轴承润滑理论一、摩擦、磨损与润滑概述二、流体润滑理论三、弹性流体动压润滑四、磁传动绝对密封技术
讲述内容:
一、摩擦、磨损与润滑概述
1.摩擦学一般定义
摩擦、磨损和润滑是一个古老的课题,特别是工业革命以后,机器的大量使用对其产生了迫切需求,使其研究和发展进入了一个新的时期。
1966年英国的 H.Perer.Jost先生在其著名的报告 —
“A Report on the Present and Industry's Needs”
中提出了,摩擦学( Tribology),这一名词,“相互作用、相对运动表面副的科学及有关技术,,
标志着该领域研究的系统化和革命化进展。摩擦学的一般定义是:,关于相对运动中相互作用表面的科学、技术及有关的实践,。通常也理解为包括摩擦、磨损和润滑在内的一门跨学科的科学。
2.研究摩擦学的重大意义
摩擦副的设计就是摩擦学研究的基本问题和极其重大的课题,也是机器设计的关键技术之一。
一般认为,人类一次能源大约 1/3是消耗于摩擦损失,
约有 70%的设备损坏是由于各种形式的磨损而引起的。中国机械工程学会摩擦学分会上世纪末的全国调查显示:我国每年制造汽车消耗的钢材与制造汽车配件消耗的相比大致相等。根据美国、英国、德国等国家的统计,与摩擦、
磨损有关方面的花费大约占国民经济年生产总值的 2%~
7%。我国的 GDP只占世界的 4%,却消耗了世界 30%以上的钢材。同发达国家比较,我国目前平均生产水平还较低。
2007年国民经济的生产总值为 24.6万亿元,如果摩擦、磨损有关方面的花费按占国民经济年生产总值的 5%计算,
就损失 1.23万亿元。
许多机器每年制造用以更换易损件的钢材量与制造整机相当。
具统计,汽车的维护费用与油料费用相当;
机器的失效报废,有 80%以上是由磨损造成的。
,摩擦学科与工程前沿研讨会,上,石油大学张嗣伟教授指出,中国每年由于摩擦、
磨损损失 584.7亿元,而 2003年全国工矿企业在此方面的节约潜能约 400亿元。
3。润滑理论的发展
中国在春秋时期已应用动物脂肪来润滑车轴。
关于润滑的研究,英国的雷诺于 1886年继前人观察到的流体动压现象,发表了流体动压润滑理论,
后人把这理论命名为雷诺方程。雷诺方程奠定了流体动压润滑理论的基础,阐明了在相对运动的两摩擦表面间的楔形流体膜中,可以产生很高的压力,建立较厚的流体膜,把两摩擦表面完全隔开,这种轴承称为流体动压润滑轴承。
1916年马丁 (Martin)在研究齿轮啮合面之间的润滑时,用两个圆柱体的滚动来代替两轮齿面的相对运动,他假设润滑油的黏度是常数,没有考虑圆柱体的弹性变形,推导出油膜压力公式。
1959~ 1967年道森( D.Dowson)和希金森
( G.R.Higginson )考虑了润滑油的黏度随压力而变化,以及圆柱体的弹性变形影响,应用计算机迭代计算,为点、线接触弹性流体动压润滑的理论奠定了基础。
20世纪 80年代初开始,清华大学先后提出了热弹流、流变弹流、微观弹流以及非稳态弹流润滑的完备数值解。
20世纪 90年代初,温斯铸院士提出,在弹流润滑与边界润滑之间存在以纳米膜厚为特征的润滑状态,称为薄膜润滑。薄膜润滑膜厚处于 0,01~ 0,10 μm范围,目前处于试验研究阶段。
4.润滑的作用
,润滑技术通过在相互摩擦表面之间施加润滑剂而形成润滑膜,藉以避免摩擦表面直接接触,构建具有较高法向承载能力和尽可能低的切向阻力的界面层,达到减少摩擦磨损的目的。同时,润滑膜还具有 冷却,防腐,减振和降噪等作用.
此外,润滑剂在某些场合可以起阻尼、减振或缓冲作用。润滑剂的流动,可将摩擦表面上污染物、磨屑等冲洗带走,起清洁作用。有些场合,润滑剂还可起到密封作用,减少冷凝水、灰尘及其他杂质的侵入。
5.润滑的类型
1)液体润滑,两表面完全为润滑剂隔开,
摩擦为流体内的粘性阻力形成。
2)混合润滑,两表面之间又有液体润滑状态,又有边界润滑状态的混合情况。
3)边界润滑,两表面之间由边界膜 (吸附膜或化学膜等 )形成的润滑。
4)无润滑 (干摩擦 ),无或很少润滑剂的情况。
流体润滑自然是最佳的润滑状态。形成液体润滑的方式主要有:流体动压润滑、
弹性流体动压润滑、流体静压润滑等。
讲述内容:
一、摩擦、磨损与润滑概述
1.摩擦学一般定义
摩擦、磨损和润滑是一个古老的课题,特别是工业革命以后,机器的大量使用对其产生了迫切需求,使其研究和发展进入了一个新的时期。
1966年英国的 H.Perer.Jost先生在其著名的报告 —
“A Report on the Present and Industry's Needs”
中提出了,摩擦学( Tribology),这一名词,“相互作用、相对运动表面副的科学及有关技术,,
标志着该领域研究的系统化和革命化进展。摩擦学的一般定义是:,关于相对运动中相互作用表面的科学、技术及有关的实践,。通常也理解为包括摩擦、磨损和润滑在内的一门跨学科的科学。
2.研究摩擦学的重大意义
摩擦副的设计就是摩擦学研究的基本问题和极其重大的课题,也是机器设计的关键技术之一。
一般认为,人类一次能源大约 1/3是消耗于摩擦损失,
约有 70%的设备损坏是由于各种形式的磨损而引起的。中国机械工程学会摩擦学分会上世纪末的全国调查显示:我国每年制造汽车消耗的钢材与制造汽车配件消耗的相比大致相等。根据美国、英国、德国等国家的统计,与摩擦、
磨损有关方面的花费大约占国民经济年生产总值的 2%~
7%。我国的 GDP只占世界的 4%,却消耗了世界 30%以上的钢材。同发达国家比较,我国目前平均生产水平还较低。
2007年国民经济的生产总值为 24.6万亿元,如果摩擦、磨损有关方面的花费按占国民经济年生产总值的 5%计算,
就损失 1.23万亿元。
许多机器每年制造用以更换易损件的钢材量与制造整机相当。
具统计,汽车的维护费用与油料费用相当;
机器的失效报废,有 80%以上是由磨损造成的。
,摩擦学科与工程前沿研讨会,上,石油大学张嗣伟教授指出,中国每年由于摩擦、
磨损损失 584.7亿元,而 2003年全国工矿企业在此方面的节约潜能约 400亿元。
3。润滑理论的发展
中国在春秋时期已应用动物脂肪来润滑车轴。
关于润滑的研究,英国的雷诺于 1886年继前人观察到的流体动压现象,发表了流体动压润滑理论,
后人把这理论命名为雷诺方程。雷诺方程奠定了流体动压润滑理论的基础,阐明了在相对运动的两摩擦表面间的楔形流体膜中,可以产生很高的压力,建立较厚的流体膜,把两摩擦表面完全隔开,这种轴承称为流体动压润滑轴承。
1916年马丁 (Martin)在研究齿轮啮合面之间的润滑时,用两个圆柱体的滚动来代替两轮齿面的相对运动,他假设润滑油的黏度是常数,没有考虑圆柱体的弹性变形,推导出油膜压力公式。
1959~ 1967年道森( D.Dowson)和希金森
( G.R.Higginson )考虑了润滑油的黏度随压力而变化,以及圆柱体的弹性变形影响,应用计算机迭代计算,为点、线接触弹性流体动压润滑的理论奠定了基础。
20世纪 80年代初开始,清华大学先后提出了热弹流、流变弹流、微观弹流以及非稳态弹流润滑的完备数值解。
20世纪 90年代初,温斯铸院士提出,在弹流润滑与边界润滑之间存在以纳米膜厚为特征的润滑状态,称为薄膜润滑。薄膜润滑膜厚处于 0,01~ 0,10 μm范围,目前处于试验研究阶段。
4.润滑的作用
,润滑技术通过在相互摩擦表面之间施加润滑剂而形成润滑膜,藉以避免摩擦表面直接接触,构建具有较高法向承载能力和尽可能低的切向阻力的界面层,达到减少摩擦磨损的目的。同时,润滑膜还具有 冷却,防腐,减振和降噪等作用.
此外,润滑剂在某些场合可以起阻尼、减振或缓冲作用。润滑剂的流动,可将摩擦表面上污染物、磨屑等冲洗带走,起清洁作用。有些场合,润滑剂还可起到密封作用,减少冷凝水、灰尘及其他杂质的侵入。
5.润滑的类型
1)液体润滑,两表面完全为润滑剂隔开,
摩擦为流体内的粘性阻力形成。
2)混合润滑,两表面之间又有液体润滑状态,又有边界润滑状态的混合情况。
3)边界润滑,两表面之间由边界膜 (吸附膜或化学膜等 )形成的润滑。
4)无润滑 (干摩擦 ),无或很少润滑剂的情况。
流体润滑自然是最佳的润滑状态。形成液体润滑的方式主要有:流体动压润滑、
弹性流体动压润滑、流体静压润滑等。