0-3 摩擦磨损（课件）《机械基础》同步精品课堂（高教版·第三版）

0-3 绪论-摩擦和磨损 机械基础 同步精品课堂 高等教育出版社 1 知识结构 机构的结构 绪论 零件：通用、专用 构件：原动件、从动件、机架 部件 认知的内容 机械的功能及应用 机械零件的强度 摩擦和磨损 机械的组成 动力部分 传动部分 控制部分 保障部分 动力机械 加工机械 运输机械 信息机械 机械的类型 2.机械概述：机器、机构、构件、零件及机器的组成 任务描述 （1）机器是人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置。 （2）机械设备由动力部分、传动部份、执行部份及控制部分组成。 （3）零件与构件的相互关系。 （4）运动副的概念、特点 1.本课程的学习任务和要求。 3.机械零件的强度 4.摩擦和磨损的类型、特点和磨损的过程 学习目标 1.了解机械、机器、机构、构件、零件的概念及相互联系和区别 2.懂得机器的组成及作用 3.了解机械的类型 4.初步具有分析机械组成的能力 5.了解摩擦的定义、类型、特点 6.了解机件的磨损过程及磨损类型、特点 概述 摩擦是自然界和社会生活中普遍存在的一种现象，只要有相对运动，就一定伴随着摩擦，摩擦的结果有利也有害。 概述 车辆行驶、带传动和制动等是利用摩擦作用，精加工中的磨削、抛光等是利用磨损的有用方面。 概述 摩擦造成机器的磨损、发热和能量损耗。30%-50%的能量消耗在各种形式的摩擦中，约有80%的机器是因为零件磨损而失效。 一、摩擦 摩擦：两物体的接触表面阻碍它们运动的机械阻力 摩擦副的 运动形式 滑动摩擦 滚动摩擦 摩擦副的 摩擦状态 固体摩擦 液（气）体摩擦 混合摩擦 摩擦副所处的工况条件 正常摩擦 特殊工况条件下的摩擦 摩擦副的 运动状态 静态 惯性 临界（起动） 动态 一、摩擦 1.固体摩擦 （1）干摩擦：摩擦副在直接接触时产生的摩擦或表面间无任何润滑剂或保护膜的纯接触摩擦。 →功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →局部烧毁 摩擦因数大，磨损严重，除利用摩擦力工作场合外，应尽力避免 一、摩擦 （2）边界摩擦：在摩擦副间施加润滑剂后，摩擦表面被吸附在表面的一层极薄的润滑膜隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦，种摩擦状态称为边界摩擦。 边界摩擦的润滑膜强度低，容易破裂，致使摩擦副部分表面直接接触产生磨损，但摩擦和磨损状况优于干摩擦。 一、摩擦 2.液（气）体摩擦：在摩擦副间施加润滑剂后，摩擦副的表面被一层具有一定压力和厚度的流体润滑膜完全隔开时的摩擦，称为液（气）体摩擦。 液（气）体摩擦中摩擦副的表面不直接接触，摩擦因数很小，理论上不产生磨损，是一种理想的摩擦状态。 一、摩擦 3.混合摩擦：兼有固体摩擦和液（气）体摩擦中两种摩擦状态以上的一种摩擦，称为混合摩擦。 混合摩擦中摩擦表面仍有少量直接接触，大部分处于液（气）体摩擦，故摩擦和磨损状况优于固体摩擦，但比液（气）体摩擦差。 二、磨损 磨损：物体相互接触并作相对运动时由于摩擦造成的物体表面损伤。 在机械零件的三种主要失效方式（磨损、腐蚀、断裂）中，磨损失 效占60%~80%。 磨损是在相对运动中所产生的现象。磨损发生在运动物体材料表面，其它非表面材料的损失或破坏，不包括在磨损范围内。磨损是不断损失或破坏的现象，损失包括直接耗失材料和材料的转移，破坏包括产生残余变形，失去表面精度和光泽等。 二、磨损 （一）磨损过程 1. 磨损过程（规律） 三个阶段 （1）磨合磨损阶段（初期磨损） （2）稳定磨损阶段（正常磨损） 决定零件寿命 （3）剧烈磨损阶段（要避免出现） 二、磨损 （1）磨合阶段：在运转初期，摩擦副的接触面积小，单位面积上的实际载荷较大，磨损速度较快。随着磨合的进行，实际接触面积不断增大，磨损速度在达到某一定值后即转入稳定磨损阶段。 （2）稳定磨损阶段：在这个阶段，机件以平稳而缓慢的速度磨损，标志着摩擦条件保持不变。这个阶段的长短代表机件的使用寿命。 （3）经过稳定磨损阶段后，机件的表面磨损较为严重，运动副中的间隙增大，引起额外的动载荷，出现噪声和振动，最终导致失效。这时必须更换零件。 二、磨损 （二）磨损的类型 磨损表面：点蚀磨损、胶合磨损、摩擦磨损 磨损机理：粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损 1.粘着磨损：当摩擦表面的不平度峰尖在相互作用的各点处发生黏着后，在相对滑动时材料从一个表面转移到另一个表面发生的磨损。 影响因素：同类摩擦副材料比异类材料容易粘着；脆性材料比塑形材料的抗粘着能力高；零件的表面粗糙度值愈小，抗粘着能力愈强。 局部应力 局部塑变，碾平 转移，脱落 二、磨损 微观犁沟 隆起 2.磨料磨损：进入摩擦面间的游离颗粒，如磨损造成的金属微粒，会在较软材料的表面上犁刨出很多沟纹。 影响因素：硬度越高，耐磨性越好；磨粒的平均尺寸大越大。磨损就越大。磨损量随磨料硬度的提高而加大 二、磨损 3.疲劳磨损：当做滚动或滚滑动运动的高副受到反复作用的接触应力（如滚动轴承运转或齿轮传动）时，如果应力超过材料的接触疲劳强度，就会在零件工作表面或一定深度处形成疲劳裂纹，随着裂纹的扩展与相互连接，造成许多微粒从零件工作表面上脱落下来，致使表面上出现许多月牙形浅坑，叫做疲劳磨损，也称疲劳点蚀或简称点蚀。 影响因素：表面硬度，表面质量，提高抗疲劳磨损的能力，提高油液粘度。 概述 4.冲蚀磨损—流动的液体或气体中所夹带的硬质物体或硬质颗粒冲击零件表面所引起的机械磨损。利用高压空气输送型砂或高压水输送碎石时，管道内壁所产生的机械磨损是实例之一。 影响因素：摩擦系数；磨粒冲击速度；冲击角。 二、磨损 5.腐蚀磨损—当摩擦表面材料在化学或电化学作用下引起腐蚀，在摩擦副相对运动时所产生的磨损即为腐蚀磨损。 6.微动磨损—是指摩擦副在微幅运动时，由上述各磨损机理共同形成的复合磨损。微幅运动可理解为不足以使磨粒脱离摩擦副的相对运动。 应用实例：轴与孔的过盈配合面、滚动轴承套圈的配合面、旋合螺纹的工作面、铆钉的工作面等。 三、减小磨损的主要方法 （1）润滑是减小摩擦、减小磨损的最有效的方法； （2）合理选择摩擦副材料； （3）进行表面处理； （4）注意控制摩擦副的工作条件等。 练习 1.磨损的过程包括 、 、 三个阶段。 2.摩擦副在直接接触时产生的摩擦称为( ) A.气体摩擦 B.液体摩擦 C.干摩擦 D.混合摩擦 3.机件的使用寿命由( )阶段决定。 A.磨合 B.稳定磨损 C.剧烈磨损 D.磨损 4.运动副受到酸、水或化学物质等的化学作用而造成材料的损失称为( ) A.冲蚀磨损 B.疲劳磨损 C.腐蚀磨损 D.磨粒磨损 C 磨合阶段 稳定磨损阶段 稳定磨损阶段 B C 1. 摩擦是指两物体的接触表面阻碍它们相对运动的机械阻力。根据摩擦副的表面润滑状态可分为固体摩擦、液(气)体摩擦和混合摩擦。 2. 磨损是因运动副之间的摩擦导致机件表面材料逐渐损耗形成的。 3.磨损过程包括磨合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段，其中稳定磨损阶段决定机件的使用寿命； 4.根据磨损机理可分为黏着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损及冲蚀磨损。 小结 感谢观看 $$