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1、單擊以編輯,母版標題樣式,,單擊以編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,第三章 摩擦、磨損及潤滑理論,一、摩擦、磨損及潤滑三者關(guān)系,,當在正壓力作用下相互接觸的兩個物體受切向外力的影響而發(fā)生相對滑動，或有相對滑動趨勢時，在接觸表面上就會產(chǎn)生抵抗滑動的阻力，這一自然現(xiàn)象叫做摩擦。,,其結(jié)果必然有能量損耗和摩擦表面物質(zhì)的喪失或轉(zhuǎn)移，即磨損。,,據(jù)估計，世界上在工業(yè)方面約有,30%,的能量消耗于摩擦過程中。所以人們?yōu)榱丝刂屏慵谀Σ林袚p壞，在摩擦面間加入潤滑劑來降低摩擦，減小磨損的產(chǎn)生，所以說三者互為因果關(guān)系。,,二、摩擦的種類,,,,,,干摩擦,N,V,N,邊界
2、摩擦,V,N,液體摩擦,V,沒有潤滑劑,很薄油膜,被厚的油膜完全隔開,,兩個無潤滑物體之間的摩擦，主要是由兩種因素所構(gòu)成：一是摩擦面的實際接觸區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的粘著；二是較硬表面上的微凸體在較軟表面上所起的犁刨作用。,,那么，怎么樣來區(qū)別邊界摩擦、混合摩擦和液體摩擦的界限呢？可用膜厚比來劃分：,,,,式中：,h,min,——,兩粗糙面間的最小公稱油膜厚度，,?,m,；,,,R,a,?,——,兩表面的綜合粗糙度；,?,m,；,,,R,a1,、,R,a2,——,分別為兩表面的輪廓算術(shù)平均偏差，,?,m,；,,,當,?,<0.4,時為邊界摩擦；當,0.4,???,3.0,時為混合摩擦；當,?,>3,～,5,
3、后則為液體摩擦。,,三、牛頓流體定律,y,x,0,V=0,A,B,V,h,N,?,0,S(,面積,),如圖所示，在兩個平行的平板間充滿具有一定粘度的潤滑油，若平板,A,以速度,V,移動，另一平板,B,靜止不動，則由于油分子與平板表面的吸附作用，將使貼近板,A,的油層以同樣的速度,V,隨板移動；而貼近板,B,的油層則靜止不動。由于層與層之間速度不同，于是形成各油層間的相對滑移，在各層的界面上就存在有相應(yīng)的剪應(yīng)力。,,牛頓在,1687,年提出一個粘性液的摩擦定律（簡稱粘性定律），即在流體中任意點處的剪應(yīng)力均與其剪切率（或速度梯度）成正比。,,若用數(shù)學(xué)形式表示這一定律，即為：,式中：,?,——,流體
4、單位面積上的剪切阻力，即剪應(yīng)力；,,,dv/dy,——,流體沿垂直于運動方向（即沿圖,3-6,中,y,軸方向或流體膜厚度方向）的速度梯度，式中的“－”號表示,v,隨,y,的增大而減??；,,,?,——,比例常數(shù)，即流體的動力粘度。,,摩擦學(xué)中把凡是服從這個粘性定律的液體都叫牛頓液體。,,四、液體動壓潤滑的條件（楔形承載機理）,,（,1,）兩個運動的表面要有楔形間隙；,,（,2,）被油膜分開的兩表面有一定相對滑動速度，且大口向小口；,,（,3,）潤滑油必須有一定的粘度。,,P,max,油壓,P,分布曲線,a b c,V,x,y,各油
5、層的速度分布,壓力油膜,h,0,?,p/,?,x>0,?,p/,?,x=0,?,p/,?,x<0,,>,h,0,h=h,0,h
6、的情形。,,設(shè)板,A,沿,x,軸方向以速度,V,移動；另一板,B,為靜止?，F(xiàn)從層流運動的油膜中取一微單元體進行分析。,,由圖可見，作用在此微單元體右面和左面的壓力分別為,p,及,(,p+,?,p/,?,x,?,dx,),，,作用在單元體上、下兩面的剪切力分別為,?,及,(,?,+,??,/,?,y,?,dy,),。,根據(jù),x,方向的平衡條件，得：,,,,整理后得：,該式為一維雷諾方程的一般表達式。,,根據(jù)上面分析可知，相對滑動的兩平板間形成的壓力油膜能夠承受外載荷的基本條件是：,,a,）,相對運動表面間必須形成油楔；,,由上式可見，若兩平板平行時，任何截面處的油膜厚度,h=h,0,，,亦即,?
7、,p/,?,x=0,，,這表示油壓沿,x,軸方向無變化。如果不提供壓力油的話，則油膜對外載荷無承載能力。,,若各油層的速度分布規(guī)律如圖,3-9,b,中的虛線所示，那么進入間隙的油量必然大于流出間隙的油量。則進入此楔形空間的過剩油量，必將由進口,a,及出口,c,兩處截面被擠出，即產(chǎn)生一種因壓力而引起的流動。結(jié)果便形成如圖中實線所示的速度分布規(guī)律。,,在,ab,(h>h,0,),段，,?,p/,?,x>0,，,即壓力沿,x,方向逐漸增大；而在,bc(h
8、?,p/,?,x=0,，,因而壓力,p,達到最大值。由于油膜沿著,x,方向各處的油壓都大于入口和出口的油壓，且壓力形成如圖,3-9,b,上部曲線所示的分布，因而能承受一定的外載荷。,,b,）,被油膜分開的兩表面必須有一定的相對滑動速度；,,由式（,3-10,）可知，若將速度,V,降低，則,?,p/,?,x,亦將降低，此時油膜各點的壓力強度也會隨之降低。如,V,降低過多，油膜將無法支持外載荷，而使兩表面直接接觸，致使油膜破裂，液體摩擦也就消失。,,c,）,潤滑油必須有一定的粘性。,,,習(xí)題：,,第三章 摩擦、磨損及潤滑理論,,一、選擇題,,3-1,現(xiàn)在把研究有關(guān)摩擦、磨損與潤滑的科學(xué)與技術(shù)統(tǒng)稱
9、為,,。,,（,1,）摩擦理論；（,2,）磨損理論；（,3,）潤滑理論；（,4,）摩擦學(xué)；,,3-2,兩相對滑動的接觸表面，依靠吸附的油膜進行潤滑的摩擦狀態(tài)稱為,,。,,（,1,）液體摩擦；（,2,）干摩擦；（,3,）混合摩擦；（,4,）邊界摩擦；,,3-3,兩摩擦表面間的膜厚比,?,=0.4,～,3,時，其摩擦狀態(tài)為,,；,,兩摩擦表面間的膜厚比,?,<0.4,時，其摩擦狀態(tài)為,,；,,兩摩擦表面間的膜厚比,?,>3,～,5,時，其摩擦狀態(tài)為,,。,,（,1,）液體摩擦；（,2,）干摩擦；（,3,）混合摩擦；（,4,）邊界摩擦；,,3-4,采用含有油性和極壓添加劑的潤滑劑，主要是為了減小,,
10、。,,（,1,）粘著磨損；（,2,）表面疲勞磨損；（,3,）磨粒磨損；（,4,）腐蝕磨損；,,3-5,通過大量試驗， 得出的摩擦副的磨損過程圖 （磨損量,q,與時間,t,的關(guān)系曲線）， 圖中,,,是正確的。,,t,q,t,q,t,q,t,q,a),b),c),d),,3-6,根據(jù)牛頓液體粘性定律，大多數(shù)潤滑油油層間相對滑動時所產(chǎn)生的切應(yīng)力,?,與偏導(dǎo)數(shù),?,v/,?,y,之間的關(guān)系是,,。,,（,1,） ；（,2,） ；（,3,） ；（,4,）,;,,3-7,潤滑油的,,又稱為絕對粘度。,,（
11、,1,）運動粘度；（,2,）動力粘度；（,3,）恩格爾粘度；（,4,）塞氏通用秒；,,3-8,動力粘度,?,的,c.g.s,制（絕對單位制）單位為,,。,,（,1,）泊,(,p),；（,2,）,厘斯,(,cst,),；（,3,）,恩氏度,(,?,E),；（,4,）,帕,.,秒,(,Pa.s),；,,3-9,動力粘度,?,的國際單位制,(,SI),單位為,,。,,（,1,）泊,(,p),；（,2,）,厘斯,(,cst,),；（,3,）,恩氏度,(,?,E),；（,4,）,帕,.,秒,(,Pa.s),；,,3-10,運動粘度,?,是動力粘度,?,與同溫下潤滑油,,的比值。,,（,1,）密度,?,；
12、（,2,）質(zhì)量,m,；（,3,）,相對密度,d,；（,4,）,速度,v,；,,3-11,運動粘度,?,的國際單位制,(,SI),單位為,,。,,（,1,）,m,2,/s,；（,2,）,厘斯,(,cst,),；（,3,）,厘泊,(,cp,) ;(4),帕,.,秒,(,Pa.s);,,3-12,當壓力加大時，潤滑油的粘度,,。,,（,1,）隨之加大；（,2,）保持不變；（,3,）隨之減??；（,4,）增大還是減小或不變，視潤滑油性質(zhì)而定；,,3-13,當溫度升高時，潤滑油的粘度,,。,,（,1,）隨之升高；（,2,）隨之降低；（,3,）保持不變；（,4,）升高或降低視潤滑油性質(zhì)而定；,,3-14,在新國標中，潤滑油的恩氏粘度,(,?,E),是在規(guī)定的溫度,t,等于,,攝氏度時測定的。,,（,1,）,20,?,C,；（,2,）,40,?,C,；（,3,）,50,?,C,；（,4,）,100,?,C,；,,,二、分析題,,1,、何謂摩擦、磨損和潤滑？它們之間的相互關(guān)系如何？,,2,、按摩擦面間的潤滑狀況，滑動摩擦可分哪幾種？,,3,、按照磨損機理分，磨損有哪幾種基本類型？它們各有什么主要特點？如何防止或減輕這些類型的磨損發(fā)生？,,4,、獲得流體動壓潤滑的必要條件是什么？,,5,、潤滑劑的作用是什么？常用潤滑劑有哪幾種？,,
摩擦、磨損及潤滑理論
