什么叫做磨损

什么叫做磨损
什么叫做磨损

什么叫做磨损?它分为哪几类?

磨损是指物体工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失或形变的现象,是磨擦的结果。磨损过程主要因对偶表面间的机械、化学与热作用而产生。

磨损的分类取决于许多因素,例如磨损量的大小、相对运动和载荷类型摩擦表面形貌和表层破坏形式、磨损机理等,磨损的基本类型分别简介如下:

1、粘附磨损粘附磨损是接触表面相对运动时,由于分子间的吸引力作用而产生固相局部焊合(粘附连接),致使材料从一个表面转移到另一个表面而造成的一种磨损。

粘附磨损有以下几种形式:

(1)微磨损剪刀破坏发生在粘着结合面上,表面转移的材料极轻微。常见于缸套——活塞环的正常磨损。

(2)涂抹即一个表面的材料发生迁移(或转移),并以薄层重新涂敷到一个或两个表面上。常见于蜗杆副的蜗杆上。

(3)擦伤由表面局部因相焊合或磨料所引起的沿滑动方向形成的微细擦痕或“犁痕”。如内燃机的铝活塞壁与缸体摩擦常见此现象。

(4)胶合两活动表面间发生固相焊合而引起的局部操作,但没有发生局部表面熔合,主轴——轴瓦摩擦副的轴承表面经常可见此种现象。

(5)咬粘又称咬死由界面粘附摩擦致使表面焊合而造成表面相对运动停止,摩擦副之间兄弟死。不锈钢螺母在拧紧过程中常发生这种现象。

2、磨料磨损硬的颗粒与硬的突起物,在摩擦过程中引起材料脱落,这种现象叫做磨料磨损。在农业机械、工程机械或矿山机械中许多机械零件与泥沙、矿石等直接接触,有的是硬的颗粒进入相对运动副间,有的是借助流体或气体输送矿物颗粒时与壳体摩擦,都会发生不同形式的磨料磨损。

根据磨损的产生条件和破坏形式可以把磨料磨损分成三类:凿削式磨料磨损、高应力碾碎式磨料磨损和低应力擦伤式磨料磨损。

3、表面疲劳磨损两接触表面做滚动或滚动滑动复合摩擦时,在交变接触压应力作用下,使材料表面疲劳产生物质损失的现象叫做表面疲劳磨损,齿轮副、滚动轴承、钢轨与轮箍及凸轮副都能产生表面疲劳磨损。

表面疲劳磨损分为扩展性及非扩展性两种。当交变压力较大时,由于材料塑性稍差或润滑选择不当而发生扩展性表面疲劳磨损。

4、腐蚀磨损在磨擦过程中,金属同时与周围介质发生化学或电化学瓜,产生物质损失,这种现象称为腐蚀磨损。

腐蚀磨损及分类见表

类别:氧化反应

产生的基本条件:金属表面与氧化性介质的反应速度很快,形成的氧化膜从表面磨掉后,又很快形成新的氧化膜。一般在空气中,其磨损速度较小;

损坏特征:金属的摩擦表面沿滑动方向呈解剖学细磨痕,磨损产物或为红褐色片状三氧化二铁,或为灰黑色丝状四氧化三铁;

示例:曲轴轴颈,铝合金等摩擦副表面。

类别:特殊介质腐蚀磨损

产生的基本条件:摩擦副与酸、碱、盐等特殊介质作用,其磨损机理与氧化磨损相似,但磨损速度较大;

损坏特征:摩擦表面遍布点状或丝状磨蚀痕迹,一般比氧化磨损痕迹深,磨损产物为酸、碱、盐的金属化合物;

示例:化工设备中的零件表面。

类别:微动腐蚀磨损

产生的基本条件:机械零件配合较紧的部位,在载荷和一定频率振动条件下,使零件表面产生微小滑动,其磨损产物为氧化物;

损坏特征:摩擦表面有较集中的小凹坑,使紧配合部位松动,磨损产物为红褐色氧化铁细颗粒;

示例:紧配合轴颈螺母、螺栓及键槽处。

类别:气蚀

产生的基本条件:液体与零件接触处,发生相对摩擦,液体在高压区形成涡流,气泡在高压区突然溃灭,产生较大的循环冲击力,使零件表面疲劳破坏,流体介质的公演与电化学作用,加速了表面破坏;

损坏特征:受液体作用,零件表面先产生麻点,再扩展成泡沫状或或海绵状穴蚀,严惩者,深度可达20mm;

示例:水泵零件、水轮机转轮、柴油机气缸壁。

磨损过程分为哪几个阶段?影响磨损的因素及减摩抗磨的措施如何?

机械零件正常运动的磨损过程一般分为三个阶段:

1、跑合阶段(又称磨合阶段)新的摩擦副表面具有一定的粗糙度,真实接触面积较小。经跑合阶段,表面逐渐磨平,真实接触面积逐渐增大,磨损速度减缓,人们有意利用跑合阶段的轻微磨损。

2、稳定磨损阶段这一阶段磨损缓慢稳定,这一线段的斜率就是磨损速度、横坐标时间就是零件耐磨寿命。

3、剧列磨损阶段这一阶段,磨损速度急剧增长,机械效率下降,功率和润滑油的损耗增加,精度丧失,产生异常噪声及振动,摩擦副温度迅速升高,最终导致零件失效。

影响磨损的因素很复杂而且相互交错,便如载荷与速度(主要的)、材料种类及性质、磨擦方式(滑动还是滚动)、表面形貌及润滑状态(温度湿度、气体介质等)。由于磨损条件不同,所产生的影响也不一样。

根据影响磨损的主要因素,其减摩抗磨的主要措施有:

(1)提高材料的物理力学性能(如强度、硬度、韧性、弹性等)。

(2)选用合理的润滑方式和润滑剂。

(3)提高磨擦表面质量。

(4)改进运动方式,在可能的情况下变滑动磨擦为滚动磨擦。

摩擦、磨损造成的损失有多大?

近年来,英国焦斯物教授指出,世界消费能源的30%~40%损失在摩擦磨损上。他早在1975年就提出并测算了美国每年消费于摩擦磨损的价值在1000亿美元。另据1976年测算报告,德国东部每年由于摩擦磨损所造成的经济损失高达100亿马克。日本70%的能源要依靠进口,尤其是石油99%以上要依靠进口,因而他们重点抓了节能技术和节能润滑油脂的开发。1979年由于搞好全国机械润滑管理而获得的经济效益红为82000亿日元,其中养活磨损万里节能价值为14800亿日元。据我国20世纪80年代对冶金、煤炭和农机等五个部门的不完全统计,仅磨粒磨损一项消耗的备件钢材每年就有100万吨以上,如果加上停机和维修等费用,则每年经济损失要达数十亿元人民币。

什么叫做润滑?它分为哪些类型?

润滑是人们向磨擦、磨损作斗争的一种手段。一般来说,在摩擦副之间加入某种物质,用来控制摩擦、降低磨损以达到处长使用寿命的措施叫做润滑。能起到减低接触间的摩擦阻力的物质都叫润滑剂(或称减摩剂,包括液态、气态、半固体及固体物质)。

润滑的类型,可根据摩擦副表面间形成的润滑厝的状态和特征分为以下几种:

1、流体润滑摩擦表面完全被连续的润滑剂膜分隔开,变金属接触干摩擦为液体的内摩擦,通常液体润滑剂的摩擦因数仅为0.001~001,只有金属直接触时的几十分之一,矿有流体润滑时,磨损轻微流体润滑包括如下四种:

(1)流体动压润滑依靠运动副两个滑动表面的开头在其相对运动时形成一层具有足够压力的流体膜,将磨擦表面分隔开的一种润滑状态。

(2)流体静压润滑利用外部的流体压力源或供油装置,将具有一定压力的流体润滑剂输送到支承的油腔内,形成具有足够压力的流体润滑膜,将表面分隔开并随载荷的一种润滑状态,又称外供压润滑。

(3)流体动静压润滑兼有流体动压及流体静压润滑作用,可使支承表面之间在静止、起动、停止、稳定运动或是工况交变状况下均能保持流体润滑作用。

(4)弹性流体动压润滑两相对运动表面间的弹性变形与润滑剂的压力——粘度、温度——粘度效应对其摩擦与油膜厚度起着重要作用的润滑状态。

2、边界润滑摩擦表面的微凸体接触较多,润滑剂的流体润滑作用养活甚至完全不起作用,载荷几乎全部通过微凸体以及润滑剂和表面之间相互作用所生成的边界润滑剂膜来随。边界润滑剂膜可以分为物理吸附膜、化学吸附膜、化学瓜膜、沉积膜及固体润滑剂膜等。

3、混合润滑(或称半流体润滑)几种润滑状态同时存在的润滑状态。例如摩擦面上同时出现液体润滑、边界润滑和干摩擦的润滑状态。

4、无润滑或干摩擦摩擦表面之间不存在任何润滑剂或润滑剂的流体润滑作用已不复载荷由表面上存在的固体膜及氧化膜或金属基体随时的状态。

润滑的作用主要有哪些?搞好设备润滑有什么重要意义?

机械设备的摩擦部位,使用润滑剂进行润滑后,就可养活摩擦抗力、防止烧结和摩损,减小动力消耗,提高机械设备效率。润滑的作用可归纳有以下几点:①减少摩擦;②降低磨损;③冷却、降温;④防止腐蚀;⑤其他作用。

搞好机械设备润滑有重大意义,按国外经验推算,我国节能潜力折合石油上千万吨,仅从改进机械设备润滑、采用节能润滑技术和节能型润滑剂,近期可节煤约1300万吨,重油200万吨,汽油和柴油300万吨,电力100亿度,总价值约合人民币60亿元。同时,由于搞好机械设备的润滑与维护,减少摩擦磨损,从而提高机械效率,减少修理次数,延长使用寿命而间接获得的经济效益,引用美国按直接节能价值的5倍计算,则每年可增加经济效益约400亿元(按1985年实际测算),意义十分重大。

第二章润滑材料

润滑材料有哪几类?各有什么特点和用途?

凡是能降低磨擦阻力作用的介质都可作为润滑材料使用。在各种机器及设备中,所使用的润滑剂有气体的、液体的、半液体的和固体的。其分类如下:

润滑剂:液体润滑剂、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂

液体润滑剂:矿物油、合成油、水基液、动植物油

润滑脂:皂基脂、无机脂、烃基脂

固体润滑剂:软金属、金属化合物、无机物、有机物

其中:液体润滑剂

矿物油:馏分矿物油、残渣矿物油

合成油:酯类油、合成油、聚醚、硅油、硅酸酯、磷酸酯、氟油

水基液:水、油包水乳化液、水包油乳化液、水——乙二醇、合成液或半合成液

动植物油:茶油、茶籽油、棕榈油、蓖麻油、葵花籽油、橄榄油、牛油、鲸鱼油

其中:润滑脂

皂基脂:锂基脂、钙基脂、钠基脂、钡基脂、铝基脂及复合脂等

无机脂:膨润土脂、硅胶、二硫化钼及石墨脂等

烃基脂:工业凡士林、石蜡、地蜡等

其中:固体润滑剂

软金属:铅、锡、锌、银、金等

金属化合物:PbC CaF2 MoS2

无机物:石墨、氮化硼等

有机物:聚四氟乙烯、聚甲醛、酚醛树脂等

其中:气体润滑剂:空气、氦、氮、氢等。

1、液体润滑剂液体润滑剂是用量最大、品种最多的润滑剂,包括矿物油、合成油、动植物油和水其液等。其中,以矿物油用量最大,占全部液体润滑剂的90%以上。液体润滑剂有较宽的粘度范围,对不同的负荷、速度和和条件下工作的摩擦副和运动部件提供了较宽的选择余地,而且资源丰富,多数是价廉产品,容易获得。特别是在其中还可以添加一定量的添加剂,改善其物理化学性质,是对润滑油赋予新的特殊性能,或加强其原有的某种性能,满足更高要求。

合成润滑油包括多种不同类型,不同化学结构和不同性能的化合物,多使用在比较苛刻的工况下,如极高温、极低温、高真空度、重载、高速、具有腐蚀性环境以及辐射环境等。

水基液多关用于金属加工液及难燃性液压介质,常用的水基液有水、他化液(油包水或水包油型),水——乙二醇以及其他化学合成液或半合成液。

动植物油脂常用于金属加工液及难燃液压介质、蜗轮蜗杆油、螺纹加工油等。近年来在生物降解油方面的研取得很大进展。据资料介绍,在难燃液中的用量有很大增加,其主要特点是油性好,生物降解性好,可满足环境保护要求,缺点是氧化安定性、热稳定性和低温性能不理想。

2、润滑脂润滑脂的用量仅次于润滑油,一般由基础油液、稠化剂和添加齐(或填料)在高温下混合而成。主要品种稠化齐的组成分为撕毁基脂、烃基脂、无机脂和有机脂等四类。许多摩擦副的润滑离不开润滑脂润滑。如大部分滚动轴承、滑动轴承、齿轮、弹簧、绞车、钢丝绳、滑板等。除了具有抗摩、减磨和润滑性能外,还能起密封、减振、阻尼、防锈等作用,其润滑系统简单、维护管理容易,节节省操作费用。缺点是流动性小,散热性差,高温下易产生相变和分解等。

3、固体润滑剂分为软金属、金属化合物、无机物和有机物四类。按其物质形态,可分为固体粉末、薄膜和自润滑复合材料等三种。因体粉末可分散在气体、液体和胶体中喷镀、离子喷镀、电镀、烧结、化学生成、浸渍、沾结等工艺方法做成它能适应高温、高压、低速、高真空、强辐射等特殊工况。缺点是摩擦因数较大,冷却散热较差,干膜在使用过程中补充困难等。

4、气体润滑剂气体也是一种润滑剂,如空气取用方便,不会变质,不会引起对周围环境及支承元件的污染,使用气体润滑剂支承元件摩擦小,工作温度范围较广,能够保持较小间隙,容易获得较高精度,在放射性环境及其他特殊环境下能正常工作。其缺点是必须有气源,由外部供给干净而干燥的气体;对支承的制造精度及材质有较高的要求。常用的气体有空气、氢、氧、氮、一氧化碳、氦、水蒸气等。

我国矿物润滑油的分组、分级及其命名和代号如何?

在GB7631。1——87分类标准中,各产品名称系用统一的方法命名,例如某个特定产品名称的一般形式如下:

类——品种——数字

例如:L—AN 32

其中:L—类别(润滑剂);AN—品种(精制矿油A,为L类产品所属的组别,其应

用场合为全损耗系统;32—数字(根据GB/T3141-94标准规定的粘度等级)。

润滑油的主要质量指标及其在使用上的意义如何?

1、粘度粘度是指油品分子间受外力作用而产生相对运动时所发生的内摩擦阻力。这种阻力的大小用粘度来表示。粘度的大小由油品分子内聚力的大小来决定。在使用中,粘度是表示一种润滑油的粘稠程度,所以也有称粘性为“大、小”或“厚、薄”的。

粘度的表示方法:

(1)动力粘度液体中有两个面积各为1cm2和相距1cm的两层油液,相对移动速度为1cm/s年产生的阻力,叫做动力粘度。其单位是帕斯卡秒(Pa..S)。

(2)运动粘度在同一温度下液体的动力粘度与其密度的比值,叫做运动粘度。共单位是二次方米每秒(m2/S)。运动粘度=动力粘度/液体密度

在实验室里测定油品的运动粘度是用毛细管粘度计(见图)。在规定的温度(40度、50度、100度)下,通过毛细管所需时间(S),再乘上毛细管粘度计校正系数,所得的值即为该试油的运动粘度。测定方法按国际GB/T265—88石油产品运动粘度测定法进行。

我国润滑油产品的粘度,较大多数采用运动粘度来表示。

粘度在使用上的意义:

1)粘度是润滑油的重要指标,根据设备的速度、间隙、负荷、温度、功率的大小、漏油程度等情况,选用油品时,均首先考虑其粘度。粘度过小,会形成半液体润滑或边界润滑,而加速运动副磨损,同时,也易漏油;粘度过大,流动性差,渗透性差,散热性差,内摩擦阻力大,启动困难,消耗功率大,也会加速运动副磨损。因而,油品粘度选择合理,是设备运动副得到充分润滑的保证。

2)掺合油料和选代用油品时,也主要以粘度指标来考虑。

3)粘度是润滑油分牌号的主要依据,例如,L—AN32号全损耗系统用油,其在40度时的运动粘度中心值为32mm2/s,5号主轴油,则其在40度时运动让度中心值为5 mm2/s。

2、酸值酸值是指中和1g润滑油中所含的有机酸所需氢化钾(KOH)的质量(mg),用mgKOH/g来表示。测定方法按国标GB/T264—83石油产品酸值测定法进行。

酸值在使用上的意义:

1)对含添加剂的新润滑油,酸值的大小可以含衡量某些添加剂含量是否足够;其使用过程中因所含添加剂不断消耗,因此酸值先是下降,而后添加剂消耗完,油品氧化,酸值又慢慢上升。

2)酸值是保证机件不受腐蚀和控制油品精制程度的指标之一。同时表示油品精制时,酸类物质残留在油品中的多少。

3)酸值的大小和变化,可以判定油品在贮存或使用过程中氧化变质的程度。在使用过程中,因氧化分解作用,酸值不断增加,当增加到一定程度时,就应该立即更换新油,否则,就可能对机件产生腐蚀。

换油时,必须把旧油清洗干净,否则会加速新油品氧化,酸值增大,缩短新油品的使用寿命。

实践证明,在新油中只要混入体积分数为1%的废旧油,就会使新油的使用寿命缩短75%。因而,润滑工清洗换油时,对油箱的彻底清洗工作是十分重要的。

3、水溶性酸和碱润滑油的水溶性酸和碱是指油品中能溶于水的无机酸和碱,以及低分子有机酸和碱性氧化物。它是因油品在精制过程中不好、中和不充分或在使用、贮存过程中污染和氧化作用而产生的。测定方法按国标GB/T259——88石油产品水溶性酸及碱试验法进行。

水溶性酸和碱在使用上的意义:

1)油品在使用过程中若呈现水溶性酸和碱,主要是由于氧化变质所造成的,同时,说

明该油品抗氧化性能差。

2)油品中有水溶性酸或碱的存在,会严重地腐蚀金属机件,特别是同时有水分存在时,腐蚀更快。所以它也是保证机件不受腐蚀和控制油品精制深度的指标。

3)水溶性酸和碱的存在,能降低汽轮机油的抗乳化性能,降低变压器油的绝缘性能。所以,在油品中一般不允许有水溶性酸和碱的存在。当油品中呈现水溶怀酸和碱时,就应立即处理或更换新油。

4)对加有浮游多效添加剂的某些发动机润滑油(如柴油机油、汽油机油),由于添加剂是碱性的,测定时,允许呈碱性反应,对此应与含水溶性酸和碱有所区别。

4、腐蚀试验腐蚀试验是测定润滑油在一定的温度和规定条件下及无氧存在时,对金属的腐蚀作用。用以检验润滑油中的酸或硫化物对金属的腐蚀情况。并确定金属表面与润滑油在高温作用时所发生的变化。测定方法,按SH/T0195——92润滑油腐蚀试验法进行。

腐蚀试验在使用上的意义:

1)润滑油中的低分子有机酸和无机酸,对铜、铅、锡等金属及其合金有强烈腐蚀性,增加磨损和油泥,在设备中甚至会损坏运动副。

2)腐蚀性硫化物会使发动机润滑油加速变质,产生大量油泥和积炭。

3)油品中的活性硫、游离硫和酸性化合物,对铜、铅金属有强烈腐蚀性。倡,中性硫化物的极性分子,能提高油品润滑和抗腐蚀性。例如,在某些油品中,为了改善它的抗腐蚀性和润滑性能,可加入某种中性的硫化物,利用其分子的极性牢固地吸附在金属表面上,形成了强度较高的油膜。如双曲线齿轮油、导轨油中加有二烷基二硫化磷酸补和二卞基二硫等含硫化合物。

4)润滑油在使用过程中,酸值逐渐增加,增加到一定程度时,对机件就会产生腐蚀。所以腐蚀试验也是鉴定油品变质程度,若油品腐蚀试验不合格,应立即更换新油。

5)腐蚀试验也是控制油品精制程度、废油再生质量的一项指标。

5、水分水分表示油品中含水量的多少。以水占油的质量分数来表示。测定方法按GB260——7(788)石油产品水分测定法进行。

水分在使用上的意义:

1)水分的存在,能使温度在0度以下工作的机械设备油路堵塞,使燃料油的发热量降低,使液压油形成气泡,产生气阻,均影响机械设备的工作性能。

2)水分会促使油品乳化,降低油品粘度和油膜强度,破坏润滑性能。

3)水分能促使润滑油氧化变质,增加油泥,促进含酸油品对机件的腐蚀。使变压器油的绝缘性能下降。

4)水分能使油品中的添加剂分解沉淀,使添加剂推动应有的作用。

5)机械用润滑油其水分超过一定量时,应立即更换新油。

因此,在新润滑油中是不允许有水分存在的。润滑油含有的水分,是在贮存、运输中由于容器不净、密封不严、露天存放等原因浸入的。故在使用、贮存过程中均应严防水分进入油品中。

6、机械杂质它是悬浮或沉淀在润滑油的不溶物质(如尘土、泥砂、金属粉末、砂轮粉末等),统称为机械杂质。一般是用溶剂稀释试油后测定其含量。用质量分数来表示。测定方法按GB511——88石油产品和添加剂机械杂质测定法进行。

机械杂质在使用上的意义:

1)机械杂质是润滑油质量的重要指标之一,它的存在会破坏油膜,加速运动副的磨损,甚至直接研损机件,造成抱轴,它的存在还会堵塞油路及过滤器、造成设备产生润滑故障。

2)变压器油中含有机械杂质会降低绝缘性能。

3)油品的机械杂质超过一定量(质量分数大于0.2%)时,就应立即更换新油。

7、凝固点在规定的条件下,将润滑油冷却到失去流动性时(将油面倾斜45°1min 内保持不流动)的最高温度,称为油品凝固点。测定方法按GB510——83石油产品凝点测定法进行。

凝点在使用上的意义:

1)凝点,概括地表示油品的低温流动性,这对于使用、贮存都很重要。如凝固点高,在低温工作时就易堵塞油路,流不到摩擦面之间,达不到润滑的目的。

2)凝点的高低,直接关系到发动机启动性能,以及发动机的磨损和燃油消耗。

3)在冬季野外工作机械设备和低温条件下工作的机械设备,均要求油品有较低的凝点。

8、闪点在规定的条件下,将润滑油加热,蒸发出的油蒸气在油液面上与空气混合,在有火焰接触时产生短暂闪火的最低温度,叫做闪点。闪点,按其测定方法分闭口闪点和开口闪点两种,前者适用于测中、重质油(如全损耗系统用油、工业齿轮油等)。同一种油品开口闪点大于闭口闪点。测定方法按GB261——83石油产品闪点测定法中闭口杯法进行和BG267——88石油产品闪点与燃点测定法中开口杯法进行。

闪点在使用上的意义:

1)闪点的高低表明油品含轻质馏分的多少,确定其适宜的使用温度。

2)使用中的油品,闪点的下降程度可以判定混入轻质油的含量。

3)闪点是安全使用、贮运的重要指标。使用、贮运温度一般应低于闪点20~30。可燃品和易燃品也是以闪点来划分的。闪点在45℃以上为可燃品,在45以下为易燃品。

4)闪点的高低还表示油受热蒸发性的大小,闪点高的油品蒸发性小。

5)发动机在运转过程中,润滑油的闪点逐步降低,这是因为润滑油自身产生氧化和燃油漏入的原因,若闪点下降较快,说明燃油渗漏严重,应立即更换新油。

9、抗氧化安定性抗氧化安定性,就是润滑油抵抗空气中氧气的氧化作用能力,以油品中生成的沉淀物及酸值业表示。测定方法按SH/T196——92润滑油抗氧化安定性测定法进行。

抗氧化安定性在使用上的意义:

1)抗氧化安定性的好差,可以决定油品使用寿命的长短。精密机床用油和液压系统用油,以及用油量很大的设备,就应当选用抗氧化安定性好的润滑油,或在油品中加入抗氧化添加剂。

2)抗氧化安定性差的润滑油容易氧化变质,生成各种酸、胶质、沥表等物质,使油品颜色变深,粘度和酸值增大。这些物质的生成,对变压器油会降低绝缘性能;汽轮机油会降低抗乳化能力;金属切削机床所用的各种油品,会降低其润滑性能,缩短使用寿命,腐蚀机件,阻塞油路等。

3)压缩机油如抗氧化安定性差,油在气缸中与热空气不断接触,极易氧化分解,生成胶质、酸类,分解的油气与氧气混合达到一定含量和温度时,可能自燃,引起气缸爆炸。

10、热氧化安定性热氧化安定性表示润滑油薄油层在加热及空气中氧气的作用下,在金属面上被氧化的程度。

这个指标的测定,主要是在模拟发动机润滑油在发动机活塞环区域的工作状况,以研究润滑油在薄油层、高温度和有金属接触的情况下氧化变质的倾向。主要用来评定柴油机润滑油的质量指标。测定方法按SH/T0259——92润滑油热氧化安定性测定法进行。

热氧化安定性在使用上的意义:

1)热氧化安定性,表示润滑油在内燃机活塞上及涨圈中生成胶膜漆状沉淀物或积炭的倾向。热氧化安定性好的油品生成胶膜、沉淀物少,反之,则生成胶膜、沉淀物多。

2)对于柴油机润滑油,其热氧化安定性要求较高。因为柴油机润滑油在活塞、活塞环工作区域中,温度和其他条件比较苛刻,如热氧化安定性差,会加速所缸壁的磨损。

11、残炭油品在通入空气的情况下加热,进入气化和分解,最后生成焦炭状的残余物,叫做残炭。用占油量的百分率来表示,测定方法按国标GB268——87石油产品残炭测定法进行。

残炭在使用上的意义:

1)残炭的多少,大致可以判断柴油机油在气缸中的结焦倾向。

2)残炭含量高的油品会加速运动副的磨损和堵塞油路。

3)残炭含量的高低,并结合其他理化指标,可以判定油品的精制深度。

12、灰分按规定的方法,把试油完全燃烧后,所剩下的残留物,叫做灰分。用占试油质量的质量分数来表示。测定方法按GB508——85石油产品灰分测定法进行。

灰分在使用上的意义:

1)灰分越高,残炭值也越高,油品的质量也就越差。

2)灰分高的油品,容易形成积炭和结焦,会加速运动副的磨损。

3)灰分指标,还用来评定燃料油的质量。

13、抗乳化度在规定条件下,使油液和水混合乳化再在一定温度下静置,油、水完全分离所需要的时间(分钟),叫做抗乳化度。测定方法按部标SH/T0191——92润滑油破乳化值测定法进行。

抗乳化度在使用上的意义:

1)抗乳化度可评定汽轮机油的脱乳化能力。这对汽轮机油使用极为重要。因为汽轮机在运转中蒸汽冷凝水是不可避免地要同汽轮机油形成暂时乳化,若汽轮机油抗乳化度差,油水不易分离,会推动润滑作用,加速机件磨损。

2)润滑油均要求抗乳化度较好,切削液除外。润滑油抗乳化度差,油、水难以分离,会大大降低其润滑性能。

3)油液中混入机械杂质之灰污物时,油品则容易乳化,并且不易破乳,因而,要求润滑系统保持清洁。

14、无卡咬负荷在规定的测试条件下,用四球机(测定油品摩擦、磨损、润滑的试验机械)测定润滑油的油膜在被破坏前的最大承载能力,称为无卡咬负荷,以P B值表示,单位为kgf。测定方法按SH/T0532——92润滑油抗擦伤能力测定法进行。

无卡咬负荷在使用上的意义:

1)借以说明润滑油的润滑性能,借以说明润滑油形成油膜的强度。PB值高说明该油品润滑性能好,形成油膜的强度高。反之,则说明油品润滑性能,形成油膜强度低。

2)无卡咬负荷(PB)值大小,表明该油品承载能力。例如,150号导轨油的无卡咬负荷要求不小于90kgf。若把68号液压导轨油用于要求用150号导轨油的部位,承载能力就达不到要求,导轨就有可能产生爬行现象。

3)润滑油的无卡咬负荷在实际使用中十分重要,油膜强度低(即无卡咬负荷值小)的油品,如用于高压、冲击、剪切负荷运动副中,油膜就容易破裂破裂造成干摩擦或边界摩擦,造成运动副剧烈磨损。

4)对于要求润滑性能好的润滑油,如双曲线齿轮油、精密机床用润滑油以及要求润滑性能好的切削油,可以加入一些油性添加剂、极压添加剂等来提高油品油膜强度。

腐蚀磨损原因分析及解决办法

磨损腐蚀原因分析及解决办法 腐蚀磨损是指摩擦副对偶表面在相对滑动过程中,表面材料与周围介质发生化学或电化学反应,并伴随机械作用而引起的材料损失现象。腐蚀磨损通常是一种轻微磨损,但在一定条件下也可能转变为严重磨损。常见的腐蚀磨损有氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损。 1.氧化磨损 除金、铂等少数金属外,大多数金属表面都被氧化膜覆盖着,纯净金属瞬间即与空气中的氧起反应而生成单分子层的氧化膜,且膜的厚度逐渐增长,增长的速度随时间以指数规律减小,当形成的氧化膜被磨掉以后,又很快形成新的氧化膜,可见氧化磨损是由氧化和机械磨损两个作用相继进行的过程。同时应指出的是,一般情况下氧化膜能使金属表面免于粘着,氧化磨损一般要比粘着磨损缓慢,因而可以说氧化磨损能起到保护摩擦副的作用。 2.特殊介质腐蚀磨损 在摩擦副与酸、碱、盐等特殊介质发生化学腐蚀的情况下而产生的磨损,称为殊殊介质腐蚀磨损。其磨损机理与氧化磨损相似,但磨损率较大,磨损痕迹较深。金属表面也可能与某些特殊介质起作用而生成耐磨性较好的保护膜。金属件表面在液体、气体或润滑剂中发生化学或电化学反应,形成较易被磨损或剥离的腐蚀产物,在摩擦过程中腐蚀产物被剥离,暴露出的新的金属面又进入新的化学反应,如此交替出现腐蚀和磨损而使材料损失。 腐蚀磨损的破坏作用大大超过单纯的腐蚀或磨损。一般金属洁净表面与空气接触后生成氧化膜,多数金属表面氧化膜的厚度为0.01微米。当磨损速度低于氧化膜厚度的增长速度时,氧化和磨损尚不相互促进,膜层可起保护作用。当磨损速度超过氧化速度,腐蚀磨损便变得剧烈。但氧化膜又不宜过厚,否则易于脆性断裂,形成硬的氧化物磨粒,使磨损加速。腐蚀磨损与环境、温度、滑动速度、载荷和润滑条件有关,相互关系极为复杂。如内燃机轴承在湿空气中容易生锈,在润滑剂中工作也常会出现腐蚀磨损。在特殊介质中工作的选矿机械和化工机械等的零件更常出现严重的腐蚀磨损。 防止腐蚀磨损应从选材(如用不锈钢和耐蚀合金等)、表面保护处理等方面

磨损及磨损机理

第三章磨损及磨损机理 概述 物体摩擦表面上的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象称磨损。 在一般正常工作状态下,磨损可分三个阶段: a.跑合(磨合)阶段:轻微的磨损,跑合是为正常运行创造条件。 b.稳定磨损阶段:磨损更轻微,磨损率低而稳定。 c.剧烈磨损阶段:磨损速度急剧增长,零件精度丧失,发生噪音和振动,摩擦温度迅速升高,说明零件即将失效。(如图3.1) 法避免的。但,如机件磨损是无量跑合损长稳定磨损阶段和何缩短跑合期、延磨稳定磨损阶段来,是研究者致力推迟剧烈磨损的到的方向。剧烈,例如相互素很多影响磨损的因 滚滑动,式(方作用表面的相对运动摩擦行程(时间)载荷与速度的,击)动,往复运动,冲磨损三个阶段的示意图3.1图种类,组织,机械大小,表面材料的性能等,各种表面化学性能和物理-温度、湿度、真空度、环境条件(处理工艺,表面几何性质(粗糙度,加工纹理和加工方法),这些因素的相互影响对于磨损将等。和介质性质等)和工况条件(连续或间歇工作)辐射强度、产生或正或负的效果,从而使磨损过程更为复杂化。至今还很难将它的规律由于具有跨学科的性质,磨损过程涉及到许多不同的学科领域,解释清楚。已经有很多学者对磨损进行了大量的研究。两个粗糙表面在接触摩擦过年代,汤林森提出了分子磨损的概念,他认为如20世纪20 程中相互接近,而一个表面上的原子被另一个表面俘获的现象就是磨损。)即硬度摩擦材料的压缩屈服极限σ(霍尔姆在上述基础上作了进一步的发展,他指出b。对耐磨性的影响很大过程来解释磨损,联系“切削”从表层材料的机械破坏着眼,50年代初,奥贝尔(Oberle)。处在弹性极限内的,变外,还有材料的弹性模量E他认为影响磨损的主要因素除硬度H5值高则耐磨=E/H×10)来反映材料的耐磨性,m形越大,机械破坏越少,并提出用模数(m 性好。提出了机械性质相近的两表面上机械嵌锁作用导致界面上既粘连又犁削的观冯(Feng) 点。认为软钢表面变得粗糙和发生塑性变形,是由于应力过高而引起的。布洛克(Blok)它可能影响磨屑的对于磨损是一个重要因素,拉宾诺维奇认为表面能与材料硬度之比,大小。赫鲁晓夫提出了硬质微凸体在软表面上犁沟的模式图。大规模地发生着。磨损是比原子量级大得多的数量级,有不少学者通过实验和观测发现,磨损颗粒大约具有如实际接触斑点直径那样的数量拉宾诺维奇和阿查德(Archard)分别指出,级。拉宾诺维奇提出磨屑呈半球形,阿查德也认为磨屑具有一定的厚度。有人把它看作是一表面微凸体反复承载而发生疲劳脱落的现象,在滑动或滚动过程中,等人的(种磨损,克拉盖尔斯基Кр

摩擦磨损 试题

一、名词解释(10小题每题2分共20分) 1、表面的几何形状误差类型 答:机械零件的几何形状误差主要有以下三种类型,: (1)微观几何形状误差(2)表面波纹度(3)表面粗糙度也叫微观粗糙度 2、赫兹接触 答:就是指圆弧形物体的接触,如圆柱体、球体等曲面物体的接触。 3、机械理论 17~18世纪初,把固体看成是绝对刚体,摩擦现象的解释完全建立在固体表面的几何概念上,认为摩擦式粗糙不平的表面相互机械作用的结果,故称为机械理论。 4、磨粒磨损 答:磨粒磨损是指在摩擦过程中,由于摩擦表面上硬的微突体或摩擦界面上的硬颗粒而引起材料损耗的一种磨损现象(2分)。 5、微动腐蚀磨损 答:两接触表面间没有宏观的相对运动,由于振幅很小的相对滑动产生的磨损称为微动磨损。如果微动磨损过程中,两表面的化学反应起主要作用时,则可称为微动腐蚀磨损。(2分)6、弹性流体动压润滑 答:考虑了弹性变形及压粘变化对流体动压润滑的影响称为弹性流体动压润滑(2分) 7、润滑油闪点和燃点 答:将润滑油在规定的条件下加热,其蒸气与周围空气混合形成可燃气体,当与火焰接触时,瞬间闪火的最低温度为该油的闪点。(1分)若闪火时间长达5秒,则该温度即为这种润滑油的燃点。(1分) 8、固体润滑剂 答:为防止与保护相互运动的表面不受损害,以及减少摩擦副的摩擦与磨损而在运动表面使用的粉末状或薄膜状的固体物质,即叫固体润滑剂 9、强制润滑 答:用油泵将润滑油等输送到需润滑的机件部位的方法叫强制润滑。 10、摩擦学及摩擦学的研究对象 答:研究发生在作相对运动的表面(界面)上的各种现象产生、变化和发展的规律及其应用的一门科学(1分)。研究对象摩擦、磨损(包括材料转移)和润滑(包括固体润滑)的原理及其应用。(1分)。 二、填空题(10小题每题2分共20分) 1、通常所说的表面形状误差是由加工过程的(固有误差)引起的与要求形状的偏差。 2、两个粗糙表面的接触通常是一个(弹性变形)和(塑性变形)并存的混合系统。 3、大气中很少遇到纯净表面,金属表面总有一层膜,它可能是(氧化膜)或(污染膜)。 4、粘着磨损按磨损程度分为(轻微磨损)(涂抹)、(刮伤)、(胶合)和(咬死)五种。 5、在接触疲劳强度的基本准则中,(最大剪应力T max45)准则应用更广泛。 6、机器零件典型磨损过程分为(磨合)阶段、(正常磨损)阶段和(事故磨损)阶段 7、恒量磨损特性的主要参数是(磨损率),经常采用的有(三)种。 8、粘度是液体流动时在液体分子之间的(内摩擦),即流体膜的(剪切阻力)。 9、润滑油的基本构成成分时(基础油)和(添加剂)。 10、润滑脂的基本组分是(基础油)、(稠化剂)、(添加剂)和(稳定剂)。 三、问答题(5小题每题4分共20分) 1、古典摩擦理论有哪几种? 答:1)机械咬合理论。2)分子吸引理论。3)库仑摩擦定律。

第三章 磨损及磨损机理

第三章磨损及磨损机理 物体摩擦表面上的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象称磨损。 在一般正常工作状态下,磨损可分三个阶段: a?跑合(磨合)阶段:轻微的磨损,跑合是为正常运行创造条件。 b. 稳定磨损阶段:磨损更轻微,磨损率低而稳定。 c?剧烈磨损阶段:磨损速度急剧增长,零件精度丧失,发生噪音和振动,摩擦温度迅速升高,说明零件即将失效。(如图3.1) 跑合 摩擦行程(时间) 图3.1磨损三个阶段的示意图 机件磨损是无法避免的。但,如何缩短跑合期、延长稳定磨损阶段和推迟剧烈磨损的到来,是研究者致力的方向。 影响磨损的因素很多,例如相互作用表面的相对运动方式(滑动,滚动,往复运动,冲击),载荷与速度的大小,表面材料的种类,组织,机械性能和物理-化学性能等,各种表面 处理工艺,表面几何性质(粗糙度,加工纹理和加工方法),环境条件(温度、湿度、真空度、辐射强度、和介质性质等)和工况条件(连续或间歇工作)等。这些因素的相互影响对于磨损将产生或正或负的效果,从而使磨损过程更为复杂化。 磨损过程涉及到许多不同的学科领域,由于具有跨学科的性质,至今还很难将它的规律 解释清楚。已经有很多学者对磨损进行了大量的研究。 如20世纪20年代,汤林森提出了分子磨损的概念,他认为两个粗糙表面在接触摩擦过程中相互接近,而一个表面上的原子被另一个表面俘获的现象就是磨损。 霍尔姆在上述基础上作了进一步的发展,他指出摩擦材料的压缩屈服极限%(即硬度)对耐磨性的影响很大。 50年代初,奥贝尔(Oberle)从表层材料的机械破坏着眼,联系“切削”过程来解释磨损, 他认为影响磨损的主要因素除硬度H夕卜,还有材料的弹性模量E。处在弹性极限内的,变 形越大,机械破坏越少,并提出用模数(m= E/H x 105)来反映材料的耐磨性,m值高则耐磨 性好。 冯(Fe ng)提出了机械性质相近的两表面上机械嵌锁作用导致界面上既粘连又犁削的观点。 布洛克(Blok)认为软钢表面变得粗糙和发生塑性变形,是由于应力过高而引起的。

金属材料 磨损试验方法

金属材料磨损试验方法 试环-试块滑动磨损试验 GB/T12444-2006 一.试验原理 试块与规定转速的试环相接触,并承受一定实验力,经规定转数后,用磨痕宽度计算试块的体积磨损,用称重法测定试环的质量磨损,试验中连续测量试块上的摩擦力和正压力,计算摩擦系数。 二.试验步骤 1.试验应在10℃—35℃范围内进行,对温度要求较严格的试验,应控制在 23±5℃之内。 2.试验应在无腐蚀性气体、无振动、无粉尘的环境中进行。 3.将试环及试块牢固的安装在试验机主轴及夹具上,试块应处于试环中心, 并应保证试块边缘与试环边缘平行。 4.启动试验机,使试环逐渐达到规定转速,平稳的将实验力施加至规定值 5.可以进行干摩擦,也可以加入适当润滑介质以保证试样在规定状态下正 常试验,对于润滑磨损实验,试验前应对所有与润滑剂接触的零件进行 清洗。 6.根据需要,在试验过程中记录摩擦力。 7.试验累计转数应根据材料及热处理工艺需要确定。 8.对于称重的试样,试验前后用适当的清洗液以相同的方法清洗试样,建 议现用三氯乙烷,再用甲醇清洗;清洗后一般在60℃下进行2H烘干冷 却至室温后,放入干燥器,立即称重。 三.试验结果处理 1.在块形试样磨痕中部及两端(距试样边缘1mm处)测量磨痕宽度,取三 次测量平均值作为一个试验数据。 2.标准尺寸试样三个位置的磨痕宽度之差大于平均宽度值20%,试验数据 无效。 3.试验报告中至少包括:试验机型号、试验形式、材料种类、热处理种类、 实验力(正压力)、试验转速及转数、润滑方式及润滑剂种类、试块的磨 痕宽度和体积磨损、试环磨损失去的质量、摩擦系数、环境温度、试块 加工方向。 四.准确度说明 1.本实验方法的偏差与执行标准的严格性密切相关。相同材料重复性试验 的一致性与材料的均匀性、材料在摩擦中的相互作用、试验人员操作技 术密切相关。 2.由于本实验结果分散性较大,尤其干摩擦试验对试样初始表面条件十分 敏感,因此一般要做3次以上重复试验。 3.磨损量与滑动距离一般不呈线性关系,因此仅能对同样转数的试验结果 进行比较。

金属磨损修复技术之索雷碳纳米工艺

金属磨损修复技术之索雷碳纳米工艺 索雷碳纳米聚合物修复技术是目前较为成熟和性价比较高的一种金属磨损修复维修方案。时间短、费用低、效果好是该技术的几个主要特点。索雷碳纳米聚合物技术是由纳米无机材料、碳纳米管增强的高性能环氧双组份复合材料。该材料最大优点是利用特殊的纳米无机材料与环氧环状分子的氧进行键合,提高分子间的键力,从而大幅提高材料的综合性能,可很好的粘着于各种金属、混凝土、玻璃、塑料、橡胶等材料。有良好的抗高温、抗化学腐蚀性能。同时良好的机加工和耐磨性能可以服务于金属部件的磨损再造。以下以轴类磨损金属修复为例对纳米金属修复技术做进一步的阐述和分析! 轴类磨损问题传统金属磨损修复技术分析 轴类磨损问题在工业企业设备管理与维护中时有发生且较为普遍。但随着企业设备自动化、连续化程度的不断提高,如何快速、有效的解决问题并降低维修成本,保证企业的安全连续生产是新时期设备管理者管理能力的重要体现。 针对轴磨损问题,传统的且常用的方法有以下几种 1、补焊后机加工 优势:维修费用低 劣势:不能重复修复;易断轴造成重大事故;隐患大,综合成本高 2、刷镀、喷涂 优势:热应力小,对材质造成的损伤相对小 劣势:对磨损尺寸有限制;无法现场维修;易脱层;费用高 3、镶套 优势:费用低 劣势:接触面低;使用周期短;设备跳动大 4、塞铜皮 优势:费用低;维修快

劣势:接触面低;使用周期短;隐患大 5、打“麻点” 优势:费用低;维修快 劣势:接触面低;局限性大;使用周期短;隐患大金属修复技术之轴类磨损修复案例展示 1.“工装法”修复高压电机轴磨损 2.“机加工法”修复电机端盖轴承室磨损

摩擦磨损测试及考核评价方式

摩擦磨损测试及考核评价方式 一、磨损 1.1磨损定义 磨损是指摩擦副相对运动时,表面物质不断损失或产生残余变形的现象。表面物质运动主要包括机械运动、化学作用和热作用:(1)机械作用使摩擦表面发生物质损失及摩擦表面的物理变形;(2)化学作用使摩擦表面发生性状改变;热作用是摩擦表面发生形状改变。典型的磨损曲线通常由三部分组成,如图1.1所示。 磨 损 量 图1.1 磨损曲线示意图 磨合阶段:磨损量随时间的增加而增加。发生在初始运动阶段,由于表面存在粗糙度,微凸体接触面积小,接触应力大,磨损速度较快。 稳定磨损阶段:摩擦表面磨合后达到稳定状态磨损率保持不变。稳定磨损阶段标志磨损条件保持相对稳定,是零件整个寿命范围内的工作过程。 剧烈磨损阶段:工作条件恶化,磨损量急剧增大。该阶段内零件精度降低、间隙增大,温度升高,产生冲击、振动和噪声,最终导致零部件完全失效。 1.2磨损种类 按磨损的破坏机理,通常把磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种。 (1)粘着磨损 当摩擦副相对滑动时, 由于粘着效应所形成结点发生剪切断裂,被剪切的材料或脱落成磨屑,或由一个表面迁移到另一个表面,此类磨损称为粘着磨损。粘着磨损再细分还有轻微磨损、涂抹、擦伤、划伤和咬死五种。

图1.1 粘着磨损机理 (2)磨料磨损 外来的硬料介质进入摩擦副,或摩擦副一个表面比另一个表面硬,在较硬表面上存在的微凸体,在摩擦过程中对较软表面犁沟或拉槽,引起表面材料的脱落,这种现象叫做磨料磨损。磨料磨损是一种最常见的磨损,按照磨损机理还可细分为微观切削、挤压剥落和疲劳破坏三小类。

图1.2 二体/三体磨粒磨损机理 (3)化学磨损 化学磨损是在摩擦促进作用下,摩擦副的一方或双方与中间物质或环境介质中的某些成分发生化学或电化学作用,造成表面材料损失的过程。分为氧化磨损与特殊介质腐蚀磨损两类。 图1.3 化学磨损机理 (4)疲劳磨损 摩擦接触表面在交变接触压应力作用下,材料表面因疲劳损伤而引起表面脱落的现象。疲劳磨损有两种基本类型,宏观疲劳磨损和微观疲劳磨损。宏观疲劳磨损主要是指两个相互滚动或滚动兼滑动的摩擦表面,在循环变化的接触应力作用下,材料疲劳而发生脱落的现象;微观疲劳磨损是滑动接触表面由于微凸体相互接触使材料发生疲劳而引起的机械磨损现象。此外,疲劳磨损的破坏机理又分为麻点剥落、浅层剥落、深层剥落。

摩擦学实验报告

摩擦磨损实验报告 一、实验目的: 1、了解常用的摩擦磨损试验机结构、测试原理及测试过程。 2、了解常用的摩擦磨损试验机的使用方法。 3、了解摩擦系数与磨损量的测量。 4、测试实验用材料摩擦系数。 二、实验设备: 1、划痕实验仪。 2、销盘摩擦磨损实验机。 3、四球摩擦磨损实验机。 4、疲劳摩擦磨损实验机。 三、实验要求: 1、了解常用的摩擦磨损试验机结构、测试原理及测试过程。 2、熟悉并掌握常用的摩擦磨损试验机的使用方法。 3、测试实验用材料摩擦系数。 4、对实验结果进行分析 四、实验设备与实验结果: MT-3000工作原理与结构 1、测试原理

MS-T3000摩擦磨损运用球-盘之间摩擦原理及微机自控技术,通过砝码或连续加载机构将负荷加至球上,作用于试样表面,同时试样固定在测试平台上,并以一定的速度旋转,使球摩擦涂层表面。通过传感器获取摩擦时的摩擦力信号,经放大处理,输入计算机经A/D转换将摩擦力信号通过运算得到摩擦系数变化曲线。μ=F/N μ—摩擦系数F—摩擦力 N—正压力(载荷) 通过摩擦系数曲线的变化得到材料或薄膜的摩擦性能和耐磨强度,即在特定载荷下,经过多长时间(多长距离)摩擦系数会发生变化。 2、试验机结构 1.加载方式:砝码加载; 2.加载范围: 10g~2000g、精度0.1g; 3.平台转速: 1转/min~3000转/min、精度±1转; 4.升降高度:20mm; 5.旋转半径:3mm~20mm; 6.摩擦副夹具:Φ3mm、Φ4mm 、Φ5mm、Φ6mm ; 7.摩擦副:GCr15钢球、AlO陶瓷球、ZrO陶瓷球、SiN陶瓷球; 8.测试操作:键盘操作,微机控制; 实验结果

表面摩擦与磨损综述

表面摩擦与磨损 摘要:简要介绍了摩擦与磨损的定义,摩擦的分类及评价方法;磨损的分类及评价方法;磨损的评价方法;抗摩擦磨损表面强化技术。 关键词:摩擦;磨损;表面 1 引言 摩擦与磨损是自然界存在的普遍现象, 摩擦对人类的生活和生产活动有利有弊, 而磨损却是有百害而无一利。摩擦与磨损对能源及材料的消耗是相当可观的, 据粗略估计, 有 1/3 ~ 1/2的能源消耗于磨损, 而磨损又常常是机器零部件失效的主要原因。 摩擦与磨损是发生在相互接触并相对运动的两个固体表面之间, 因此接触表面的特性, 诸如表面粗糙度及硬度等与摩擦、磨损关系密切。有些表面特性是由材料的本性决定的, 此外, 还可以采用各种方法对材料表面进行改性, 其中表面处理技术中的电镀及复合镀等则是常用的手段。在制备减摩及耐磨镀层时需进行检测, 因此, 有必要对摩擦及磨损的定义、产生原因和测试方法等有一定程度的了解[1]。 2 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[2]。 3 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。这里主要以前三种方式介绍分类[3]。 3.1 按摩擦副的运动状态分类

摩擦磨损与润滑1

表面的三维形貌图 微凸体 微观粗糙度 宏观粗糙度 粗糙表面的二维图 表面上的微小凸起部分称微凸体。如经过抛光研磨等加工,粗糙度显示出各向同性。 Z i 粗糙表面示意图 描述表面粗糙度,不是 用其最大的波峰波谷之 差。国标(GB1031-83)规 定了两种表面粗糙度的表 示方法:中线平均值(A )和平均平方根值(均方 根)(RMS )。先取一中线(x 轴),把二维轮廓分成上下两半,并满足:中线上方的轮廓与中线所围的面积等于中线下方轮廓的面积。令从中线到轮廓的高度为Zi 。 |具有相同CLA 值的不同形貌 表示表面轮廓上各点相对于中线的算术平均偏差。 212]②平均平方根值(均方根)(RMS ) 表示表面轮廓上各点相对于中线的偏差值 图中各不相同的形貌具有不同的表面粗糙度。

实际固体工程 表面特征往往 是以上述三种 几何形状误差 的组合形式出 现的。 4.表面微凸体 用触针式表面轮廓仪可直接测得表面的起伏不平。不过因其高度方向的放大比例远大于平面方向的。故所得图形并不能反映峰谷起伏的实际形状。而用电子显微镜观测到的表面,因其各向放大比例相等而比较真实。 由电子显微镜观测到的图形可以看到,表面上的峰与谷实际上是比较平缓的,因此人们通常取微凸体为近似的半球状、锥状或柱状来进行几何因正态分布曲线高度Z i 微凸体的高度分布曲线 凡经过一般机械加工的表 面,其微凸体高度的分布通 常接近于正态分布(高斯分 ∞±正态分布曲线理论上应延伸到处。 的范围内已包括了99.5%的高度(σ为分布的标准差)。

根据固体物理的观点,结晶固体表面是晶体

在两个方向延伸的缺陷成为面缺陷,也称为 金属一般是多晶体,它是有许多晶粒组成,因而存在晶粒边界面。晶界面就是一种面缺陷。此外由两个不同相之间形成的相界面也是一种面 表面结构缺陷模型立方晶系中几个可能滑移的晶面 三、金属表面层的结构组成 金属表面层一般由金属表面以上的外表层和金属表面以下的内表层组成。 外表层由各种表面膜所组成,在干摩擦的条件下,主要有大气中的水蒸气、油雾或油污染而附着在金属表面上所形成的污染膜(厚度约5nm)和吸附膜(厚度约0.5nm). 与大气中的氧发生反应而形成的氧化膜(厚度约0.01-1μm);

磨损的类型磨损机理表面疲劳磨损形成及影响因素

磨损的类型磨损机理表面疲劳磨损形成及影响因素 磨损实际是接触表面随着时间增加和载荷作用损伤的累积过程。自然界中不论机械零件,还是人造关节都存在着磨损。可以说,磨损无处不在。它直接影响着机器的运转精度和寿命。据统计,每年全世界生产总值的近五分之二被摩擦磨损消耗掉了。因此,开展系统的摩擦学设计,尽量减少或消除磨损,对人类具有重大意义。 前苏联学者进一步较全面地提出了区分磨损类别的方法。他将磨损分为三个过程,依次为表面的相互作用两体摩擦表面的相互作用可以是机械的或分子的。机械作用包括弹性变形、塑性变形和犁沟效应,可以是两体表面的粗糙峰直接啮合引起的,也可以是夹在中间的外界磨粒造成的。表面分子的作用包括相互吸引和粘着,前者作用力小于后者。 表面层的变化在表面摩擦的作用下,表面层将发生机械的,组织结构的及物理的和化学的变化,这是由于表面变形、摩擦温度和环境介质等因素的影响造成的。表面层的塑性变形会使金属冷作硬化而变脆,反复的弹性变形会使金属出现疲劳破坏。摩擦热引起的表面接触高温可以使表层金属退火软化,而接触后急剧冷却将导致再结晶或固溶体分解。外界环境的影响主要表现为介质在表层的扩散,包括氧化和其他化学腐蚀作用,因而会改变金属表面层的组织结构。 表面层的破坏形式有擦伤、点蚀、剥落、胶合、微观磨损。 近年来的研究普遍认为, 按照不同的机理对磨损来进行分类是比较恰当的。通常可将磨损划分为个基本类型粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损。虽然这种分类还不十分完善, 但概括了各种常见的磨损形式。磨损机理通常从机理上可以把磨损分为粘着磨损,磨粒磨损,表面疲劳磨损,侵蚀磨损,腐蚀磨损和热磨损等。 粘着磨损 相对运动的表面因存在分子间的吸引而在表面的微观接触处产生粘着作用,当粘着作用的强度大于材料内部的联接强度时,经过一定周期的接触就会产生磨损。粘着磨损的磨损度常常是压力的函数,低压软表面或高压下都会产生严重的粘着磨损。对于可以认为是同类材料的摩擦副表面,磨损常数趋于较大值,因

齿轮摩擦磨损试验机工作原理

齿轮摩擦磨损试验机工作原理 工作原理是齿轮摩擦磨损试验机的灵魂,只有掌握工作原理,才能熟练地掌握,应用。下面简单介绍一下几个重要部件的工作原理。 1,加载方式 该机是一种动力闭环结构,加载方式采用加载杆挂砝码的方式。 加载杆挂在加载离合器的槽轮上,加挂砝码后,通过紧固加载离合器的螺母,将加载离合器上的两个槽轮拧紧,取下砝码及加载杆,在扭矩测量离合器上可读出扭矩。 2,温度控制 试样的加热及温度的控制,都通过温度控制表和调功器来实现。在温度控制表的右侧有一个纽子开关,掰到“开”的一边,温度控制表接通电源,掰到“关”的一边,温度控制表断开电源。调功器开关操作相同,通过对温控表的设置和调功器的操作,可以实现对试验温度的控制。 3,电器部分 插上电源线后,按下电源部分的“开”按钮,整个机器处于通电状态;按下电源部分的“关”按钮,整个机器处于断电状态;按下电源部分的“开”按钮后,按“低速”按钮,电机将以1450r/min的转速运转;按下“电机停”按钮,电机将停止运转。 产品用途: CL-100齿轮摩擦磨损试验是一种多用途试验机。即可用于润滑剂承载能力的评定,也可根据用户需要,特殊定货,用于齿轮副的胶合承载能力和齿轮接触承载能力的试验。 相关标准: GB/T13672-92《润滑剂承载能力测定法(CL-100齿轮机法)》 SH/T0306-92《齿轮胶合承载能力试验方法》 主要技术性能指标: 1.最大扭矩:1kN.m; 2.最大载荷级:13级; 3.温度控制精度:±2%; 4.驱动电机功率:6.5/8kw; 5.驱动电机转速:1450/2880r/min,无级可调; 6.试验齿轮箱容量(轴中心线至箱底面的部分):1.25L; 7.加热功率:0.5×3=1.5kw; 8.主机外型尺寸(长×宽×高)1390×705×1082mm。 9.可增加试验箱体、驱动箱体冷却器,可实现试验介质冷却保温。 10.可增加循环油箱,可实现试验介质的动态循环。 工作环境: 试验机应在下列条件下工作: 1、电源电压的波动范围不应超过额定值的±10%,频率的波动范围不应超过额定值的2%; 2、试验机应水平安装,安装基础须平稳,主机工作台纵横方向水平误差应不超过0.2/1000; 3、室温10℃-35℃; 4、环境无震动,无强磁场干扰,无腐蚀性介质; 5、相对湿度不大于80%。

金属表面磨损在线修复技术

金属表面磨损在线修复技术 金属表面磨损现象在企业设备运行过程中屡见不鲜,尤其是在承受物料磨损的设备和传动部件方面更为严重。如何修复金属表面问题已成为设备管理者当下考虑的重要问题。随着科学技术的发展,各类修复不工艺也是不断涌现,例如:电刷镀、低温热喷涂、激光熔焊等,这些修复工艺的出现在推动技术工艺改进发展的同时,又受到其自身条件的限制,在满足用户多样化需求方面存在严重的不足,尤其是面对一些紧急突发的设备问题,这些传统的金属修复工艺显得更加捉襟见肘。 随着企业的快速发展和规模化进程的不断提高,设备集群化、自动化、连续化程度越来越高。但受生产工艺、设备维护和设备周期寿命等方面的影响,生产过程中各种设备问题的发生难以避免。金属表面磨损是企业设备管理与维护中普遍存在的问题,并且数量较大,损坏频繁。受生产环境、工艺影响,不同行业存在的比重有所不同。造成金属磨损的原因主要是由金属特性引起的,金属虽然具有良好的硬度但是抗冲击性差,变形以后无法复原,抗疲劳性差。 金属表面磨损在线修复方法 索雷碳纳米聚合物修复材料的出现使得人们眼前一亮。它在很大程度上解决了传统金属修复工艺的短板。高分子纳米聚合物技术是由纳米无机材料、碳纳米管增强的高性能环氧双组份复合材料。该材料最大优点是利用特殊的纳米无机材料与环氧环状分子进行键合,提高分子间的键力,从而大幅提高材料的综合性能,可很好的粘着于各种金属、混凝土、玻璃、塑料、橡胶等材料。有良好的抗高温、抗化学腐蚀性能。同时良好的机加工和耐磨性可以服务于金属部件的磨损再造。 目前,索雷碳纳米聚合物材料已成功应用于国内一些大型的轴类磨损及恶劣工矿环境下的金属磨损修复,例如水泥行业的辊压机轴承位磨损、钢铁行业炼钢转炉主轴磨损等,通过采用索雷新技术进行现场快速修复,都取得了良好的使用效果。传统解决方法如补焊后机加工、镶嵌轴套、刷镀、喷涂、打麻点、报废等,这些方法虽在一定程度上应对了生产的需要,但都无法从根本上解决问题,而且对安全连续生产还埋下了隐患,如高温变形、裂纹、镀层脱落等;同时这些传统方法的延续对设备管理工作也不会带来实质性的提升。 金属表面磨损修复相关案例展示 案例一:2014年11月,企业玉米胚芽干燥器传动轴紧定套磨损导致轴窜动后轴承座端盖破损及停机,由于轴承位磨损后部件接触面积不足以及紧定套禁锢力的不够而难以正常开机。索雷工业针对干燥器

摩擦磨损试验

实验四 摩擦学基础实验(1学时) 一.实验目的 1.通过实验了解不同材料配副摩擦系数的变化及磨损量的不同。 2.掌握摩擦学实验的基本方法及有关仪器设备的使用方法。 二.实验原理 1.概述 摩擦表面上的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象称磨损。在一般正常工作状态下,磨损可分三个阶段: (1).跑合(磨合)阶段:轻微的磨损,跑合是为正常运行创造条件。 (2).稳定磨损阶段:磨损更轻微,磨损率低而稳定。 (3).剧烈磨损阶段:磨损速度急剧增长,零件精度丧失,发生噪音和振动,摩擦温度迅速升高,说明零件即将失效。(如图4.1) 机件磨损是无法避免的。但是如何缩短跑合期、延长稳定磨损阶段和推迟剧烈磨损的到来,是研究者致力的方向。 伯韦尔(Burwell)根据磨损机理的不同,把粘着磨损,磨粒磨损、腐蚀磨损和表面疲劳磨损列为磨损的主要类型,而把表面侵蚀,冲蚀等列为次要类型。这些不同类型的磨损,可以单独发生,相继发生或同时发生(称为复合磨损形式)。 2磨损的检测与评定 研究磨损要通过各种摩擦磨损试验设备,检测摩擦过程中的摩擦系数及磨损量(或磨损率)。摩擦过程中从表面上脱落下来的材料(磨屑),记录了磨损的发展历程,反映了磨损机理,描述了表面磨损的程度。发生磨损后的表面,同样有着磨损机理、磨损严重程度及其发展过程的记载。因此研究磨屑和磨损后表面 磨损量 跑合 稳定磨损阶段 剧烈 图4.1 磨损三个阶段的示意图 摩擦行程(时间)

上的信息是研究磨损的重要一环。 2.1摩擦磨损试验机 磨损试验的目的在于研究各种因素对摩擦磨损的影响,从而合理地选择配对材料,采用有效措施降低摩擦、磨损,正确设计摩擦副的结构尺寸及冷却设施等等。 摩擦磨损试验大体上可分为实验室试验,模拟试验或台架试验,以及使用试验或全尺寸试验三个层次,各层次试验设备的要求各不相同。 (1)实验室评价设备 实验室设备主要用于摩擦磨损的基础研究,研究工作参数(载荷、速度等)对摩擦磨损的影响。可以得到单一参量变化与摩擦磨损过程之间的关系。还可控制试验环境,如加润滑(剂或材料、剂量和组分及润滑方式),周围气氛(惰性气氛、真空、温度、特殊介质),求得特定环境条件下的结果,研究者需要选择合适的试验设备和试验条件: 试验设备有各种不同的摩擦形式、接触形式和运动形式,有不同的主变参数(载荷、速度)和可测结果(摩擦系数、磨损),将这些形式排列组合成不同的试验设备。 摩擦形式:滑动摩擦、滚动摩擦及滚动-滑动混合摩擦; 接触形式:点接触、线接触和面接触; 运动形式:旋转运动和直线运动,又各自有单向和往复两种形式。 实验室设备的特点是: a.摩擦副是抽象了的各种不同的摩擦形式、接触形式和运动形式,而不是实际摩擦零件的形式; b.要有定量测定摩擦系数和(或)磨损的装置,以及能定量地显示实验条件(载荷和速度)的设备,有的设备和试验方法已经标准化。使用标准化的设备和方法,可以得到可比的试验结果。 几种常用的实验室摩擦试验设备见表4.1 表4.1 实验室常用的摩擦试验设备 摩擦副对偶实验机名称接触及运动形式可测数据应用范围

磨损及磨损机理

磨损及磨损机理

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第三章 磨损及磨损机理 概 述 物体摩擦表面上的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象称磨损。 在一般正常工作状态下,磨损可分三个阶段: a.跑合(磨合)阶段:轻微的磨损,跑合是为正常运行创造条件。 b.稳定磨损阶段:磨损更轻微,磨损率低而稳定。 c.剧烈磨损阶段:磨损速度急剧增长,零件精度丧失,发生噪音和振动,摩擦温度迅速升高,说明零件即将失效。(如图3.1) 机件磨损是无法避免的。但,如何缩短跑合期、延长稳定磨损阶段和推迟剧烈磨损的到来,是研究者致力的方向。 影响磨损的因素很多,例如相互作用表面的相对运动方式(滑动,滚动,往复运动,冲击),载荷与速度的大小,表面材料的种类,组织,机械性能和物理-化学性能等,各种表面处理工艺,表面几何性质(粗糙度,加工纹理和加工方法),环境条件(温度、湿度、真空度、辐射强度、和介质性质等)和工况条件(连续或间歇工作)等。这些因素的相互影响对于磨损将产生或正或负的效果,从而使磨损过程更为复杂化。 磨损过程涉及到许多不同的学科领域,由于具有跨学科的性质,至今还很难将它的规律解释清楚。已经有很多学者对磨损进行了大量的研究。 如20世纪20年代,汤林森提出了分子磨损的概念,他认为两个粗糙表面在接触摩擦过程中相互接近,而一个表面上的原子被另一个表面俘获的现象就是磨损。 霍尔姆在上述基础上作了进一步的发展,他指出摩擦材料的压缩屈服极限σb (即硬度)对耐磨性的影响很大。 50年代初,奥贝尔(Ob erle)从表层材料的机械破坏着眼,联系“切削”过程来解释磨损,他认为影响磨损的主要因素除硬度H 外,还有材料的弹性模量E 。处在弹性极限内的,变形 越大,机械破坏越少,并提出用模数(m =E /H ×105 )来反映材料的耐磨性,m 值高则耐磨性好。 冯(Feng )提出了机械性质相近的两表面上机械嵌锁作用导致界面上既粘连又犁削的观 磨损量 跑合 稳定磨损阶段 剧烈 图 3.1 磨损三个 摩擦行程(时间)

摩擦磨损论文资料

.2 电磨损试验装置的研制 2.1 试验装置研制背景 电刷是电机中极为重要的部件, 它在电机的固定部件与旋转部件之间传导电流, 在直流电机或交流整流子电机中还起换向作用。现代工业要求电机朝高速、小型化方向发展, 这就要求电刷工作电流大、磨损速率小、摩擦系数小、具有高的比强度、比模量和良好的润滑耐磨性, 一定的导电、导热性, 而在各类耐磨、减磨材料中得到应用。但目前国内外有关金属基复合材料摩擦磨损性能的研究, 大都在机械磨损条件下进行的,施加的摩擦压力很大,对通电状态下的电磨损, 特别是电流强度变化对电刷耐磨性的影响和小压力工作条件下磨损的研究报道较少。考虑到电刷的实际工作状况,本文将制得的银一石墨复合材料电刷, 在模拟电机实际工作条件下, 研究复合电刷材料在不通电的纯机械磨损和通人不同电流强度的电磨损条件下的磨损性能, 并对其电磨损机理进行了初步探讨。 2.2 试验装置整体构造和原理 2.2.1 试验装置结构特点 2 4 7 8 6 5 3 1 1.对磨环 2.对磨环螺母 3.电刷支架 4.刷握 5.电刷 6.施压弹簧 7.支架螺母 8.导线 图1 磨损实验装置结构原理示意图

9 9.底座 图2 磨损试验装置结构结构示意图 电磨损实验装置主要由动力系统、磨损测试系统、电刷支架固定及加载系统组成,其结构原理示意图如图1,2所示。 如图采用的电磨损实验装置系统主要包括以下几大部分: (1) 动力系统 采用三项异步电动机作为动力装置,型号为JW-5024,功率为60W,标准工作电压380V,额定工作电流0.33A,频率50Hz,绝缘等级为E级,转速为1400转/分。 (2) 电刷支架固定系统及加载系统 如图2所示,u行铁片与电机底座用螺丝固定,电机底座采用球墨铸铁,目的就是为了减少电机的震动,增加工作稳定性和可靠性,降低工作噪音。 (3) 磨损测试系统 主要由电刷和对磨环构成,电刷与对磨环相接触(如图1所示),利用对磨环的转动,小弹簧对电刷施加压力,使电刷稳定磨损。

普通车床导轨表面的摩擦磨损机理分析及预防措施研究

普通车床导轨表面的摩擦磨损机理分析及预防措施研究 摘要:在考虑普通车床加工工件时的切削力、导轨润滑状态、工作温度、刀架在导轨上的滑动速度、导轨材料、导轨和刀架所形成的摩擦副、载荷条件等因素的基础上,对普通车床导轨表面的摩擦磨损机理进行分析讨论,并结合分析结果给出减小摩擦磨损的相关措施,为车床导轨的加工制造及使用维护过程提供理论依据。 关键词:普通车床;导轨;摩擦磨损;预防措施 1引言 普通车床导轨对运动部件起导向和支承作用,是车床最基本而又最关键的组成部分。导轨的制造精度及精度保持度,直接决定着着车床的整体精度;导轨的寿命又直接影响整台机床的寿命[1]。因此,导轨的磨损程度直接决定了车床整体精度和使用寿命。 普通车床导轨由于滑动速度小,且一般经常处于正反向启动和停止工作状态下,工作循环极其频繁,在动静摩擦交替作用下工作,不易形成油膜,对于导轨副的磨损是总所周知的事实。据统计,车床摩擦副磨损基本包含两种,磨粒磨损和黏着磨损,前者占80%~85%,后者占15%~20%,磨损较前者严重[2]。因此剖析其机理,减缓甚至避免设备的摩擦磨损,探求提高耐磨性的途径,对节约能源及延长工件寿命十分重要。 2普通车床导轨的工作环境分析 在普通车床的使用运行过程中,其工作环境及使用条件较复杂,只有合理的使用车床,才能最大程度的发挥其实际性能。但往往因为工作环境的问题和使用不当更加剧了车床尤其车床导轨的磨损,影响较大的有车床生产环境和温度等。 2.1 车床位置环境影响 普通车床的位置选择应远离振源、避免阳光直射和热辐射的影响,避免潮湿和气流的影响。但往往因车间整天工作环境复杂和条件相对不允许等因素,车床附近有振源,或者没及时在车床四周设置防振沟。直接加剧了车床的磨损,影响车床的加工精度及稳定性。 2.2 温湿条件 普通车床对工作的温湿环境均有一定的要求。过高的温度将导致控制系统元件寿命降低,影响机床运行的稳定性。过高的温度也会引起导轨轻微变形,对导轨想形状和位置精度尤其对导轨的直线度等有一定影响。另一方面,较差的湿度环境易影响导轨工作状态的柔顺性,更严重的会加剧导轨的腐蚀磨损。 2.3 积屑和浮尘影响 在车床的工作过程中会产生磨屑、切屑、铁粉等,虽然有经验的工作人员都会进行清理和维护,但是仍不能完全清理干净,极其微小的切屑颗粒仍会存在于导轨表面,另一方面由于导轨长期的循环工作,导轨表面产生一定的磁性,更易存留微小的铁屑颗粒。 同时,由于车间的工作环境整体因素影响,空气中会有很多的颗粒和浮尘,这些颗粒和浮尘同样会依附到导轨表面。这些铁屑和浮尘颗粒在导轨的后续运作过程中会加重导轨的摩擦磨损,随着导轨在役时间的增加,这种影响会越来越凸显。 3导轨表面的摩擦磨损分析 床身导轨作为衡量机床精度的基准件,不但要求有较高的尺寸精度,还要有高的形状精度,即要求有良好的直线度、表面粗糙度、相对机床主轴的平行度等。由于床身导轨暴露在外面,防尘、防屑条件较差,长期使用后必然会产生磨损。造成

金属材料的磨损失效和防护措施

金属材料的磨损失效和防护措施 摘要:金属材料在工业产品中难免出现磨损失效。但是研究磨损的机理,有效的利用抗磨材料和抗磨技术,建立科学合理的生产管理制度,努力降低磨损损耗,提高金属材料的使用寿命,减少企业不必要的损失,是我们研究的重点所在。本文以金属材料的磨损为研究对象,并运用相关原理进行分析,最终提出合适的防护措施。 关键词:金属材料磨损失效防护措施 工业生产过程中,材料科学的地位无疑是举足轻重,金属材料的磨损失效现象往往会引起从业者的格外关注。由于金属材料的磨损大大降低了金属的使用可靠性,同时减少了金属材料的使用寿命。因此,如何通过分析金属材料的磨损形式及磨损机理,解决金属材料的磨损失效是金属工业中的重中之重,是工业发展不可缺少的组成部分。 1 金属材料磨损失效的危害 在金属材料的使用过程中,两个互相接触的金属材料表面之间由于相互接触摩擦和相互运动会引起材料表面的损耗,摩擦损耗往往会对金属材料的尺寸、外形、结构及性能造成不同程度的影响。在工业机械设备的运转过程中,由于工作环境差,工作强度高,工作时间长,维护不及时等原因,机械设备在实际工作中经常处在较大负载、冲击、振动的工况下,部分设备基本上日夜连续进行高强度运行,使得机械设备容易产生疲劳磨损,加剧了关键部件的老化磨损速度。再加上煤矿中可能含有矸石等硬的成分,更加重了设备的磨损。这种磨损积累到一定程度,就会影响到设备各零部件的机械性能,甚至会发生意外事故,危及职工的人身安全,影响企业的经济效益和企业形象。因此有效的减少磨损,降低机械的损耗,对保证企业的经济效益有一定的作用。 2 金属材料磨损失效的基本形式 金属材料的磨损失效在工业建设中是不可忽略的问题,也是亟待解决的问题。而在工业建设中,要想及时有效地解决这种金属失效问题,清楚掌握造成这种金属磨损失效的形式及机理显得尤为重要。在现代的工业建设中,金属的磨损失效主要有以下几种形式: 2.1磨粒磨损失效 磨粒磨损失效是由于金属的磨粒磨损造成的金属材料相应性能的损失,是材料磨损失效的普遍形式。根据磨粒磨损过程中金属材料磨损表面所受的应力和冲击力不同,我们可将磨粒磨损分为凿屑磨损、擦伤磨损以及碾碎磨损。通常情况下,在高应力和硬磨粒的状态下,会出现凿屑磨粒现象;而在磨损过程中,如果磨粒硬度相对较小,则会划伤金属材料表面,使得金属材料上出现凸凹不平的现象,这种磨损叫做碾碎式磨损;如果造成磨粒的应力相对较小,则会出现擦伤磨损。

摩擦学原理知识点整理

绪论 1、摩擦学定义:是关于相对运动的相互作用表面的科学技术,包括摩擦、润滑、磨损和冲蚀。 2、摩擦学研究内容主要包括:摩擦、磨损、润滑以及表面工程技术。 3、摩擦:是抵抗两物体接触表面在外力作用下发生切向相对运动的现象。 4、磨损:着重研究与分析材料和机件在不同工况下的磨损机理、发生规律和磨损特性。 5、润滑:研究内容包括流体动力润滑、静力润滑、边界润滑、弹性流体动力润滑等在内的各种润滑理论及其在实践中的应用。 6、表面工程技术:将表面与摩擦学有机结合起来,解决机器零部件的减摩、耐磨,延长使用寿命的问题。 第一章 1、表面形貌:微观粗糙度、宏观粗糙度(即波纹度)和宏观几何形状偏差。 2、表面参数:(1)算术平均偏差Ra 是在一个取样长度lr 内纵坐标值Z (x )绝对值的算术平均值。(2)轮廓的最大高度Rz 是在一个取样长度lr 内最大轮廓峰高Zp 和最大轮廓谷深Zv 之和的高度。(3)均方根偏差Rq 是在一个取样长度lr 内纵坐标值Z (x )的均方根值。 3、对于液体,表层中全部分子所具有的额外势能的总和,叫做表面能。表面能越高,越易粘着。 4、物理吸附:当气体或液体与固体表面接触时,由于分子或原子相互吸引的作用力而产生的吸附叫做物理吸附,是靠范德华力维系的,温度越高,吸附量越小。物理吸附薄膜形成的特点是吸附和解吸附具有可逆性,无选择性。 5、化学吸附:极性分子与金属表面的电子发生交换形成化学键吸附在金属表面上,且极性分子呈定向排列。化学吸附的吸附能较高,比物理吸附稳定,且是不完全可逆的,具有选择性。 6、粘附:是指两个发生接触的表面之间的吸引。 7、影响粘附的因素:①润湿性,②粘附功,③界面张力,④亲和力。 8、金属表面的实际结构:(1)外表层:①污染层,②吸附气体层,③氧化层;(2)内表层:①加工硬化层,②金属基体。 第二章 1、固体表面的接触分类:(1)点接触和面接触。(2)①弹性接触(赫兹接触),②塑性接触,③弹塑性接触,④粘弹性接触。 2、名义接触面积:是两接触固体几何(宏观)界面的边界所确定的面积。 3、实际接触面积:是两接触固体之间传递界面力的各接触斑点面积之和。 影响因素:①载荷的大小,②材料的性质,③微观粗糙度。 4、接触模型:①圆柱体模型(当载荷改变时其接触面积保持不变),②圆锥体模型(比较接近实际情况,因为存在尖端微凸体的可能性很小),③形状对称的球体模型(最符合实际)。 5、塑性指数: 2 1??? ??=ψR H E σ σ:表面微凸体高度分布的标准偏差;R :微凸体的相当曲率半径;E :复合弹性模量;H :材料的硬度值。当ψ<1,弹性接触;ψ>1,部分接触点含有塑性接触;ψ>3,主要是塑性接触。 第三章 1、摩擦的概念:摩擦力是指两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动(或具有趋势)时在接触面间产生的切向运动阻力,这种现象称为摩擦现象。 2、摩擦有害的方面:(1)造成大量能量的消耗,引起机械效率的降低;(2)摩擦使得机器中相对运动的零件表面产生磨损;(3)摩擦使得摩擦副工作温度上升。 3、摩擦的分类: (1)运动状态:静摩擦和动摩擦;(2)运动方式:①滑动摩擦,②滚动摩擦,③转动摩擦;

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