课题：第8章 磨擦、磨损与润滑
本章 2学时
1）目的任务：了解常用的润滑方法、润滑剂及密封装置
2）重点:润滑方法及密封装置
3）难点：润滑方法及密封装置
4）教学方法：多媒体（使用大量的图片展示结构）
5）教学内容
磨损是摩擦的结果，润滑则是减小摩擦和磨损的有力措施。摩擦、磨损与润滑，三者相互联系、密不可分，对它们的研究日益深入并逐渐形成了一门学科——摩擦学。
8.1 摩擦与磨损
8.1.1摩擦及其分类
在外力的作用下，一物体相对于另一物体运动或有运动趋势时，在两物体接触表面间要产生一种阻碍物体运动的切向力，称为摩擦力。为克服摩擦力对运动的阻碍，就得多消耗能量，这种因摩擦力的存在而产生阻碍运动并消耗能量的现象，称为摩擦。
有四种摩擦状态：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
1．干摩擦
如果两物体的滑动表面为无任何润滑剂或保护膜时，这两个物体直接接触时的摩擦称为于摩擦。
2．液体摩擦
两摩擦表面不直接接触，被油膜(油膜厚度一般在1．5—2μm以上)隔开的摩擦称为液体摩擦，。
3．边界摩擦
两摩擦表面被吸附在表面的边界膜(油膜厚度小于1 μm)隔开，处于干摩擦与液体摩擦之间的状态，这种摩擦称为边界摩擦，如图8.1c所示。
4．混合摩擦
在实践中有很多摩擦副是处于干摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态，称为混合摩擦，如图8.1d所示。
由于液体摩擦、边界摩擦、混合摩擦都必须在一定的润滑条件下才能实现，因此这三种摩擦又分别称为液体润滑、边界润滑和混合润滑。
8．1．2 磨损及其过程
磨损过程三个阶段：
1．跑合(磨合)磨损阶段
2．稳定磨损阶段
3．剧烈磨损阶段
8．1．3 磨损分类
1．磨粒磨损
由于摩擦表面上的硬质突出物或从外部进入摩擦表面的硬质颗粒，对摩擦表面起到切削或刮擦作用，从而引起表层材料脱落的现象，称为磨粒磨损。
2．粘着磨损
当摩擦副受到较大正压力作用时，由于表面不平，其顶峰接触点受到高压力作用而产生弹、塑性变形，附着在摩擦表面的吸附膜破裂、温度升高后使金属的顶峰塑性面牢固地粘着并熔焊在—起，形成冷焊结点。当两摩擦表面相对滑动时，材料便从一个表面转移到另一个表面，成为表面凸起，促使摩擦表面进一步磨损。这种由于粘着作用引起的磨损称为粘着磨损。
3．疲劳磨损(又称点蚀)
当两摩擦表面为点或线接触时，由于局部弹性变形形成小的接触区。这些小的接触区形成的摩擦副如果受变化接触应力的反复作用，表层将产生裂纹。随着裂纹的扩展与相互连接，表层金属产生脱落，形成许多月牙形的浅坑，这种现象称为疲劳磨损，也称点蚀。
4．腐蚀磨损
在摩擦过程中，摩擦表面与周围介质发生化学或电化学反应而产生物质损失的现象，称为腐蚀磨损。腐蚀磨损可分为氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损、气蚀磨损等。
应该指出的是，实际上大多数磨损都是以上述四种磨损形式的复合形式出现的。
8．2 润 滑
在摩擦副间加入润滑剂以降低摩擦、减轻磨损的措施称为润滑。润滑的主要作用有：（1）减小摩擦系数，提高机械效率；（2）减轻磨损，延长机械的使用寿命。同时还可以起冷却、防尘；吸振等作用。
8.2.1 润滑剂的性能与选择
1．润滑油的性能指标
润滑油是目前使用最多的润滑剂，主要有矿物油、合成油、动植物油等，其中应用最广泛的为矿物油。
（1）粘度 粘度可用动力粘度、运动粘度、条件粘度(恩氏粘度)等表示。我国石油产品常用运动粘度来标定。一般地，润滑油的牌号就是指该润滑油在40°C(或100°C)时运动粘度(以mm2／s为单位)的平均值。如L—AN46全损耗系统用油在40°C时的运动粘度为41．4~50.6mm2／s，其平均值则为46mm2／s。
润滑油的粘度并不是固定不变的，而是随着温度和压强而变化。
（2） 凝点、倾点 是描述润滑油的主要物理性能的指标。凝点是指在规定的冷却条件下，润滑油停止流动的最高温度，润滑油的使用温度应比凝点高5～7℃。倾点是润滑油在规定的条件下冷却到能继续流动的最低温度，润滑油的使用温度应比倾点高3℃以上。
（3） 闪点 闪点是表示润滑油蒸发性的指标。
2．润滑脂的性能指标
润滑脂是在润滑油中加入稠化剂(如钙、钠、锂等金属皂基)而形成的脂状润滑剂，又称为黄油或干油。
润滑脂的主要物理性能指标为滴点、锥入度和耐水性等。润滑脂的流动性小，不易流失，所以密封简单，不需经常补充。润滑脂对载荷和速度变化不是很敏感，有较大的适应范围，但因其摩擦损耗较大，机械效率较低，故不宜用于高速传动的场合。
8．2．2 润滑方法和润滑装置
机械设备的润滑，主要集中在传动件和支承轴上。油润滑的方法多种多样，其分类标准大概有四种：集中润滑和分散润滑，连续润滑和间歇润滑，压力润滑和无压力润滑，循环式润滑和非循环式润滑。分散润滑比集中润滑简便。集中润滑需要一个多出口的润滑装置供油，而分散润滑中各摩擦副的润滑装置则是各自独立的。
脂润滑的装置较为简单，加脂方式有人工加脂、脂杯加脂和集中润滑系统供脂等。
8．3 密封装置
为了使润滑持续、可靠、不漏油，同时为了防止外界脏物进入机体，必须采用相应的密封装置。密封装置从总体上可分为两大类：一类是固定密封，即密封后密封件之间固定不动；另一类是动密封，即密封后两密封件之间有相对运动。
固定密封可采用各种垫片，包括金属、非金属垫片以及密封胶等。动密封又分为接触式、非接触式、半接触式密封，其中应用较广的是接触式密封，它主要是利用各种密封圈或毡圈密封。各种密封件都已标准化，可查阅机械设计手册选取适当的形式。非接触式密封有迷宫式密封、螺旋式密封 (将在滚动轴承的密封中论述)等，半接触式密封有活塞式密封、机械密封等，其结构较复杂，主要用于重要部件的密封。
在一般常用的机械中，用得较多的密封装置是密封圈和填料。密封圈有各种样式，有带骨架的和不带骨架的，有普通型的和双口型的等，应根据使用条件进行选择。密封圈也可用作防尘密封件使用，但粉尘严重时，应使用专门的防尘密封圈。采用脂润滑时，可使用毡圈密封。
综上所述，在设计机械时，选择适当的润滑装置和密封装置是必不可少的，而在使用机械时，更应注意机械的润滑和维护。应按使用说明的规定加润滑油，经常保持润滑油的清洁，注意油温不能过高，定期更换润滑油等。还应注意密封情况，如有漏油现象，应查找原因，及时更换密封件，以确保机器在良好的润滑状态下工作。
作业 P286 8.2 , 8.6。
