨损。
摩擦力的大小与材料的物理性质、表面形状和润滑情况等因素有关。
2.载荷和应力：在高负荷和应力的作用下，机械零件之间的接触面容易产生磨损。
这是因为高载荷和应力会使表面微小的凸起部分因受力而迅速磨损，从而导致磨损的加剧。
3.颗粒污染：机械设备在使用过程中，常常会受到外界环境中的颗粒或污染物的影响。
这些颗粒会在机械摩擦过程中产生划痕或磨粒，加速机械磨损的发生。
4.化学反应：有些机械材料会与周围环境中的化学物质发生反应，导致表面的氧化、腐蚀等现象。
这种化学反应也会引起机械磨损。
5.疲劳应力：在机械零件的重复载荷作用下，疲劳裂纹逐渐扩展并导致零件磨损。
这种磨损常见于高速旋转部件如轴承、齿轮等。
三、机械磨损的分类机械磨损可根据表面失去物质的形式进行分类：1.磨粒磨损：机械设备运行过程中，产生的摩擦力会在表面形成磨粒，磨粒与接触表面相互作用，导致磨损。
磨粒磨损在机械设备寿命中起着重要作用。
2.磨料磨损：机械设备在使用过程中遇到硬颗粒或磨料时，这些颗粒会与接触表面发生摩擦作用，引起表面物质的剥离和磨损。
磨料磨损在高磨损环境中常见，如矿石磨矿设备。
3.腐蚀磨损：机械零件与一些化学物质或腐蚀介质直接接触时，发生的化学反应会导致表面的物质溶解或腐蚀，最终引起磨损。
轴承磨损的标准
轴承磨损的标准轴承磨损是指轴承在运转过程中由于负荷、速度、润滑等方面的原因而发生的表面磨损。
轴承磨损严重影响机械设备的正常运行，因此制定轴承磨损的标准对于设备的性能和寿命具有重要意义。
1. 表面磨损表面磨损是指轴承表面发生的破坏，主要包括磨粒磨损、磨痕磨损和疲劳磨损。
磨粒磨损是由磨粒在轴承工作表面滚动或滑动引起的。
磨痕磨损是在轴承表面形成划伤或刻痕。
疲劳磨损是由于轴承在连续工作下承受不断的应力变化而引起的磨损。
根据国内外相关标准，轴承表面磨损一般可分为轻微磨损、中等磨损和严重磨损三个等级。
轻微磨损是指根据轴承正常工作条件下表面的磨损情况，如允许轻微磨粒磨损、轻微磨痕磨损和轻微疲劳磨损；中等磨损是指介于轻微磨损和严重磨损之间，轴承表面磨损不得过多，维持一定水平；严重磨损是指轴承表面磨损明显超过正常范围，需要更换或修复。
2. 温度升高轴承磨损会导致轴承处于不稳定状态，工作时会产生摩擦热，进而导致轴承温度升高。
温度升高是轴承磨损的重要标志之一。
根据相关标准的要求，轴承工作温度应在规定范围内，超过规定范围则属于磨损过大。
一般来说，轴承的标准工作温度是根据其材料和润滑条件来确定的。
如果轴承温度超过标准工作温度的10%以上，则表明轴承磨损严重，需要采取相应的维修或更换措施。
3. 轴承噪音轴承磨损还会导致轴承噪音的增加。
一般来说，轴承在正常工作条件下应保持低噪音水平。
轴承噪音可分为正常噪音和异常噪音。
根据相关标准，轴承的正常噪音范围是在正常工作条件下，未出现明显异常噪音的情况下。
而异常噪音通常是由于轴承的磨损程度过大导致的。
异常噪音会对设备的正常运行产生安全隐患，需要及时处理。
4. 润滑状态润滑在轴承磨损中起着至关重要的作用。
轴承的润滑状态直接影响轴承的寿命和性能。
根据相关标准，轴承润滑状态应保持良好，润滑油的污染程度应符合规定范围。
如果轴承润滑状态较差，出现油品变质、污染或失效的情况，则属于轴承磨损的标准范畴。
磨损的定义是什么(精)
磨损的定义是什么？1.磨粒磨损由于摩擦表面的硬质突出物或从外部进入摩擦表面的硬质颗粒，对摩擦表面起到切削或刮擦作用，从而引起表层材料脱落的现象，称为魔粒磨损。
这种磨损是最常见的一种磨损方式，应想办法减轻这种磨损发生。
为减轻磨粒磨损，除加入好的润滑油，还应当合理选择摩擦副的材料，降低表面的粗糙度值以及加装防护密度装置等。
2.黏着磨损当摩擦副受到较大压力作用时，由于表面不平，其顶峰接触点受到高压力作用而产生弹、塑性变形，附在摩擦表面的吸附膜破裂、温升后使金屑的顶峰塑性面牢固地黏着并熔焊在一起，形成冷焊结点。
在摩擦表面相对滑动时，材料便从一个表面转移到另一个表面，成为表面凸起，促使摩擦表面进一步磨损。
这种由于黏着作用引起的磨损，称为黏着磨损。
黏着磨损按程度不同分为五级：轻微磨损、涂抹、擦伤、撕脱、咬死。
如汽缸与活塞环、曲轴与轴瓦、轮齿合表面等，皆可能出现不同黏着程度的磨损。
涂抹、擦伤、撕脱又称为胶合，往往发生于高速、重载的场合。
合理低选择配对材料，采用表面处理(如表面热处理、喷镀、化学处理等)，限制摩擦表面的温度，控制压强及采用含有油性极压添加剂的润滑剂等，都可以减轻黏着磨损。
3.疲劳磨损疲劳磨损（点蚀）两摩擦表面为点或线接触时．由于局部的弹性变形形成了小的接触区。
这些小的接触区形成的摩擦副如果受变化接触应力的作用，则在其反复作用下，表层将产生裂纹。
随着裂纹的扩展与相互连接，表层金属脱落，形成许多月纠‘形的浅坑，这种现象称为疲劳磨损，也称点蚀。
合理地选择材料及材料的硬度（硬度高则抗疲劳磨损能力强）。
选择黏度高的润滑油，加入极压添加剂及减小摩擦面的粗糙度值等，可以提高抗疲劳磨损的能力。
4腐蚀磨损在摩擦过程中．摩擦面与周围介质发生化学或电化学反应而产生物质损失的现象．称为腐蚀磨损。
腐蚀磨损可分为氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损、气蚀磨损等。
腐蚀也可以在没有摩擦的条件下形成，这种情况常发生于钢铁类零件．如化工管道、泵类零件、柴油机缸套等。
摩擦损伤机制
摩擦损伤机制摩擦损伤机制是指在两个物体之间相互运动时，由于接触面之间的相互作用力而导致的损伤现象。
摩擦损伤机制研究对于工程设计、材料选择以及维护保养等方面都具有重要意义。
本文将从摩擦损伤机制的基本原理、分类、影响因素以及防治措施等方面进行详细介绍。
一、基本原理摩擦损伤机制主要包括三个方面，即接触变形、表面破坏和热效应。
1. 接触变形当两个物体之间存在相对运动时，它们之间会产生接触应力，这些应力会导致表面微小区域发生塑性变形。
这种塑性变形不仅会引起表面凸起部分的压扁和拉长，还会使得材料表层出现微裂纹或者塑性畸变区。
由于这些变形都是在微观层次上发生的，因此需要借助高分辨率显微镜等工具才能够进行观测和分析。
2. 表面破坏当接触应力超过了材料的强度极限时，表面就会发生破坏。
这种破坏可以是表面剥落、裂纹扩展、微裂纹合并等形式。
在摩擦损伤机制中，表面破坏是最为严重的一种形式，因为它会导致材料的失效。
3. 热效应由于两个物体之间的相互作用力，会产生大量的摩擦热。
如果不能及时散发出去，就会导致温度升高。
当温度升高到一定程度时，材料就会发生相变或者化学反应。
这些现象都会对材料的性能产生影响。
二、分类根据不同的损伤形式和机理，摩擦损伤可以分为以下几种类型：1. 粘着磨损粘着磨损是指在两个物体之间存在相对运动时，由于接触面之间存在粘附力而导致表面产生局部塑性变形和剥落现象。
这种现象常常发生在金属材料之间或者金属与非金属材料之间。
2. 疲劳磨损疲劳磨损是指在反复往复运动过程中，材料表面发生的微小裂纹逐渐扩展并最终导致材料失效的现象。
这种现象常常发生在金属材料之间或者金属与非金属材料之间。
3. 磨粒磨损磨粒磨损是指由于两个物体之间存在硬质颗粒或者其他异物，导致表面产生局部塑性变形和剥落现象。
这种现象常常发生在机械设备中。
4. 腐蚀磨损腐蚀磨损是指由于介质中存在化学物质，导致表面产生化学反应和局部腐蚀现象。
这种现象常常发生在化工设备中。
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磨粒磨损示意图 硬的颗粒或硬的突起物在摩擦过程中引起物体界面材料 脱落的现象称为磨粒磨损，也称为磨料磨损。
• 磨粒磨损又称磨料磨损或研磨磨损。 是摩擦副的一方表面存在坚硬的细微 凸起或在接触面间存在硬质粒子(从外 界进入或从表面剥落)时产生的磨损。 前者称两体磨粒磨损,如锉削过程；后 者称三体磨粒磨损,如抛光过程。依据 磨粒受的应力大小,磨粒磨损可分为凿 削式,高应力碾碎式,低应力擦伤式3类。
3.接触疲劳的过程
• (1)麻点剥落
(2)浅层剥落
• (3)深层剥落
五、 其他磨损
• 腐蚀磨损 腐蚀速率取决于腐蚀特性和磨损过程。 • 冲蚀磨损 脆性和延性两种磨损机制。
六、提高零件耐磨性的途径
工程结构的合理设计 零件磨损机理预测、分析和耐磨材料的选择正确选材 材料表面耐磨与减摩处理 通过表面工程技术提高耐磨性一般从两个方面着手： • 一是使表面具有良好的力学性能，如高硬度、高韧 度等； • 二是设法降低材料表面的摩擦系数。
七、磨损的实验表征
1. 销-盘磨损实验
磨损率：
摩擦系数：
3. 磨损表面形貌分析
接触疲劳试验
接触疲劳曲线σmax—N
热疲劳试验
b. 形状和粒度
<临界尺寸时，磨损 形状：尖锐>多角>圆粒
(2)材料力学性能与微观组织的影响 材料耐磨粒磨 损性能主要决定于其硬度，尤其是磨损后材料的 表面硬度，而与其它力学性能无必然关系。
• (3)工况和环境条件的影响 工况与环境条件 的影响因素主要指速度、载荷、磨损距离、 磨粒冲击角，以及环境湿度、温度和腐蚀 介质等。
磨粒磨损的估算(塑性变形)
P 3 sc r 2 Hr 2
被切削下来的软材料体积，即为磨损量W，可表示为:
W 1 2r r tan L r 2 L tan 2
将式r2代入上式得，可表示为:
PL tan PL tan W K 3 sc H
K为系数。可见磨粒磨损量w与接触压力P,滑动距离L成正比, 与材料硬度H成反比,与硬材料凸出部份或磨粒形状有关。
磨粒磨损的估算(断裂方式)
• 断裂方式： • V=KP5/4d1/2KIC-3/4H-1/2L • KIC：断裂韧性
2. 磨粒磨损过程的影响因素
(1)磨粒特性的影响 磨粒的硬度、形状和粒度对材料 的磨损过程均有影响。 a. 硬度 Ha/Hm<1 软磨粒磨损； Ha/Hm>1.2 硬磨粒磨损； 1<Ha/Hm<1.2 线性磨损
2.接触应力
• 两物体相互接触时,在局部表面产生的 压应力称为接触应力,也叫赫兹应力。接触 应力分为线接触与点接触两类，前者如齿 轮的接触,后者如滚珠轴承的接触。
接触
两物体受压力接触时， 在对称中心(y=0)，距表面深 度为0.786b处将产生最大切 应力tyz45°max ，方向与接触 面相交45°。两物体一旦脱 离接触,该值即刻降为零。 在连续滚动过程中切应力交 替变化着，为0∼tyz45°max脉 动循环应力,应力半幅为
磨粒磨损过程中存在塑性变形和断裂两种去除 机理。当磨粒与塑性材料表面接触时，主要发 生显微切削、显微犁沟两种塑性变形的磨损方 式。
当磨粒和脆性材料表面(如玻璃、陶瓷和碳化物 等)接触时，主要以表面断裂破坏为主。
• 磨粒磨损过程中材料的去除机理
塑性变形和断裂两种方式
切削作用的磨粒磨损模型(塑性变形)
• 各种材料的磨粒磨 损相对耐磨性
四、疲劳磨损
• 1. 现象与特征
接触疲劳是两接触材料作滚动或滚动加滑动 摩擦时,交变接触压应力长期作用使材料表面疲劳 损伤,局部区域出现小片或小块状材料剥落,而使 材料磨损的现象, 故又称表面疲劳磨损或麻点磨 损,是齿轮、滚动轴承等工件常见的磨损失效形式。 接触疲劳的宏观形态特征是:接触表面出现许 多痘状、贝壳状或不规则形状的凹坑(麻坑),有的 凹坑较深,底部有疲 劳裂纹扩展线的痕迹。
磨粒磨损的主要特征
磨粒磨损的主要特征是摩擦面上有擦伤或因明 显犁皱形成的沟槽。
磨粒磨损表面微观典型形貌
磨粒磨损机理
法向力形成压痕,切向力推动磨粒向前进。 磨粒形状与位向适当时, 磨粒似刀具切削表面, 切痕长而浅。 当磨粒较圆钝或材料表面塑性较高时,磨粒滑过 后仅犁出沟槽,两侧材料沿沟槽两侧堆积, 随后的 摩擦又会将堆积的部分压平,如此反复地塑性变形, 堆积,压平,便导致裂纹形成并引起剥落。 对碾碎性磨粒磨损, 磨粒对摩擦表面的作用主 要是使材料表面产生应力集中,韧性材料反复塑性 变形,导致疲劳破坏及脆性材料表面产生脆断。
接触疲劳的基本类型
• 根据剥落裂纹起始位置及形态的差异，接触疲劳 破坏分为三类。 麻点剥落(点蚀),剥落深度0.1∼0.2mm，剥块形 状为不对称V型针状或痘状凹坑。 浅层剥落,剥落深度一般为0.2mm∼0.4mm,剥块底 部大致与表面平行,裂纹沿与表面成锐角或直角扩展。 深层剥落(表面压碎),剥落深度与表面强化层深 相当(＞0.4mm),剥落时裂纹垂直于表面扩展。 接触疲劳也经历了裂纹形成与扩展两阶段。裂 纹形成过程长,扩展阶段仅占总破坏时间的很小部分。
1/2tyz45°max=0.15zmax。
沿接触深度的最大切应力分布
b.点接触应力
2 PE z max 0.3883 2 R
• 以上讨论均为纯滚动情况,若两接触物体既滚动又 滑动,切向摩擦力与接触应力共同作用将改变接触 区的应力分布。当摩擦系数m＞0.2时,最大综
合切应力位置移到材料表面,此时的接触疲 劳裂纹也移到机件表面产生。