润滑相关理论讲解
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。
润滑方法基础-润滑原理
润滑方法基础润滑原理第一节概述定义：在相对运动摩擦副之间加入某种具有一定承载能力和低剪切抗力的物质，用来控制或降低摩擦，磨损，以达到降低能耗，延长摩擦副使用寿命的目的，这种方法就称为润滑，这类物质就称为润滑剂．设备合理地润滑是减少摩擦阻力、降低磨损的根本措施，决定机械设备运行效率和使用寿命的主要因素．机械设备不同—工作条件不同—重要程度不同—采用的润滑方法应不同．要求：根据设备实际情况，以相应的润滑原理为依据，采用较为合理的润滑方法和润滑设备进行合理润滑，以达到最佳的润滑效果和投资效益。
掌握各种润滑机理，是进行合理润滑的前提．润滑的作用：1、降低摩擦阻力摩擦副表面之间加入润滑剂，形成润滑剂表面膜，将摩擦副两表面物质的直接作用完全或部分地转变为各表面与润滑剂膜以及润滑剂膜的内部作用；实质：将摩擦副的外摩擦部分地或全部地转变成润滑剂的内摩擦；2、减少磨损润滑剂表面膜的隔离作用，使得摩擦副两表面的直接接触、相互作用的面积、深度、程度都大大降低．3、降低温度和冷却作用1)减摩作用，提高了机械效率，减少摩擦热的产生；2)循环润滑，将—部分摩擦热带走；有效地降低了摩擦副温升，起到了对摩擦副工作表面降温冷却的作用．4、防止腐蚀和保护金属表面润滑剂吸附在金属摩擦剧表面，将金属表面与环境的有害介质分隔开。
5、清洁冲洗作用利用液体润滑剂的流动性，可以把摩擦面间的磨损微粒或有外来硬质颗粒带走，以减少磨料磨损．润滑剂循环过滤，可以提高冲洗效果。
6、密封作用润滑剂在气缸和活塞之间不但起到减摩的作用，而且由于油膜的存在还能增强密封效果。
润滑脂对于形成密封有特殊的作用，可以防止水湿、灰尘、杂质对摩擦副或机械设备内部的侵入．7、阻尼缓冲减振作用润滑剂充满在摩擦副间隙之间形成润滑剂膜，可以起到缓冲和减振的作用，减少作噪音、冲击负荷．第二节润滑的分类一、根据所采用润滑剂的物质形态可以分为：1、气体润滑润滑材料空气、蒸汽、氮气等，采用高压的方法在摩擦副表面之间形成气体压力润滑膜，达成润滑的目的．如气压导轨、惯性陀螺仪、高速磨头的轴承等。
流体润滑原理
3. Navier-Stocks方程
纳维-斯托克斯方程是流体力学的基本方程，建立了流体力学中速度与压力之间关系。
把粘性流体看作连续介质，取一个无限小的质点来研究其应力与速度之间的关系。如右图表示了一个质点在三维坐标中的受力情况。 通过每一点的三个相互垂直的平面上各有三个应力，共有九个应力分量。
。这两个力作用于单元体的质点中心。
式中：x 单位质量在x方向所受的体积力； u 流体在x方向的速度分量。
3. Navier-Stocks方程
作用于单元体上所有力的平衡条件为：体积力-惯性力+六个表面力＝0。
则有：
式（S-4）为力的平衡方程。 式中：u、v、w分别为x、y、z方向的速度分量。
流体润滑原理
2. 雷诺方程
3. Navier-Stocks方程
4. 雷诺方程应用
5. 弹流体动力润滑简介
1. 概述
1. 概述
润滑：用具有润滑性的一层膜把相对运动的两个表面分开，以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低，这就是润滑。
一、润滑的分类
3. Navier-Stocks方程
把式（S-1）、（S-2）（τ）、（S-3）（σ）代入（S-4）式中：
式中：
3. Navier-Stocks方程
代入（S-4）的三个方向:
式（S-5）为纳维-斯托克斯方程，是速度与压力关系的方程。
3. Navier-Stocks方程
3. Navier-Stocks方程
流体动压润滑理论【最新】
流体动压润滑理论（简介）在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低，这就是流体润滑。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关发展简史1.流体动压现象)当动环回转时，由于静环表面有很多微孔，动环的转动使其表面与静环表面上的微孔形成收敛缝隙流体膜层，使每一个孔都像一个微动力滑动轴承。
也就是说，当另一个表面在多孔端面上滑动时，会在孔的上方及其周边产生流体动压力，这就是流体动压效应。
（实例）流体动压润滑——流体动压润滑是依靠运动副两个滑动表面的形状，在其相对运动时，形成产生动压效应的流体膜，从而将运动表面分隔开的润滑状态。
特点）a.流体的粘度，一般遵循粘性切应力与切应变率成比例规律b.楔形润滑膜，依靠运动副的两个滑动表面的几何形状，在相对运动时产生收敛型流体楔，形成足够的承载压力，以承受外载荷。
形成动压润滑的条件：a.润滑剂有足够的粘度b.足够的切向运动速度（或者轴颈在轴承中有足够的转速）c.流体楔的几何形状为楔形（轴在轴承中有适当的间隙）2.流体动压润滑理论)在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低。
滑动轴承运动副间要现成流体薄膜，必须使运动副锲形间隙中充满能够吸附于运动副表面的粘性流体，并且运动副表面相对运动可以带动润滑流体由大端向间隙小断运动，从而建立起布以承受载荷。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关。
流体润滑具有极低的摩擦阻力，摩擦系数在0.001～0.008或更低（气体润滑），并能有效地降低磨损。
流体润滑的分类：根据液体压力形成的方式可分为流体静压润滑和流体动压润滑。
流体静压润滑是从外部供给具有一定压力的流体来平衡外载荷。
流体动压润滑是由摩擦表面几何形状和相对运动，借助粘性流体的动力学产生动态压力，用此润滑膜的动压来平衡外载荷。
设备润滑基础知识
精选课件
2016年11月3日
1
主要内容
一、润滑理论基础 二、润滑剂选用原则 三、设备润滑方式及标准 四、设备润滑故障分析 五、设备润滑常见误区
精选课件2Fra bibliotek1、润滑理论基础:
1.1磨擦按润滑状态分类：
干摩擦：既无润滑又无湿气的摩擦，金属间的摩擦系数达0.3~1.5，磨 损严重，发热很多，寿命相对很短。 流体摩擦(流体润滑)：两相对运动表面间被一层具有压力的流体完全隔 开的摩擦。它的摩擦阻力很小，只与流体内部的分子运动阻力（即黏 度）有关。摩擦系数约0.01~0.001或更小，摩擦损耗功率小，几乎没有 磨损，是一种非常理想的摩擦状态。 边界摩擦（边界润滑）：在摩擦表面间存在一层即具有润滑性能，又 能吸附在表面上的极薄的边界膜（一般在0.1um以下），使其处于干摩 擦和流体摩擦的边界状态。摩擦阻力的大小不取决于润滑剂的黏度， 而与表面的吸附性质和边界膜有关。摩擦系数一般为0.15~0.3，能比较 有效的降低摩擦阻力和减轻磨损。
精选课件
3
1.1.1边界膜按结构形式
a、吸附膜：润滑剂中的极性分子靠分子力吸附在金属表面上，形成定向排列 的分子栅，亦称为物理吸附膜。形成膜即可以是单分子层，也可以是多分子层。 分子间的内聚力使吸附膜具有一定承载能力，能有效的防止两摩擦表面直接接 触，构成吸附膜之间的摩擦。这种边界膜的润滑性能通常称润滑油的油性，在 温度、速度和载荷不太高的情况下极易形成并起作用。 此外润滑剂中的活性分子靠离子键吸附在金属表面上，形成另一种熔点低、剪 切强度小的化学吸附膜，可防止粘着和降低摩擦力。 在重载、高温时吸附膜很容易破裂，使金属摩擦面直接接触。 b、反应膜：在润滑剂中添加硫、氯、磷等与金属表面进行化学反应生成的膜， 称为反应膜，它的熔点高、剪切强度和摩擦系数较低，主要用在重载、高滑动 速度和高温作条件下。
摩擦、磨损及润滑理论
一、摩擦、磨损及润滑三者关系
当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，或有相对滑动趋势时，在接触表面上就会产生抵抗滑 动的阻力，这一自然现象叫做摩擦。 其结果必然有能量损耗和摩擦表面物质的丧失或转移，即磨损。 据估计，世界上在工业方面约有30%的能量消耗于摩擦过程中。 所以人们为了控制零件在摩擦中损坏，在摩擦面间加入润滑剂来降
由式（3-10）可知，若将速度V降低，则p/x亦将降低，此时油
膜各点的压力强度也会随之降低。如V降低过多，油膜将无法支持外 载荷，而使两表面直接接触，致使油膜破裂，液体摩擦也就消失。 c）润滑油必须有一定的粘性。 d）有足够充足的供油量。
习题：
第三章 摩擦、磨损及润滑理论
一、选择题
3-1 现在把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术统称为 。 （1）摩擦理论；（2）磨损理论；（3）润滑理论；（4）摩擦学； 3-2 两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称 为 。 （1）液体摩擦；（2）干摩擦；（3）混合摩擦；（4）边界摩擦； 3-3 两摩擦表面间的膜厚比=0.4～3时，其摩擦状态为 两摩擦表面间的膜厚比<0.4时，其摩擦状态为 两摩擦表面间的膜厚比>3～5时，其摩擦状态为 ； 。 ；
低摩擦，减小磨损的产生，所以说三者互为因果关系。
二、摩擦的种类
干摩擦：粘着、犁刨 边界摩擦（润滑）：很薄的油膜， 0.4 摩擦（滑动） 混合摩擦（润滑）：膜厚比0.4 3.0 液体摩擦（润滑）：被厚的油膜完全隔开， 3 5
N
V 没有润滑剂
N
V 很薄油膜
a）相对运动表面间必须形成油楔；
由上式可见，若两平板平行时，任何截面处的油膜厚度h=h0，
润滑的基本知识
润滑第一节、润滑的基本知识一、润滑的作用润滑的作用有以下几个：（1）减少摩擦和磨损。
由于相对运动两表面之间加入润滑剂，可以尽量减少甚至不接触。
（2）设备加入润滑剂后，可以起到冷却的作用。
（3）设备加入润滑剂后，可以起到防止锈蚀的作用。
（4）设备加入润滑剂后，可以起到冲洗污垢的作用。
二、对润滑材料的要求（1）润滑材料要有较低的摩擦系数。
（2）润滑材料要有良好的吸附能力和渗入能力，以便渗入摩擦副微小的间隙内，并牢固的粘附在摩擦表面上。
（3）润滑材料要有一定得内聚力（即粘度），以便抵抗压力，不得被挤出而形成油膜。
（4）润滑材料要有较高纯度和抗氧化性能。
（5）润滑材料要有密封洗涤的作用、较好的导热能力与较大的热容量。
三、润滑的分类润滑按摩本质分为四类：（1）液体摩擦润滑。
两摩擦面被润滑剂隔开，比接触。
（2）半液体摩擦润滑。
两摩擦面部分突出高峰有接触。
（3）半干摩擦润滑。
两摩擦面的部分凹谷有润滑剂。
（4）干摩擦润滑。
两摩擦面间基本没有润滑剂。
设备润滑的目的就是保摩擦副达到半液体摩擦润滑，并力争达到液体摩擦润滑的要求。
四、润滑方式的分类1、按对摩擦副供油的性质分，润滑方式有：（1）无压润滑与有压润滑。
无压润滑石靠自重供油，有压润滑时靠压力供油。
（2）间隙润滑与连续润滑。
间隙润滑与连续润滑的区别在于供油是否连续。
（3）流出润滑与循环润滑。
流出润滑与循环润滑的区别在于供油是否回复循环。
（4）单独润滑与集中润滑。
单独润滑与集中润滑区别在于每个润滑点是否独立供油。
2、按润滑装置分，润滑的方式有（1）油杯式润滑。
油杯式润滑又分为旋盖式、压注式、油芯式、针阀式润滑等。
油杯式润滑适用于相对速度不大、摩擦产生的热量不多、精度要求不太高的机械，如起重、矿山、建筑等机械。
（2）压力润滑。
压力润滑适用于高速、大型、长期、连续运转的机械，特别是摩擦部位发热高的机械，一般已封闭式循环系统来实现。
压力视润滑部件的工作条件、性质，要求在100〜300kPa，也低于50kPa或更高一些的。
润滑基础知识
润滑基础知识 润滑基础常识 一、设备在运转时是怎么产生磨损的? 答：相对运动中的两物体接触表面材料的逐步损失或转移，即形成磨损。是随同摩擦而产生的现象，是摩擦的成果。一个机体的磨损进程大抵可分为：(1)跑合磨损阶段(2)稳固磨损阶段(3)剧烈磨损阶段。产生磨损的方式有以下几种：1、粘着磨损：当摩擦表面的微凸体在彼此作用的各点处发生"冷焊"后，在相对滑动时，材料从一个表面转移到另一个表面。2、磨料磨损：硬的颗粒或硬的崛起物，引起摩擦面材料脱落。3、疲劳磨损：摩擦面受周期性载荷的作用，使表面材料疲劳而引起材料微颗粒脱落。4、冲蚀磨损：当一束含有硬质微颗粒的流体冲击到固体表面上时就会造成冲蚀磨损。5、腐蚀磨损：摩擦表面受到空气中的酸或润滑油、燃油中残存的少量无机酸及水份的化学作用或电化学作用。
二、设备在运转时，是怎样润滑的? 答：摩擦表面间，由于润滑油的存在而大大转变了摩擦的特征。润滑油能在金属摩擦表面形成油膜，这种油膜能将两金属摩擦表面一直隔开，使其摩擦表面发生的粘着磨损、磨料磨损变得很小，同时润滑油还能起均化载荷作用，能下降两金属摩擦表面的疲劳磨损。详细润滑机理可分为：
(一)边界润滑：当两个受润滑油润滑的表面在重载作用下靠的无比紧(两表面间可能只有一微米，甚至只有一两个分子那样厚的油膜存在，以至有相称多的摩擦表面微凸体发生接触)，而润滑油的体积性质(即粘度)还不能起作用时，其摩擦特性便主要取决于润滑油和金属表面的化学性质。这种能掩护金属不致粘着的薄膜，叫边界膜。其形成原理如下：1、物理吸附作用：当润滑油与金属接触时，润滑油就在两者的分子吸力的作用下紧贴到金属表面上，形成物理吸附膜。2、化学吸附作用：当润滑油分子受化学键力的作用而贴附到金属表面上时，就形成化学吸附膜。3、化学反映：当润滑油分子中含有以原子情势存在的硫、氯、磷时，在较高的温度(通常在150℃~200℃)下这些元素能与金属起化学反响，形成硫、氯、磷的化合物。前两种边界膜的润滑性能叫润滑油的油性，后一种则叫极压性。
第8章 边界润滑理论
• 减摩抗磨机理在于反应膜 的剪切强度低，它用 膜之间的低剪切力替代了金属粘着点的高剪切 力，用缓慢的腐蚀磨损替代了剧烈的粘着磨损。 • 氧化膜：金属在空气中生成化学反应膜，干磨 擦条件下，能起瞬间润滑作用。
反应膜
1.4 固体表面应具备的特性
（1）高表面能：如金属； （2）良好的润湿性能：小接触角； （3）有化学活性，有极性功能团和悬挂键， 能与润滑油进行一定化学反应； （4）亲油疏水性；
二、润滑剂边界润滑膜行为
2.1 吸附膜 吸附膜能降低接触界面的表面能，减少摩 擦幅间的直接接触而减少摩擦。 如氧化膜、水气膜、有机膜 2.2 分子层数 随着吸附分子层数的增加，摩擦力下降。 当分子层到7~10层数时，液膜的切应力才 降到宏观值。
边界润滑模型
三、边界润滑机理
• 在法向载荷作用下，相对运动的微凸体接触增加，部 分接触点处边界膜破裂，产生金属间的接触。摩擦力 等于粘附点的剪切力和边界膜分子的剪切力之和。 • 摩擦力： F=αArτ+(1- α) Arτα =Ar[ατ+(1- α) τα]
Ar:真实接触面积， α金属直接接触所占的比例 τ ：粘附点的剪切强度，τα：边界膜分子的强度
若α →0，即边界膜起决定作用时，
a s
边界润滑剂
• 非极性润滑剂：低W、T下，形成物理吸附膜 烃类物质、基础油 • 油性剂：中低W、T、V条件下，与金属表面形 成吸附膜，起边界润滑作用。含有极性基团， 如动植物油，脂肪酸、醇、酯、胺等。 • 抗磨剂：中等W、T条件下，与金属表面反应 生成化学反应膜，主要作用为减磨。磷酸酯， 硼酸酯胺盐和金属盐（如锌盐、铋盐） • 极压剂：高的W、T条件下，与金属表面反应 生成化学反应膜，主要作用为防胶后（烧结） 如含S、Cl、P的添加剂。
润滑基础知识
润滑基础知识润滑是摩擦学研究的重要内容。
改善摩擦副的摩擦状态以降低摩擦阻力减缓磨损的技术措施。
以下是由店铺整理关于润滑知识的内容，希望大家喜欢!润滑的作用降低摩擦系数在两个相对摩擦的表面之间加入润滑剂，形成一个润滑油膜的减磨层，就可以降低摩擦系数，养活摩擦阻力，减少功率消耗。
例如在良好的液体摩擦条件下，其摩擦系数可以低到0.001甚至更低。
此时的摩擦阻力主要是液体润滑膜内部分子间相互滑移的低剪切阻力。
减少磨损润滑剂在摩擦表面之间，可以养活由于硬粒磨损、表面锈蚀、金属表面间的咬焊与撕裂等造成的磨损。
因此，在摩擦表面间供应足够的润滑剂，就能形成良好的润滑条件，避免油膜有破坏，保持零件配合精度，从而大大养活磨损。
降低温度润滑剂能够降低摩擦系数，养活摩擦热的产生。
我们知道运转的机械，克服摩擦所做的功，全部转变成热量，一部分由机体向外扩散，一部分则不断使机械温度升高。
采用液体润滑剂的集中循环润滑系统就可以带走磨擦产生的热量，起到降温冷却，使机械控制在所要求的温度范围内运转。
防腐蚀机械表面，不可避免地要和周围介质接触(如空气、水湿、水汽、腐蚀性气体及液体等)使机械的金属表面生锈、腐蚀而损坏。
尤其是冶金工厂的高温车间和化工厂腐蚀磨损显得更为严重。
清洁作用摩擦副在运动时产生的磨损微粒或外来介质等，都会加速摩擦表面和磨损。
利用液体润滑剂的流动性，可以把摩擦表面间的磨粒带走，从而减少磨粒磨损。
在压力循环系统中，冲洗作用更为显著。
在冷轧、热轧以及切削、磨削、拉拔等加工工艺中采用工艺润滑剂，除有降温冷却作用外，还有良好的冲洗作用，防止表面补固体杂质划伤，使加工成品(钢材)表面具有较好的质量和表面粗糙度。
例如在内燃机汽缸中所用的润滑油里加入悬浮分散添加剂，使油中生成的凝胶和积炭从汽缸壁上洗涤下来，并使其分散成小颗粒状悬浮在油中，随同循环油过滤器滤除，以保持油的清洁，减少汽缸的磨损，延长换油周期。
密封作用蒸汽机、压缩机、内燃机等的汽缸与活塞，润滑油不仅能起到润滑减磨作用，而且还有增强密封的效果，使其在运转中不漏气，提高工作效率的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5
表5-1． 常用润滑剂的种类
液 体 润 润滑
动植物油 矿物油 合成油 水基油
茶油、菜籽油、蓖麻油、鲸鱼油等。 馏分矿物油、含添加剂馏分矿物油、残渣润滑油等。 脂类油、合成烃、聚醚、硅油、氟油、磷酸脂等 水、乳化液、水乙二醇等
润 滑 滑脂
皂基脂 烃基脂 无机脂 有机脂
锂基脂、钙基脂、钠基脂、铝基脂等。 工业凡士林等 膨润土脂、硅胶脂等 酰胺脂、聚脲脂等
2)运动粘度ν 是指动力粘度η与流体密度的比值，即：
（5-4）
常用单位有：沱（st）即cm2/S、厘沱（Cst）即mm2/S，1沱 （st）=100厘沱（Cst）。 运动粘度可以直接测量。我国机械油以厘沱为单位来表示运 动粘度。如10号机械油，表示在150℃时，ν=10 Cst。
16
5.2 流体润滑的特点与流体的性质
固 体 剂润 滑
软金属 金属化合物
无机物 有机物
Pb、Sn、Zn、Ag、Au、Cd等 氧化铅、氟化钙。二硫化钼等 石墨、氮化硼等 聚四氟乙烯、尼龙、酚醛树脂等
气体润滑剂
空气、氮气、氦气、氢气等
磁性流体润滑
6
7
5.1概述
2、根据润滑膜在摩擦表面的分布状态分类 ✓ 全膜润滑 ✓ 非全膜润滑
8
5.1概述
可得：
du
dz
（5-3）
η 定义为流体的动力粘度。
14
5.2 流体润滑的特点与流体的性质
式5-3即为牛顿内摩擦力定律。 根据这个定律将流体划分为两大类： 牛顿流体－τ与dU/dZ呈线性关系，一般情况下的大
多数润滑油都是牛顿流体； 非牛顿流体——τ与dU/dZ呈非线性关系。 式中的比例系数η为流体的粘度，它是指流体内部分
子抵抗减切变形的能力，也就是通常所说的粘滞性 的大小。
15
5.2 流体润滑的特点与流体的性质
（三）粘度的度量方法
粘度是润滑油最重要的一项理化指标，是选用润滑油牌号的 主要依据。度量粘度的方法有以下几种。
１)动力粘度η 是指流体以1m/s的速度相对运动时，单位面 积上所需要的力。常用单位有：Pa·s(帕·秒)、P(泊)即n/㎝2或 cP厘泊。
9
5.1概述
2. 润滑状态的判别方法
润滑膜的厚度直接影响着润滑状态，但是不能只根据润滑膜的厚度来判断润滑状态， 还必须考虑表面的粗糙度，只有当润滑膜的厚度大于表面上的微凸体高度时，才能起 到润滑效果。
1) 用膜厚比判断 膜厚比λ：是指最小油膜厚度hmin与综合表面粗糙度σ之比，λ=hmin/σ。 当λ<1时，边界润滑状态； 当1≤λ≤3时，混合润滑状态； 当3<λ时，流体润滑状态。 2) 用摩擦系数μ值判断 当μ=0.008～0.08时，流体润滑状态； 当μ=0.08～0.15时，混合润滑状态； 当μ=0.01～0.35时，边界润滑状态； 当μ>0.3时，无润滑。
五、润滑状态及判别方法
1. 润滑状态 工程上一般采用流体润滑。根据润滑膜的形成机理和特征，润滑状态可 以分为五种基本类型，见表5-2。
表5-2 各种润滑状态的对比
润滑状态 润滑膜厚度
1～100μm 流体动压
润滑
润 滑 膜形成方法
应用范围
由摩擦表面的相对运动所产生 中高速下的面接触摩擦副， 的动压效应或挤压效应形成流 如滑动轴承。 体润滑膜。
3) 相对粘度（或条件粘度）
相对粘度是用特定的粘度计在规定的条件下直接测量的粘度。各国所采 用的相对粘度不同，主要有以下几种：
恩氏粘度0ET：下标T表示测定温度，如20℃、50℃、100℃。采用国家 中、俄、德。
10
5.2 流体润滑的特点与流体的性质
一、流体润滑的特点 在流体润滑状态下，润滑剂将两摩擦表面隔开，摩擦发生在润滑膜流
层内，显著减小磨损。因而流体润滑被广泛应用于滑动轴承、滚动轴 承、齿轮传动、链传动、螺旋传动、动密封等摩擦副中。
干摩擦条件下磨损形貌
油润滑条件下磨损形貌
11
5.2 流体润滑的特点与流体的性质
流体静压 1～100μm 润滑
弹性流体 0.1～1μm 动压润滑
通过外界压力将流体送到摩擦 所有速度下的面接触，如 表面之间，强制地形成润滑膜。 滑动轴承、导轨等.
与流体动压润滑相同
中高速下的点接触摩擦副， 如滚动轴承、齿轮等
边界润滑 10-3～0.05μm 干摩擦 10-3～10-2μm
润滑油与金属表面产生物理或 化学作用形成润滑膜
次世界大战以前。 第二阶段：二战以后到20世纪60年代。 第三阶段：20世纪60年代到现在
3
5.1概述
三、润滑的作用 降低摩擦系数 减少磨损 降低温度 防止腐蚀、保护金属表面 1、根据润滑剂的物质形态分类 ➢ 气体润滑 ➢ 液体润滑 ➢ 半固体润滑 ➢ 固体润滑
Z
T
dZ h
U+dU
U
U
Z
X
图5-1 流体流动模型
13
5.2 流体润滑的特点与流体的性质
牛顿提出了粘滞剪应力与剪应变率成正比的假设，称为牛顿粘性定律，即：
（5-1）
其中，τ为剪应力，即单位面积上的摩擦力，τ=F/A；
为剪切应变率，
du
dz
（5-2）
可知，剪切应变率等于流动速度沿流体厚度方向的变化梯度，
摩擦学设计
第五章 润滑理论基础
Ｌubrication
1
5.1概述
一、润滑的定义 润滑是人们向摩擦、磨损斗争的一种手
段。一般来说，在摩擦副之间加入某种物 质用来控制摩擦、降低磨损，以达到延长 设备使用寿命的措施叫润滑。
2
5.1概述
二、润滑理论的形成与发展 第一阶段：从Reynolds方程的提出到第二
二、流体的粘度
（一）粘度的定义 流体流动时，由于流体与固体 表面的附着力和流体内部
分子间的作用，不断产生剪切变形，而流体的粘滞性就是 流体抵抗剪切变形的能力。粘度是流体粘滞性的度量，用 以描述流动时的内摩擦。
12
5.2 流体润滑的特点与流体的性质
（二）牛顿内摩擦定律
流体的流层之间的相对运动如图5-1所示。当上面的平板在牵引力F的作 用下，相对于下平板于速度U 相对滑动时，两平板之间的流体也产生相 对运动。但是，由于流体内部分子内聚力(内摩擦力)的作用，将运动依次 传递到各流层，使得各流层之间的流度U 不同，存在着一个速度梯度， 而且存在着粘性剪切阻力。