页数：22页文件大小：84.7 KB来源： 轮机维护与修理ppt课件
本课件讲解船机零件的摩擦与磨损，先介绍摩擦表面形貌与金属表面层结构，再分析干摩擦、边界摩擦与流体摩擦的机理，最后说明磨损概念、磨损规律以及粘着、磨粒、腐蚀与疲劳磨损的机理。
经机械加工的表面层自表向里依次由污染层、吸附层、氧化层和加工硬化层构成。金属表面的性能与基体不同，如表面具有自由能，具有润湿性、吸附作用、化学作用和塑性变形等。图2-1a表面形貌图2-1b表面形貌图2-3表面层结构第一节摩擦
1.摩擦分类(1)按摩擦副的运动状态分为：（动摩擦和静摩擦）(2)按摩擦副的运动形式分为：（滑动摩擦和滚动摩擦）(3)按摩擦表面的润滑状态分为:(纯净摩擦、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦)
纯净摩擦（摩擦表面间没有任何吸附膜或化合物时的摩擦。发生在两个接触表面产生塑性变形或真空中）干摩擦（摩擦表面间没有任何润滑剂时的摩擦）边界摩擦（摩擦表面间有一层极薄的润滑油膜时的摩擦）流体摩擦（摩擦表面间有一层边界膜和流体膜时的摩擦）混合摩擦（摩擦表面间同时存在边界摩擦和干摩擦的半干摩擦，或同时存在边界摩擦与流体摩擦的半液摩擦）
2.干摩擦机理--粘着理论两个摩擦表面接触时，在外载荷作用下只有表面上少数微凸起处接触，接触点上的应力很大，产生弹性变形，进而产生塑性变形使接触面积增大。接触点上的氧化膜被压碎，致使两个摩擦表面金属分子相互吸引和扩散而溶合，形成接触点处两种金属粘着，称为冷焊。摩擦表面上未接触部分的峰谷相互嵌入呈犬牙交错状态。
当两个摩擦表面相对滑动时，冷焊点被剪断，犬牙交错的峰被剪切掉。
随后又在新的接触点粘着和冷焊点被剪断，直至实际接触面积增大到足以承受所加载荷为止。摩擦过程就是粘着与滑动交替作用的过程，其结果造成表面的磨损。图2-4
3.边界摩擦机理边界摩擦取决于两个摩擦表面的特点和润滑剂的特性。摩擦表面的粗糙度和表面性质影响边界摩擦。边界膜的结构形式分为吸附膜和反应膜。
它又分为物理吸附膜和化学吸附膜。图2-5
1）物理吸附膜是润滑剂中的极性分子靠静电吸附在摩擦表面上形成极薄的边界膜。由于分子与表面的结合力较弱，形成单层分子层或多层分子层，并且受热容易脱吸。物理吸附膜适用于常温、低速和轻载的工作条件。2）化学吸附膜当润滑剂中的极性分子靠化学键力吸附在金属表面上时，形成化学吸附膜。化学吸附膜适用于中等的负荷、速度和温度的工作条件。
3）化学反应膜为了满足高温、高压和高速的工作条件，常在润滑油中加入含硫、磷、氮等元素的添加剂，高温下这些元素与金属表面发生化学反应生成厚度较大的化学反应膜。
化学反应膜熔点高、吸附稳定，但不可逆，抗剪切强度低，具有良好的润滑性能。化学反应膜适用于重载、高速和高温的工作条件。
润滑油的油性润滑油在边界润滑中降低摩擦磨损的能力。润滑油的极性越强，油膜吸附越牢固，油性越好，反之油性差。通常用加入油性添加剂来提高润滑油的油性。在高温重载条件下，在润滑油中添加极压添加剂，可起缓和边界油膜破坏的作用和防粘着。所以极压添加剂犹如增强油膜强度，故又称为油膜增强剂。
流体动压润滑是依靠轴承或相动运动表面在运动方向上构成几何收敛楔形而产生的楔形效应。
在此基础上具备以下条件建立楔形油膜，实现流体动压润滑.(l)摩擦表面应具有较高的加工精度和表面粗糙度等级;(2)摩擦表面间具有一定的合适配合间隙;(3)保证连续而又充分地供给一定温度下粘度合适的润滑油;(4)相对运动的零件必须具有足够高的相对滑动速度。
在船舶机器中，相对运动的配合件之间力求实现流体摩擦，最低限度也应维持半干摩擦或半液摩擦，应绝对避免出现干摩擦。
第二节磨损一、磨损概念机器运转过程中，相对运动的摩擦表面的物质逐渐损耗，使零件尺寸、形状和位置精度以及表面质量发生变化的现象称为磨损。1.磨损指标1）磨损量指标零件磨损量是用零件摩擦表面的尺寸变化量来衡量的。零件直径方向上的磨损量：轴△=d。-d孔△=D-D。
u'=（Dmax-Dmin）/2 mm(3)平面度v是指公差带是距离为公差值v的两个半行平面之间的区域。平面度是用来衡量平面平直的几何精度指标。
A.0.07毫米/0.05毫米B.0.12毫米/0.10毫米C.0.24毫米/0.10毫米D.0.14毫米/0.20毫米
2.磨损规律①磨合期②正常磨损期③急剧磨损阶段图2-6磨损曲线
3.磨合是运动副正常运转的前提磨合的作用：①磨合可以提高摩擦表面质量，有效地承载；
1)磨合良好的要求①消除摩擦表面的初始粗糙度，使实际接触面积增大，可达80%以上;②运动副工作表面形成彼此适应、服贴的形貌;③建立工作条件下耐久的润滑油膜，使运动副获得稳定、有效的润滑。
2)磨合良好的标志①磨合后的工作表面光滑、洁净和明亮，无加工痕迹和伤损、变色等;②短时间内完成初期有效的磨损;③工作表面的摩擦系数、磨损率和温度均在较低的水平。
3)实现良好磨合的措施①运动副的材料和摩擦表面的初始粗糙度应有利于磨合;②保证良好的润滑;③制订科学合理的磨合程序(一般采用转速由低到高、负荷由小到大、合理分配运转时间的原则制订磨合程序，以保证顺利磨合).
二.磨损机理磨损是系统中包括摩擦在内的各种因素共同作用的结果。在摩擦条件下:应力相互作用将会导致表面疲劳磨损和磨料磨损，材料相互作用将会导致表面腐蚀磨损和粘着磨损。1.粘着接损2.磨粒磨损3.腐蚀磨损4.疲劳磨损
1.粘着接损①轻微磨损剪切发生在粘着结合面上，摩擦表面有极轻微的金属转移。粘着点的结合强度低于摩擦副的两种基体金属的强度。
粘着点处的强度大于较软金属基体。
粘着点的强度高于两种基体金属。
剪切发生在运动副之一或双方的表面深处，粘着点的强度高于两基体，肉眼可见金属表面的撕裂、粗糙和明显的塑性变形。
如柴油机活塞与气缸套咬死，称咬缸。
2.磨粒磨损运动副相对运动时，硬的粗糙表面或硬的颗粒对软的摩擦表面的微切削、刮擦作用和造成表面材料的损耗称为磨粒磨损。1）磨粒磨损机理由于运动副两表面硬度不同，若两表面有金属直接接触时，硬表面上的微凸体嵌入软表面使之发生塑性变形，并在相对运动时对软表面进行微切削和犁划。
当两表面间存在磨粒，在相对运动时磨粒对表面进行微切削和挤压，使表面产生塑性变形，不断地作用致使表面疲劳破坏。
2）影响磨粒磨损的因素主要是运动副材料硬度和组织、磨粒的硬度、磨粒的尺寸和形状.
3.腐蚀磨损运动副相对运动时，由于摩擦表面金属与周围介质发生化学、电化学和机械作用而使摩擦表面金属损失的现象。
两个接触表面相对滚动或滑动时，在接触区形成的循环交变应力超过材料疲劳强度使接触表面产生塑性变形和微裂纹，进而扩展、剥落。这种由于材料表面疲劳产生物质损失的现象称为疲劳磨损。
第二章复习题1、船机零件基本摩擦类型有哪些？
采取一些什么措施？
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