摩擦与润滑

摩擦与润滑

1、基本概念基本概念基本概念基本概念

摩擦学：摩擦学（Tribology）一词是1966年才开始使用的，是研究相互作用表面发生相对运动时的有关科学、技术和实践的一门综合性科学技术，其基本内容就是研究机械中的摩擦、磨损和润滑问题。摩擦：两个相互作用的物体在外力作用下发生相对运动时所产生的阻碍运动的阻力称为“摩擦力”，这种现象称之为“摩擦”。磨损：摩擦副之间发生相对运动时引起接触表面上材料的迁移或脱落过程称之为磨损。润滑：在两物体相对运动表面之间施加润滑剂，以减少接触表面间的摩擦和磨损。

2、基本原理：摩擦原理的早期认识及基本观点：

答：凹凸说：1、认为摩擦的起因是一个凸凹不平的表面沿另一‘表面上的微凸物体上升所作的功，也就是说摩擦是由于表面凸凹不平而引起，即摩擦的凹凸学说。2、库仑在解释摩擦起因时，他认为首先是接触表面凹凸不平的机械啮合力，其次是分子之间的粘附力。虽然，他已认识到粘附在摩擦于可能起一定作用．但是次要的，粗糙表面的微凸体才是主要的。粘附说：1、摩擦粘附说：认为摩擦力的真正原因在于接触摩擦区两表面之间的分子粘附作用。2、表面分子吸引力理论：认为摩擦是接触表面分子间相互排斥力与相互吸引力的作用结果。3、分子机械摩擦理论：认为机械与分子吸附是摩擦之源。摩擦与接触面微凸体的弹塑性变形、微凸体相遇时的剪切、犁沟以及接触面分子吸引有关。4、近代被公认的摩擦粘附理论：认为表观接触面积与真实接触面积差别很大，而且真实接触面积还会随摩擦条件而变化，两微凸体之间因存在吸附力而形成接点。摩擦力应为剪断金属之间接点所需的力与硬金属表面微凸体在软金属表面犁沟所需力之和。这一理论最初应用于两种金属之间的摩擦，现在，已深入到非金属等许多其他材料。

第一章表面性质与表面接触

1、为什么在选择润滑剂时希望其表面张力越低越好？

答：液体的表面张力越小，接触角越小，固体表面就越容易被液体表面浸润。一般认为，液体的表面张力小于固体的表面张力即可润湿固体表面，所以在选择润滑剂时希望其表面张力越低越好。

2、物理吸附与化学吸附有何不同？

答：物理吸附是发生在气体与固体表面接触时由于分子间的作用力(范德华力)而产生的吸附，其特征是不改变吸附层的分子结构或电子分布，所以吸附能力较弱。当温度升高时易发生解吸。化学吸附是指接触面上分子间产生了电子交换，或电子对偏移，电子的分布发生改变而形成化学结合力，结合能比物理吸附要高，在较高温度才会发生解吸。

3、金属成形过程中为什么会发生表面粗糙化现象？

答：1、金属塑性变形的主要机制就是滑移，指晶体在外力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变，结果在金属的表面出现一系列的滑移台阶，这就是在适当的条件下在金属表面上所能观察到的滑移带或滑移线现象。金属的宏观塑性变形许多多的位错在多个滑移系上同时协调作用的结果。内于交叉滑移、多滑移使位错相互交割，使运动阻力增大，因此，塑性变形的结果使得在坯料或制品表面产生塑性粗糙化现象。（形成机制）2、在塑性加工过程中，工具与变形金属接触表面之间，当存在连续的足够厚度的润滑油膜时，由于过厚的油膜阻碍了变形金属表面和工具的直接接触变形过程中，金属表面如同自由表面变形，导致变形后表面产生粗糙化现象。（形成条件）

第二章材料成形摩擦理论

1、举例说明材料成形过程中摩擦的特点、作用及对成形过程的影响.

答：摩擦的特点：(1)在高压下产生摩擦。塑性成形是的接触表面上的压力很大，一般热加工时面压为100—150MPa，冷加工时高达500—2500MPa。但是，机器轴承中，接触面压通常只有20—50MPa，如此高的面压使润滑剂难以带入或易从变形取剂出去，使润滑困难及

润滑方法特殊。（2）价高温度下的摩擦。塑性加工时界面恶劣，对于热加工，根据金属不同，温度在数百度至1000多度之间；对于冷加工，则由于变形热效应、表面摩擦热，温度也达到颇高的数字。（3）伴随着塑性变形而产生的摩擦，在塑性变形过程中由于高压下变形，会不断增加新的表面，使工具与金属之间的接触不断改变。（4）摩擦副（金属与工具）的性质相差大，一般工具都硬而且要求在使用时不产生塑性变形；而金属不但比工具软得多，而希望有较大的变形，二者的性质与作用差别如此之大，因而使变形时的摩擦情况也很特殊。摩擦的作用：<1>不利影响：(1)改变物体应力状态，致使金属变形抗力和能耗增加。(2)引起工件变形与应力分布不均匀。(3)加速工模具磨损．降低使用寿命。(4)恶化制品质量，增加金属消耗。(5)降低作业率，增加生产成本。<2>有利影响：（1）强化轧制（a）即在轧制咬入阶段，可以顺利咬入的条件是：摩擦角大于咬入角，此时摩擦是有力的；（b）在稳定轧制时，后花去的摩擦力是拽入的动力；（2）Conform 连续挤压连续挤压连续挤压连续挤压: 利用摩擦，使得：(a) 挤压过程本身的能耗比常规挤压降低30%以上。(b) 铝材挤压前坯料无需加热，可大大降低能耗，估计比常规挤压可节省3/4左右的热电费用。（3）挤压“死区”: 可阻碍锭坯表面的杂质、氧化物、偏析瘤、灰尘及表面缺陷进入变形区压缩锥而流入制品表面，提高制品表面质量。(4) 有效摩擦挤压: 挤压时挤压筒沿金属流出方向以高于挤压杆的速度运动，使挤压筒作用给锭坯的摩擦力方向与挤压杆的运动方向相同，促使金属向模孔流动。

2、材料成形中摩擦的类型及各自特点是什么？

答：摩擦的类型：1、干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。干摩擦服从阿蒙顿-库仑定律，摩擦力计算公式为F= μ N。2、边界摩擦：接触副表面之间存在极薄边界膜(厚度约为0.01 μm ～0.1 μm)时产生的摩擦叫做边界摩擦，润滑剂中含有表面活性物质，边界吸附膜具有类似晶体结构的有序排列。润滑剂中不含活性物质，在金属表面形成的油膜不具有明显的定向排列结构。边界摩擦的摩擦力仍适用于摩擦的阿蒙顿-库仑定律。3、流体摩擦：摩擦副

表面之间完全被润滑油膜隔开时产生的摩擦叫做流体摩擦，又称液体摩擦(Fluid Friction)。此时，摩擦副表面完全被润滑剂隔开．不存在表面微凸体的直接接触和咬合。流体摩擦原理与干摩擦和边界摩擦原理不同。干摩擦与边界摩擦服从统计学和动力学规律，而流体摩擦只服从流体动力学规律。流体摩擦实质上是润滑油之间的内摩擦。流体摩擦力根据牛顿定律计算。4,、混合摩擦：在金属成形过程中，实际上常常是以以上三种摩擦形式共存，称之为混合摩擦。这种情况下，整个接触区由干摩擦，边界摩擦及液体摩擦区组成。这时总摩擦力应为三者之和。

3、滑动摩擦与粘着摩擦系数系数的计算：

答：1、滑动摩擦的摩擦系数计算：根据分子---机械理论，有：（θ为凸峰倾角）2、粘着摩擦的摩擦系数的计算：根据初级摩擦理论,有：，修正后为：。

4、简述粘着摩擦有什么不足，为什么？答：初级摩擦理论的最大缺点是没有考虑接触点所处的应力状态，即受切向力和正应力的共同作用的相互关系。由于金属在局部范围内发生塑性变形，这两种应力都会使材料屈服。

第一章摩擦学绪论摩擦学绪论摩擦学绪论摩擦学绪论

摩擦力：两个相互接触的物体，在外力的作用下，发生相对运动时，阻碍运动的阻力。根据两个摩擦物体状态不同分为：固体与固体的摩擦、固体与液体的摩擦、固体与气体的摩擦。磨损：摩擦副之间发生相对运动时引起接触表面材料的迁移或脱落过程。磨损和摩擦热是摩擦的必然结果。

润滑：在两个相对运动的表面之间施加润滑剂，以减少摩擦和磨损的过程。摩擦理论的两种学说：凹凸说：认为摩擦的起因是一个凹凸不平的表面沿另一个表面上的微凸物体上升所做的功。粘附说：认为摩擦的起因是接触摩擦区两表面之间分子的粘附作用。

研究摩擦的意义：1、降低金属成形过程力能的消耗；2、提高生产效率；3、改进成形制品质量，减少金属损失。4、节约用水，减少酸液的使用。

第二章表面性质与表面接触

按照凹凸不平的几何特征和形成原因，实际的金属表面形貌是由形状偏差、波纹偏差和表面粗糙度组成。常用粗糙度：Ra（中线平均值）、Rs（均方根值）表面粗糙度的测量通常用显微镜和表面轮廓仪，其中表面轮廓仪不仅可以测量全部16个表面参数，而且还可以得到表面轮廓的图形。

表面吸附根据吸附膜的性质不同分为物理吸附和化学吸附

物理吸附：在气体与固体的表面接触时，由于分子间的作用力（范德华力而产生的吸附，其特征是不改变吸附层的分子结构或电子分布，吸附能力较弱。当温度升高时易发生解吸。

化学吸附：在接触面上分子间发生了电子交换，或是电子对的偏移，电子分布发生变化而形成的化学结合力。吸附能力比物理吸附大，在较高温度时才能解吸。

接触面积：表观接触面积（或名义接触面积，用Aa表示）、轮廓接触面积（Ac）、实际接触面积（Ar）。实际接触面积是很小的，一般只占表观接触面积的0.01%-1%，但是当接触表面发生相对运动时，实际接触面积对摩擦和磨损却起着决定作用。

润滑条件下金属的的表面粗糙化：在金属成形过程中，工模具与变形金属接触表面之间，触，变形过程中金属的表面如同自由表面变形，导致变形后表面差生粗糙化现象。（粘度越大越严重）。

第三章材料成形摩擦理论

外摩擦：材料成形中，接触表面发生相对运动产生阻碍接触表面金属质点流动的摩擦力。

内摩擦：工件发生塑性变形时，金属内部质点产生相对运动引起的摩擦。（表现为内部发热）

材料成形过程摩擦的特点：1、内外摩擦同时存在2、接触压力大（冷变形500MP-2500MP；热变形50MP-500MP）3、影响摩擦系数因素众多（应力状态、变形几何参数、工艺条件）4、接触表面状况与性质不断变化

材料成形过程摩擦的作用：1、改变物体应力状态，致使金属变形

抗力和能耗增加2、引起工件变形与应力分布不均匀3、加速工模具磨损，降低使用寿命4、恶化制品质量，增加金属消耗5、降低作业率，增加生产成本

基本摩擦理论：1、分子-机械理论：摩擦力是由接触表面微凸体间的机械啮合力与分子间相互吸引力之和。F=F变+F粘（比凹凸说全面）；2、粘着理论（吸附理论、焊合理论）：认为啮合力是由于凸峰在接触以后承受压力发生塑性变形而产生的。F=τmAr+Fp 第四章第四章影响摩擦的因素

影响摩擦的因素：1、接触表面性质。a、金属种类和化学成分（同类金属≥不同类金属≥金属-非金属；能形成合金的金属≥不能形成合金的金属；不锈钢的摩擦系数比碳钢大）。

b、工具表面状况。（材质：铸铁棍小于钢棍；淬火钢小于未淬火钢等。硬度、表面粗糙度）

2、接触表面的界面膜。a、污垢膜：起润滑作用，使摩擦系数降低。b、氧化膜：由于金属氧化物的组成与性质不同，所以有时导致摩擦系数降低起到润滑作用，有时使摩擦系数增加起到磨损作用。c、金属膜：金属膜是为了防止接触表面粘着，人为地在工模具或工件表面覆盖连续的金属膜，以达到润滑的目的。

3、成形温度。a、无润滑条件时：主要是温度改变了金属氧化物的成分性质以及材料接

触压力变化。比如碳钢随成形温度的增加，摩擦系数先增加后减小。b、有润滑条件时：温度主要通过改变润滑剂的粘度来影响摩擦系数。一般来说，随温度升高，润滑剂粘度下降，因此油膜厚度减小，导致摩擦系数增加。

4、成形速度。a、轧制速度：在低速范围内，随轧制速度的增加，变形区油膜厚度增加，摩擦系数减小。b、拉伸速度：主要是造成温升，引起油膜破裂。

5、变形程度。a、载荷的影响：实践证明，金属表面之间的摩擦系数随着载荷的增加而降低。（主要原因：实际接触面的增加速度比载荷的增加速度慢）。b、变形程度的影响：低碳钢l/小于2.7时，变

形区长高比对摩擦系数有特别显著影响，当l/足够大时，对摩擦系数的影响才变得很小。

金属氧化膜起润滑作用时应具备的性能：1、氧化膜必须有一定的厚度，而且是连续的膜；2、氧化膜必须有一定的延展性，并能跟随工件同步变形；3、氧化膜的剪切强度应低于材料本身；4、如果氧化膜被破坏掉，它亦能很快的再生。

第五章述成形工艺润滑概述

工艺润滑的基本功能：（1）控制摩擦；（2）减少磨损；（3）降低成形过程力能参数；（4）改善成形制品表面质量；（5）隔热性；（6）冷却性；（7）化学稳定性；（8）不同工况的适应性；（9）使用方便可控制性；（10）使用安全性；（11）残留物易清除；（12）符合环保要求。

乳化液：两个互不相溶的液相中，一种液相以细小液滴的形式均匀分布于另一种液相中形成的两相平衡体系。

乳化剂：由两种互不相容的液相（如油和水）混合时，不能形成稳定的平衡体系，故需加入表面活性剂，即乳化剂。（其分子一端为憎水基，一端为亲水基）

根据乳化液分散相所带电荷的性质，乳化剂可分为：阴离子型（目前使用较为广泛的轧制润滑乳化液）、阳离子型、非离子型。

乳化液的组成：基础油（可以是矿物油或是动植物油）、乳化剂、添加剂（主要是乳化稳定剂、抗氧剂、油性剂等）和水。

乳化液的制备流程：基础油----乳化剂----添加剂----加热、搅拌----乳化油----脱水----乳化液使用最广泛的固体润滑剂是粉状的石墨和二氧化钼（两者都是优质高温润滑剂）。石墨使用温度在200?C ~400?C，二氧化钼在340?C~400?C开始氧化。

第六章基本工艺润滑里理论

润滑状态：1、流体润滑状态：流体润滑的表现形式是两接触表面完全被润滑油膜隔开，也即油膜厚度大于接触表面粗糙度，系统的摩擦力来源于润滑剂分子

运动的内摩擦。

2、混合润滑状态：在混合润滑状态中，载荷一部分由润滑剂油膜承担，另

一部分则由接触中的表面微凸体承担。

3、边界润滑状态：两金属表面间距非常小，以致于在表面微凸体之间发生

明显的接触；流体动压作用和润滑剂的整体流变性能对此几乎无影响；

摩擦学特征决定于薄层边界润滑剂和金属表面之间的相互作用。

润滑状态的判别：1、厚度比λ：主要用于区别流体润滑与混合润滑（λ>3时即为流体润滑）2、摩擦系数μ：流体润滑μ<0.01；混合润滑μ<0.01~0.1；边界润滑或干摩擦μ<0.1~1.0；3、表面质量：流体润滑易在工件表面形成油窝或是沟槽；边界润滑工件表面较为光亮，并且粗糙度接近工模具。混合润滑介于两者之间。4、添加剂作用：添加剂通常在边界润滑或是混合润滑状态下下能发挥作用。

第七章轧制过程摩擦与润滑

摩擦峰：按卡尔曼平衡方程计算的轧制单位压力在中性点处出现一个峰值，被称为摩擦峰。剩余摩擦：咬入条件，；稳定轧制β≥α/2；在轧制建成时所需的摩擦条件仅为咬

入时的1/2，即一旦轧制过程建立，有一半的摩擦是多余的，多余的摩擦就称为剩余摩擦。

剩余摩擦主要作用：1、推动前滑区金属速度大于轧辊线速度，即产生前滑；2、在后滑区用来平衡前滑区的摩擦力。

有效摩擦：稳定轧制时总的摩擦减去剩余摩擦的那部分就是有效摩擦，它用以保证轧制的稳定进行。

摩擦力对轧制压力的影响：单位摩擦力和单位压力沿接触弧长分布与变形区的长高比有很大关系。l/h > 5时，一般认为接触弧上有几个区域。靠近出口、入口处为滑动区，遵从干摩擦定律，单位压力p 向接触弧中心方向逐渐升高，当单位摩擦力因p升高而达到k值，即τ=μp=k，即出现了粘着区。此外粘着去中部中性点附近，出现了塑性变形停滞区，该区域内没有塑性变形，该区段中摩擦力可近似按直

线规律变化。（其余的几种情况类比这个即可）

工艺润滑的作用：

1、热轧：减少热轧过程轧辊与轧件之间的摩擦系数；降低轧制压力；减少轧辊消耗，提高作业率；改善轧后表面质量；改善制品内部组织性能。

2、冷轧：润滑作用；冷却作用

钢的热轧工艺润滑与铝的热轧工艺润滑有何不同：

板带钢在热轧时往往在高温（800℃~1200℃）、高压、大量轧辊冷却水喷淋的工作条件下，热轧工艺润滑剂应具备以下基本功能：稳定的润滑性能、很好的润湿性和粘附性、良好的抗氧性和耐分解性、良好的抗乳化性和离水展着性、无毒无味。与钢板热轧不同，由于铝及其合金热轧温度为350℃~500℃，而且铝较软，极易粘附轧辊，所以在考虑热轧工艺润滑剂时必须兼顾润滑和冷却性能要求。目前热轧均用润滑与冷却效果较好的乳化液进行工艺润滑。

摩擦与润滑总结

摩擦与润滑总结 1.摩擦学与塑性摩擦学、研究摩擦学的作用 2.塑性摩擦学与弹性摩擦学的比较 -----属性摩擦学中的摩擦偶有一个是出于塑性变形状态，摩擦条件更为恶劣，如高温高压高速等，使塑性摩擦学的研究更为复杂更有特殊性。弹性摩擦学中基体出于弹性变形范围内，如一般的机械摩擦。 3.干摩擦（纯净摩擦）：理论上指接触面上没有任何润滑剂和污染膜的摩擦。实际上是指没有人为地在工模具与工件之间添加润滑剂的摩擦。 4.塑性条件下摩擦的本质 ------是表层金属的流动剪切变形过程。 5.常摩擦应力摩擦定律 6.边界润滑、流体润滑的特点、边界润滑膜的作用本质 ----润滑表面被性质与润滑剂体积性质不同，且仅为几个分子后的润滑膜所隔开的润滑状态称为边界润滑。 ===边界润滑中其润滑作用的膜称为边界膜。 --====吸附膜：润滑剂的极性分子吸附在摩擦表面上所形成的边界膜 =======反应膜：摩擦表面的氧及润滑油添加剂中的P、Cl等元素发生化学反应所形成的膜。 7.表面张力 -----物体表层的分子或原子受到的引力不平衡，使液体或固体表面产生一种自动收缩的力称为表面张力。 ----润滑油的表面张力比金属表面的张力小就可以产生润滑，而且差值越大，润滑效果越好。表面张力作用在表面上，力图使表面积减少，表面能越低的面摩擦也越小。 8.表面接触面积的分类、表面接触率 表面接触面积分为; 名义接触面积：表面外观面积。 轮廓接触面积：物体接触面积被压皱的部分所形成的面积。 真实接触面积：轮廓接触面积内，各真实接触部分的微小面积的总和。 表面接触率：真实接触面积和名义接触面积的比值。 9.用表面接触率分析各种条件下的表面接触状况 -----1、静态条件下 --由于在一般条件下面积接触率只有0.01-0.1%，而且真实接触面积分散成一些接触点，并由它们支撑物体重量与外加载荷，真实接触点上的接触应力很大，是表面凸峰产生塑性变形，表面污染膜被破坏，新鲜表面露出，因此高压下很容易发生金属粘着。 -----2、滑动条件下 ---在机械及金属压力加工的实际条件下，接触表面都有相对滑动，在真实接触面上将同时受到法向压应力及摩擦应力的联合作用，使得真实接触面积有比较大的增加。-----3、金属表面有污染膜或润滑膜时 -----4、半连续流体润滑条件下的表面接触 10.塑性粗糙化及其产生原因、影响表面粗糙化程度的因素 影响表面粗糙化的因素有：金属的性质、组织状态、变形程度。 11.摩擦和摩擦阻力产生的原因

摩擦与润滑

摩擦与润滑 1、基本概念基本概念基本概念基本概念 摩擦学：摩擦学（Tribology）一词是1966年才开始使用的，是研究相互作用表面发生相对运动时的有关科学、技术和实践的一门综合性科学技术，其基本内容就是研究机械中的摩擦、磨损和润滑问题。摩擦：两个相互作用的物体在外力作用下发生相对运动时所产生的阻碍运动的阻力称为“摩擦力”，这种现象称之为“摩擦”。磨损：摩擦副之间发生相对运动时引起接触表面上材料的迁移或脱落过程称之为磨损。润滑：在两物体相对运动表面之间施加润滑剂，以减少接触表面间的摩擦和磨损。 2、基本原理：摩擦原理的早期认识及基本观点： 答：凹凸说：1、认为摩擦的起因是一个凸凹不平的表面沿另一‘表面上的微凸物体上升所作的功，也就是说摩擦是由于表面凸凹不平而引起，即摩擦的凹凸学说。2、库仑在解释摩擦起因时，他认为首先是接触表面凹凸不平的机械啮合力，其次是分子之间的粘附力。虽然，他已认识到粘附在摩擦于可能起一定作用．但是次要的，粗糙表面的微凸体才是主要的。粘附说：1、摩擦粘附说：认为摩擦力的真正原因在于接触摩擦区两表面之间的分子粘附作用。2、表面分子吸引力理论：认为摩擦是接触表面分子间相互排斥力与相互吸引力的作用结果。3、分子机械摩擦理论：认为机械与分子吸附是摩擦之源。摩擦与接触面微凸体的弹塑性变形、微凸体相遇时的剪切、犁沟以及接触面分子吸引有关。4、近代被公认的摩擦粘附理论：认为表观接触面积与真实接触面积差别很大，而且真实接触面积还会随摩擦条件而变化，两微凸体之间因存在吸附力而形成接点。摩擦力应为剪断金属之间接点所需的力与硬金属表面微凸体在软金属表面犁沟所需力之和。这一理论最初应用于两种金属之间的摩擦，现在，已深入到非金属等许多其他材料。 第一章表面性质与表面接触 1、为什么在选择润滑剂时希望其表面张力越低越好？

机械工程中的润滑与摩擦学

机械工程中的润滑与摩擦学 机械工程是一门研究机械设备设计、制造、运行和维护的学科。在机械工程中，润滑与摩擦学是一个重要的研究领域。润滑和摩擦是机械系统中常见的现象，对机械设备的性能和寿命有着重要的影响。 润滑是指在两个物体表面之间添加润滑剂，减少摩擦和磨损的过程。润滑剂可 以是液体、固体或气体，常见的润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂等。润滑剂的主要作用是降低摩擦系数，减少能量损失和热量产生，从而降低机械设备的磨损和能耗。 在机械系统中，润滑的重要性不可忽视。通过正确选择润滑剂和合理设计润滑 系统，可以有效地减少机械设备的磨损和故障率，延长机械设备的使用寿命。同时，润滑还可以提高机械系统的效率和性能，减少能源消耗。 摩擦是两个物体表面之间相互接触时产生的阻力。摩擦力的大小与物体表面的 粗糙度、接触压力和润滑状态有关。在机械系统中，摩擦力会导致能量损失和热量产生，增加机械设备的磨损和能耗。因此，在机械工程中，减小摩擦力是一个重要的研究方向。 为了减小摩擦力，提高机械设备的效率和寿命，研究人员开展了大量的研究工作。他们通过改善材料表面的光洁度、使用润滑剂和采用新的润滑技术等手段来降低摩擦力。例如，利用纳米技术可以改善材料表面的光洁度，减小摩擦系数。同时，研究人员还开发了一些新的润滑技术，如固体润滑、离子液体润滑和磁流体润滑等，以提高润滑效果和降低摩擦力。 除了润滑和摩擦学，机械工程中还涉及许多其他的研究领域，如材料科学、热 力学、力学和控制工程等。这些研究领域相互关联，共同为机械工程的发展和进步做出贡献。

总之，润滑与摩擦学是机械工程中一个重要的研究领域。通过研究润滑和摩擦的规律，可以有效地减少机械设备的磨损和能耗，提高机械系统的效率和性能。在未来，随着科学技术的不断进步，润滑与摩擦学将会得到更深入的研究和应用，为机械工程的发展带来新的突破和进步。

摩擦与润滑基础知识

第八章摩擦和润滑 第一节摩擦与润滑机理 当两个紧密接触的物体沿着它们的接触面作相对运动时，会产生一个阻碍这种运动的阻力，这种现象叫摩擦，这个阻力就叫做摩擦力。摩擦力与垂直载荷的比值叫做摩擦系数。摩擦定律可描述如下： (1)摩擦力与法向载荷成正比：F∝P (2)摩擦力与表面接触无关，即与接触面积大小无关。 (3)摩擦力与表面滑动速度的大小无关。 (4)静摩擦力(有运动趋向时)F S大于动摩擦力F K，即Fs＞F K。 摩擦定律公式： F＝f·P 或 f＝F／P 式中F——摩擦力 f——摩擦系数； P——法向载荷，即接触表面所受的载荷； 载荷 机器中凡是互相接触和相互之间有相对运动的两个构件组成的联接称为“运动副”(也可称为“摩擦副”)，如滚动轴承里的滚珠与套环；滑动轴承的轴瓦与轴径等等。任何机器的运转都是靠各种运动副的相对运动来实现，而相对运动时必然伴随着摩擦的发生。摩擦首先是造成不必要的能量损失，其次是使摩擦副相互作用的表面发热、磨损乃至失效。 磨损是运动副表面材料不断损失的现象，它引起了运动副的尺寸和形状的变化，从而导致损坏。例如油在轴承内运转，轴承孔表面和轴径逐渐磨损，间隙逐渐扩大、发热，使得机器精度和效率下降，伴随着产生冲击载荷，摩擦损失加大，磨损速度加剧，最后使机器失效。 润滑是在相对运动部件相互作用表面上涂有润滑物质，把两个相对运动表面隔开，使运动副表面不直接发生磨擦，而只是润滑物质内部分子与分子之间的摩擦。 所以，摩擦是运动副作相对运动时的物理现象，磨损是伴随摩擦而发生的事实，润滑则是减少摩擦、降低磨损的重要措施。

第二节摩擦分类 摩擦有许多分类法。 1. 按摩擦副运动状态分 静磨擦：一个物体沿着另一个物体表面有相对运动趋势时产生的摩擦，叫做静摩擦。这种摩接力叫做静摩擦力。静摩擦力随作用于物体上的外力变化而变化。当外力克服了最大静摩擦力时，物体才开始宏观运动。 动磨擦：一个物体沿着另一个物体表面相对运动时产生的摩擦叫做动摩擦。这时，产生的阻碍物体运动的切向力叫做动摩擦力。 2. 按摩擦副接触形式分 滑动摩擦：接触表面相对滑动时的摩擦叫做滑动摩擦。 滚动磨擦：在力矩作用下，物体沿接触表面滚动时的摩擦叫做滚动摩擦。 3. 按摩擦副表面润滑状态分。 干摩擦：指既无润滑又无湿气的摩擦。 边界摩擦：指摩擦表面有一层极薄的润滑膜存在时的摩擦。这时，摩擦不取决于润滑剂的粘度，而是取决于接触表面和润滑剂的特性。边界摩擦时，不能避免金属的直接接触，这时仍有微小的摩擦力产生，其摩擦系数通常约左右。 混合摩擦：属于过度状态的摩擦，包括半干摩擦和半流体摩擦。半干摩擦是指同时有边界摩擦和干摩擦的情况。半流体摩擦是指同时有液体摩擦和干摩擦的情况。混合摩擦能有效的降低摩擦力，其摩擦系数要比边界摩擦小的多。但因表面间仍有轮廓峰的直接接触，所以不可避免的仍有磨损存在。 流体摩擦：即流体润滑条件下的摩擦。这时两表面完全被液体油膜隔开，摩擦表现为由粘性流体引起。摩擦系数极小（油润滑时约为－），而且不会有磨损产生，是理想的摩擦状态。 炼油化工设备中的一些摩擦副的工作条件是复杂的，如处于高速、高温、或低温、真空等苛刻环境条件下工作，其摩擦、磨损情况也各有不同的特点。 第三节产生摩擦的原因 对于接触表面作相对运动时产生摩擦力这一现象有各种各样的解释，综合起来有以下几点： 机械上发生相对运动的部位一般都经过加工，具有光滑的表面。但实际上，无论加工程

摩擦学与润滑学研究

摩擦学与润滑学研究 摩擦学和润滑学是机械工程学的重要分支，主要研究摩擦、磨损、润滑和密封等方面的问题。摩擦学和润滑学在很多领域都有着重要的应用，如机械工业、汽车工业、轨道交通、飞行器、船舶、军事装备等。在这篇文章中，我将简要介绍摩擦学和润滑学的基本概念和研究内容，以及它们在现代工业中的应用。 一、摩擦学 1.1 摩擦的基本概念 摩擦是物体相对运动时产生的阻力，也是物体静止时阻碍其运动的力。摩擦force 是由于接触面之间存在微小颗粒间的力学相互作用引起，是由于表面几何和物质特性，包括材料粗糙度、硬度、弹性、塑性、润湿性等方面。摩擦力的大小取决于接触面的材料、表面特性、受力面的压力以及相对运动速度等因素。摩擦力的方向始终垂直于接触面，与运动方向相反。 1.2 摩擦的磨损和热效应 摩擦磨损是暴露在环境中的材料被力或微动摩擦力磨损去除的现象，是摩擦过程中产生的不可逆现象，磨损后造成的表面形貌和性质发生变化，特别是体现在磨损面的失效问题，对机械传动、轴承、密封等工程实际应用有着深远的影响。 在摩擦过程中，能量被转化为热能，因此摩擦产生的热效应也是摩擦学研究的重要方面。当摩擦面受到外力作用时，摩擦面的材料开始发热。当发热时，热量被摩擦面从接触点周围传递到大规模边界层（FBL），然后扩散到热影响区域（TIR）。热效应对于不同的摩擦材料和运动速度有不同的影响，在液体中，摩擦发热可被通过润滑来控制。 1.3 摩擦的控制和应用

摩擦能量损失造成能源和材料的浪费以及系统效率的降低。因此，降低摩擦力 和磨损是摩擦学的主要目标。摩擦学研究的主要内容包括摩擦学理论、材料摩擦和磨损机理、摩擦学测试技术和摩擦学应用控制等。摩擦学的应用涉及到润滑学、机械制造、材料科学、表面和界面科学等多个领域。随着现代制造和工程学的不断发展，摩擦学的研究越来越受到关注。 二、润滑学 2.1 润滑的基本概念 润滑是表面之间存在的液体、固体或气体薄膜作为分离媒体，以减小摩擦、磨 损和热效应，从而对不同的运动副表面进行的交互减摩或消耗能量等措施。润滑 系统的主要组成部分是润滑剂、润滑油膜和润滑区域。常见的润滑方式有干摩擦、液体润滑、固体润滑等。 2.2 液体润滑和固体润滑 液态润滑是一种常见的润滑形式，主要通过在摩擦表面上形成液膜来减少物体 之间的摩擦和磨损。液体润滑剂通常是油或液态化合物，极限液体润滑表征稳定、连续的油膜产生，微小峰谷结构和磨损体现在损失质量期。可以通过设计润滑油 膜形成控制摩擦力的实现。 固体润滑剂的磨损低、耐高温、减少摩擦和降低噪音的优点长期存在，特别是 发展纳米颗粒增强固体润滑研究是近年来润滑学重点之一，可以提高润滑效果和机件使用寿命。 2.3润滑的控制和应用 润滑学的应用涉及到许多领域，如轴承、密封、摩托车、汽车和飞行器。润滑 技术可以广泛地应用于各种机械系统中，以减少能源消耗、提高工作效率和延长机械寿命等方面。润滑控制技术是润滑学研究的重要方面。

摩擦和磨损与润滑学的基本原理

摩擦和磨损与润滑学的基本原理 一、摩擦和摩擦的种类 1.什么是摩擦？ 相互接触的物体沿着它们的接触面做相对运动时，会产生阻碍物体相对运动的阻力，这种现象称为摩擦。这种阻力叫摩擦力。 2.摩擦的种类 摩擦的种类很多，因为研究的依据不同，摩擦的分类也不同。按摩擦副的运动状态分为静摩擦和动摩擦；按摩擦副运动形式分类分为滑动摩擦、滚动摩擦和自旋摩擦；按摩擦发生的部位分类分为内摩擦和外摩擦；按摩擦副表面润滑状况分类分为静摩擦、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦。本文重点介绍静摩擦、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦（液体摩擦）和混合摩擦。 （1）静摩擦是指摩擦表面没有任何吸附膜或化合物存在时的摩擦。静金属的摩擦会产生表面粘着。 （2）干摩擦是指在大气条件下，摩擦表面没有任何润滑剂存在的摩擦。严格说干摩擦是在接触表面上无任何其他介质，如自然污染膜、润滑膜以及湿气等。干摩擦是消耗动力最多，磨损最严重的一种摩擦。 （3）边界摩擦是指摩擦表面有一层极薄得润滑膜存在时的摩擦。这层膜称为边界油膜。 （4）流体摩擦是指摩擦表面完全被润滑油膜隔开时的摩擦。这种摩擦发生在界面的润滑剂膜内，摩擦阻力最小，磨损最小。 （5）混合摩擦——是指属于过渡状态的摩擦，包括半干摩擦和半流体摩擦。半干摩擦是指同时存在着干摩擦和边界摩擦的混合摩擦。半流体摩擦是指同时存在着流体摩擦和边界摩擦（或干摩擦）的混合摩擦。 二、磨损和磨损的种类 1.什么是磨损？ 是指两个相互接触的物体发生相对运动时，物体表面的物质不断地转移和损失。磨损的结果使相对运动的物体表面不断有微料抖落，表面性质、几何尺寸均发生改变。 2.磨损的三个阶段 磨损阶段、稳定磨损阶段和急剧磨损阶段 3.磨损的种类 按磨损的破坏机理，通常把磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种。 （1）粘着磨损 由于摩擦表面存在着一定的粗糙度，在压力的作用下，当摩擦表面做相对运动时，在真空接触点上产生瞬时高温，使其表面软化，熔化，甚至相互粘着，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面，这种现象就叫做粘着磨损。粘着磨损严重时，摩擦副之间咬死，不能再发生相对运动。 （2）磨料磨损 外来的硬料介质进入摩擦副，或摩擦副一个表面比另一个表面硬，在较硬表面上存在的微凸体，在摩擦过程中对较软表面犁沟或拉槽，引起表面材料的脱落，这种现象叫做磨料磨损。磨料磨损是一种最常见的磨损。 （3）腐蚀磨损

摩擦与润滑基本知识

摩擦与润滑基本知识 1.摩擦产生的原因：当接触表面粗糙度较大时，接触表面凹凸不平处相互啮合，摩擦力的主要因素表现为机械啮合；当接触表面粗糙度较小时，两接触面的分子相互吸引，摩擦力的主要因素表现为表面分子的吸引力。 2.根据物体的表面润滑程度，滑动摩擦可分为干摩擦、液体摩擦、界限摩擦、半液体和半干摩擦等。 2.1干摩擦：在摩擦表面之间，完全没有润滑油和其他杂质，摩擦表面之间作相对运动时所产生的摩擦叫做干摩擦。例如制动闸瓦与制动轮作相对运动时即产生干摩擦。 2.2液体摩擦：在两个滑动摩擦表面之间，由于充满润滑剂，因而表面不发生直接接触，摩擦发生在润滑剂的内部，叫液体摩擦。例如空气压缩机的主轴瓦。 2.3界限摩擦：两个滑动摩擦表面之间由于润滑剂供应不足，无法建立液体摩擦，只能依靠润滑剂中的极性油分子在摩擦表面形成一层极薄的油膜，属于液体摩擦过渡到干摩擦的最后界限。 3.零件磨损的主要形式： 3.1磨粒磨损：有硬质微粒进入摩擦表面间时，摩擦表面被硬粒切下或擦下切屑而形成的刮伤。 3.2刮研磨损：由摩擦表面的微观不平度而发生的磨损，主要是较硬的一面对较软的一面形成切削。 3.3点蚀磨损：表面上有重复的接触应力，在表面上引起微观裂痕，这些裂痕逐渐扩大，形成麻斑式的剥落。 3.4胶合磨损：摩擦表面润滑油不足，当滑动速度较高、压强过大时，局部的摩擦变形热量和塑性变形热量，使较软的材料局部熔化，粘在另一表面上而被撕下来的磨损。

3.5塑性变型：表面发生了塑性变形的一种摩擦。 3.6金属表面的腐蚀：金属表面层氧化，变成松软多孔，易于脱落，丢失耐磨强度的状态。 实例一，摩擦的规律：同类纯金属间的摩擦因数比异类纯金属间和同类合金间的摩擦因数大得多。 4.影响磨损的因素和减小磨损的途径 4.1润滑：轴径与轴瓦建立液体摩擦的必要条件是a、合适的间隙配合，确保油膜形成；b、润滑油充足，具备必要的压力和速度；c、轴径要有足够的转速；d、轴径与轴承配合表面的加工精度要适当；e、注油孔和油槽要设计在轴承承载区以外。 4.2零件材料选择。 4.3零件表面处理方法：热处理法，机械强度冷作法等。 4.4工作条件：环境清洁卫生，灰尘和金属粉末较少、温差变化小等。 4.5贯彻以预防为主的维修方针：制定大中小修计划，抓好装配精度。 实例二：增加摩擦性好的方法之一，零件表面处理--镀铬：镀铬层硬度较高；表面几乎不受温度的影响；镀铬层与钢比钢与钢摩擦因数低约50%倍；耐磨性高2-50倍；热导率高约40%。 润滑材料：润滑剂有液体、半固体和固体三种，分别称为润滑油、润滑脂和固体润滑剂。 5.润滑油： 5.1主要功用：减摩、冷却和防腐。 5.2主要物理化学性能包括：粘度、闪点、凝固点和水分、机械杂质、水溶性酸、水溶性碱等的含量和润滑性。 5.3润滑油的组成：基础油+添加剂，矿物基础油占基础油的97%以上。（国内外油脂区别）

润滑与摩擦的关系密切

润滑与摩擦的关系密切 。摩擦的类别取决于摩擦条件，从润滑观点来讲，常按摩擦面之间有无润滑材料及润滑剂的存在状态来分类。可分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。润滑机理与这些不同的摩擦状态相关联。 1.干摩擦 摩擦面之间没有润滑剂存在时发生的摩擦，称为干摩擦。 干摩擦的发生有许多理论解释，常用的是所谓“粘着—机械啮合”学说。由于物体之间摩擦面的微观状态是凹凸不平的，摩擦面之间的接触不发生在整个接触面上，摩擦只是发生在摩擦面之间凸峰与凸峰正好相对的地方，物体之间的正压力实际上只由占摩擦面很小部分的实际接触面积承受。由于这些凸峰与凸峰相接触的点受到相当大的压力而产生塑性变形，出现了粘着现象,使凸峰与凸峰就好像被“熔焊”在一起。当物体做相对运动时，为了将这些“熔焊”在一起的点撕裂所需要的力，就构成了摩擦力的主要部分。此外，还存在着一个摩擦面上的凸峰正好嵌入另一个摩擦面上的凹谷的情况，当物体做相对运动时，将产生机械啮合阻力，这是摩擦力的又一个来源。因而物体之间发生干摩擦时，其摩擦力是“熔焊”点造成的粘着阻力与“凹凸体”机械啮合阻力之和。 从设备的润滑观点来讲，干摩擦是有害的，主要表现在能量的损失（如转为热能）和机件的磨损上（如温度升高导致材料表面抗磨性及强度降低同时有磨屑的产生）。 2.边界摩擦 边界摩擦亦称为边界润滑，是指物体之间摩擦面上存在一层由润滑剂构成的边界膜发生的摩擦。 边界膜的性质是影响边界摩擦的主要因素，按其形成方式，可分为吸附膜和反应膜两类。吸附膜是通过物理因素（分子吸引）或化学因素（电子交换产生的化学结合力），使润滑剂中的极性分子产生定向排列形成的一层膜。 反应膜则是由含硫、磷、氯等元素的润滑油添加剂与摩擦表面起化学反应，所生成的新的物质而构成的一层膜。在边界润滑作用比较充分，即形成的

机械设计中的摩擦润滑与磨损

机械设计中的摩擦润滑与磨损摩擦润滑与磨损在机械设计中起着非常重要的作用。摩擦润滑的合 理运用可以减少能量损耗、改善工作条件，并提高机械部件的使用寿命。而磨损则是机械部件长期使用过程中常见的一种现象，需要通过 适当的设计和维护来降低其对设备性能的影响。 一、摩擦润滑的基本原理与分类 摩擦润滑的基本原理是通过在接触面上形成均匀的润滑膜，减小接 触面间的相互作用力，从而降低摩擦力和磨损。根据润滑介质的不同，摩擦润滑可分为干摩擦润滑和液体摩擦润滑。干摩擦润滑通常采用固 体润滑剂，如石墨、MoS2等，用于减小接触面间的直接接触，并提供 加载条件下的润滑效果。液体摩擦润滑则以润滑油膜或润滑脂为介质，充满接触面间的微小间隙，实现摩擦力的降低和磨损的防止。 二、摩擦润滑设计的基本原则 1. 选择适当的润滑剂：根据摩擦副的工作条件和要求，选择合适的 润滑剂，确保润滑效果的达到最佳。 2. 控制润滑膜厚度：润滑膜的厚度对于摩擦润滑的效果至关重要， 过薄或过厚的润滑膜都会导致润滑失效，应根据设计要求和工作条件 进行合理调节。 3. 避免边沟现象：边沟是指润滑剂在摩擦副表面形成长条状或圆环 状排列的现象，会导致接触面的局部摩擦和磨损加剧。合理控制润滑 剂的流动性、表面张力等因素，可有效避免边沟的产生。

三、磨损的产生原因与分类 磨损是机械部件长期使用过程中逐渐产生的现象，主要有以下几种 原因： 1. 疲劳磨损：由于零件长期受到交变应力的作用，使零件表面逐渐 产生小裂纹，并沿裂纹方向扩展，导致表面磨损。 2. 磨粒磨损：机械设备在运行过程中，由于外界进入的杂质或杂质 本身的磨损，会导致零件表面的磨擦和磨损。 3. 粘着磨损：当两个零件表面之间的摩擦力较大时，容易产生粘着 现象，从而导致零件表面的金属相互沾附，形成磨损。 根据磨损形式的不同，磨损可以分为磨粒磨损、胶合磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等。 四、降低磨损的措施 1. 合理选材：根据工作条件选择适当的材料，如使用表面硬度较高、耐磨性好的材料，可以有效降低磨损的发生速度。 2. 润滑措施：通过合理的摩擦润滑设计和使用适当的润滑剂，形成 均匀的润滑膜，减小接触面间的摩擦和磨损。 3. 表面处理：采用表面覆盖、氮化、电镀等技术手段，提高零件表 面的硬度和抗磨性，延缓磨损的发生。 4. 设备维护：定期检查设备的磨损状况，及时更换磨损严重的零件，进行适当的维护和保养，延长设备的使用寿命。

摩擦磨损与润滑复习重点

第一章绪论（5） 1、摩擦学是研究发生在作相对运动的相互作用的表面上的各种现象的产生、变化、和发展的规律及其应用的一门科学。 2、摩擦学的研究对象是表面（界面）上发生的各种现象。而这种现象的产生只是由于相对运动而引起的表面之间以及表面与环境之间的相互作用。（机械工程中包括：动、静摩擦副，机械制造工艺的摩擦学问题，特殊工况条件下的摩擦学问题） 3、摩擦学研究的基本内容是摩擦、磨损(包括材料转移)和润滑(包括固体润滑)的原理及其应用。概括起来有以下八方面： （1）摩擦学现象的作用机理。（2）材料的摩擦学特性。（3）摩擦学元件(包括人体人工关节)的特性与设计以及摩擦学失效分析。（4）摩擦材料。（5）润滑材料。（6）摩擦学状态的测试技术与仪器设备。（7）机器设备摩擦学失效状态的在线检测与监控以及早期预报与诊断。（8）摩擦学数据库与知识库。 4、摩擦学的特点1）是一门在传统学科是基础上综合发展起来的边缘学科2）是一门具有很强应用背景的横断学科3）是一门学科边界还没完全界定的新兴学科 5、摩擦学研究的意义1）是一门能源保护的科学2）摩擦学的发展是工业和科学技术发展的迫切需要3）摩擦学的研究和应用具有巨大的经济意义 第二章固体的表面性质 1、表面的几何形状特征1）微观几何形状误差2）宏观几何形状误差3）中等几何形状误差 2、物体表面力是指两相或两物体相互作用时有助于物体内聚的各种力。按固体晶体结构不同，有离子键力、共价键力、金属键力和范德华力。 3、吸附与固体表面膜 （1）物理吸附膜 （2）化学吸附膜由于极性分子（感应或永久的）有价电子与基体表面的电子发生交换而产生的化学结合力，使极性分子定向地排列在固体表面上形成的吸附现象。 （3）氧化膜 （4）化学反应膜金属表面与润滑油添加剂中的硫、磷、氯等元素发生化学反应，所形成的一种新的化合物膜层。 第三章固体表面的接触特性 1、、接触面积的概念 （1）名义接触面积An 在平面接触下，具有理想光滑面的物体的接触面积（2）轮廓接触面积Ap 物体接触表面上波纹度的波峰因承载而被压扁的区域所形成的面积总和 （3）实际接触面积是指在固／固界面上，直接传递界面力的各个局部实际接触的微观面积△Ari的总和。 2、微凸体模型和接触模型 （1）微凸体模型：1）球形模型；2）柱形模型；3）锥形模型 第四章摩擦 1、按摩擦副的润滑状态分类 （1）干摩擦接触表面无任何润滑剂 （2）边界摩擦这是指在两接触表面上存在一层极薄的边界膜的摩擦。（发动机

技能培训：摩擦与润滑

摩擦学（Tribology)是一门涉及数学、力学、物理学、化学、机械工程学、以及材料科学、石油化工等多种学科领域的一门综合性边缘学科。 物体的摩擦分三种类型：滑动摩擦、滚动摩擦和流动摩擦。为最小的力就能移动物体，有必要把滑动摩擦和滚动摩擦转变成阻力最小的流动摩擦，或是两个物体间加入一种润滑剂以减轻摩擦。 润滑的目的是两种物体直接接触，故此，希望在接触面之间形成一层较厚的油膜。一般来讲滑动或滚动的表面形成的油膜厚度取决于ZN/P 值。其中Z=粘度（cP），N=每分钟转数（rpm），P=负载（Kg/cm2），按此原则可以说：—粘度越高，油膜越后 转数越高，油膜越厚 负载越轻，油膜越厚

在恒定的负荷下，轴承接触面积越大，单位面积所承受的负荷越小，因此油膜越厚。 流动润滑（摩擦）区（ZN/P＞A） 这是理想的条件，润滑油膜厚，把接触面完全分开。 混合和边界润滑（摩擦）区（ZN/P＜A） 在这些区域里，虽然粘着性在摩擦的表面还未完全得到发展，但润滑膜已经失去了流体特性，与流体摩擦区域相比较，摩擦量大。烧坏的危险性大，这种情况发生在机器的启动或停机瞬间。 当负荷继续增大超过润滑限度，油膜失去支持负载的能力，互相摩擦的表面引起附着粘合和磨损。这种状况叫干摩擦。在这种情况下，在接触的金属表面与润滑油中极压剂之间会发生化学反应。因此，一层起润滑作用而又容易滑动的金属化合物薄膜就形成了，这种状况叫极压润滑。 两个物体之间的摩擦会产生物体磨损，摩擦是现象，磨损是结果，润滑是减缓磨损的一种办法。物体磨损有一下几种类型

五种常见磨损类型： 1、减少磨损的途径： （1）材料选配 （2）润滑 （3）表面强化处理或耐磨处理 （4）结构设计 （5）科学使用设备、精心维护设备 2、润滑的作用： （1）润滑功能，降低摩擦阻力以节约能源，减少磨损以延长机械寿命（2）冷却功能，散播摩擦产生的热量

机械运动部件的润滑与摩擦控制

机械运动部件的润滑与摩擦控制机械运动部件的润滑与摩擦控制是机械工程领域中一个重要的研究方向。合理的润滑与摩擦控制可以延长机械设备的使用寿命，减少能源消耗，提高工作效率。本文将探讨机械运动部件润滑与摩擦控制的原理和方法，并介绍一些常用的润滑材料。 一、摩擦与润滑机理 摩擦是两个物体相对运动时产生的阻力，它会导致能量损耗和部件的磨损。为了减少摩擦，我们需要采取一系列的润滑措施。润滑是通过介质的分离来减少摩擦，常用的润滑方式有干摩擦、液体润滑和固体润滑。 干摩擦主要是指两个物体直接接触时的摩擦。它的特点是摩擦系数较高，容易产生热量和磨损。干摩擦通常发生在无法使用液体润滑剂或固体润滑材料的地方，比如高温环境和真空环境中。 液体润滑主要是通过液体形成润滑膜来降低摩擦。液体润滑通常使用润滑油或润滑脂作为润滑介质。润滑油具有良好的流动性，适用于高速运动的部件，而润滑脂则适用于低速运动的部件。液体润滑有着较低的摩擦系数和较高的润滑效果。 固体润滑主要是通过固体材料在部件表面形成润滑膜来减少摩擦和磨损。常见的固体润滑材料有石墨、二硫化钼等。固体润滑适用于高温、高压和恶劣环境下的摩擦控制。 二、润滑与摩擦控制的方法

1. 选择合适的润滑方式：根据机械部件的工作条件和要求，选择合 适的润滑方式，比如干摩擦、液体润滑或固体润滑。 2. 选择适当的润滑材料：根据润滑要求和工作环境，选择合适的润 滑材料。常见的润滑材料有润滑油、润滑脂、固体润滑材料等。 3. 定期维护和更换润滑材料：定期检查机械设备的润滑状况，及时 更换老化或污染的润滑材料，保持润滑系统的良好状态。 4. 加强摩擦监测和控制：使用传感器和监测设备对机械部件的摩擦 进行实时监测，并根据监测结果进行相应的调整和控制。 5. 提高润滑系统的效率：优化润滑系统的结构和工艺，减少能量损 耗和材料消耗，提高润滑效果和使用寿命。 三、常用的润滑材料 1. 润滑油：润滑油是液体润滑中常用的润滑材料，它具有良好的流 动性和附着性，适用于高速和高温环境。常见的润滑油有矿物油、合 成油和生物油等。 2. 润滑脂：润滑脂是液体润滑中的一种特殊形式，它具有较高的黏 度和附着性，适用于低速和较高压力环境。润滑脂主要由基础油和稠 化剂组成，可以添加一定的添加剂来增加性能。 3. 固体润滑材料：固体润滑材料主要用于高温、高压和恶劣环境下 的摩擦控制。常见的固体润滑材料有石墨、二硫化钼和聚四氟乙烯等。 四、结论

浅谈金属压力加工中的摩擦与润滑

浅谈金属压力加工中的摩擦与润滑 摘要：在金属压力加工过程之中，摩擦和润滑无疑是其中不可忽视的工艺因素。变形金属与变形工具之间的摩擦力，绝大部分情况下，都是有害的摩擦力，仅有如轧辊咬入金属这种极少数的情况下的摩擦力，才会对金属压力加工过程产生促进作用。为此，在金属压力加工过程中，润滑剂的使用就变得十分重要。本文结合笔者实际工作经验，简要分析了金属压力加工过程中的摩擦与润滑，以期能为相关工作者提供一定参考。 关键词：金属压力加工；摩擦；润滑 1摩擦和润滑的机理 摩擦于金属压力加工中，主要分为如下几种类型：吸附摩擦、液体摩擦、干摩擦，以及另外两种混合摩擦，半液体摩擦与半干摩擦。在压力加工过程中，金属工件的晶体在外力的作用之下，沿着滑移方向于晶间的滑移面上出现滑移。宏观的金属塑性变形，在数个滑移单元一同协调作用时，就会产生。因此，实质上塑性变形，就是表层金属的剪切流动变形过程。为此，金属压力加工中摩擦力，就是克服流动剪切力。 若是在金属压力加工过程中，将润滑剂加入到工件和工具之间的空隙处，则能够一定程度啥还给你减少接触载荷，使得摩擦应力能维持在一个较低的状态。通常工具表面都覆盖有一层氧化膜，同时还或多或少存有一些因为化学和物理作用而吸附的有机物质与水蒸气。正是由于有着化学吸附和金属表面所形成的边界润滑膜，实际接触部分的摩擦力不会很大。虽然，润滑剂分子和金属表面互相吸引，会形成定向排列的分子棚，层间剪切阻力也比较小。但工件和模具间的界面，难以出现平直光滑这一理想的状态，因而，较易破坏吸附层表面，形成半干摩擦。金属和润滑剂之间的分子作用力，决定了润滑剂吸附层内分子的定向排列。分子的定向排列明显增强，则润滑剂之中有着表面活性分子式，为此，在非极性介质中加入带有表面活性的物质，会使润滑的效果得以很大改善。

摩擦.磨损.润滑及润滑剂概论

第一章摩擦.磨损.润滑及润滑剂概论 摩擦、磨损、润滑的种类及其基本性质│润滑剂及其基本性能指标│润滑剂的种类 一、摩擦.磨损.润滑的种类及其基本性质 摩擦、磨损、润滑是一种古老的技术，但一直未成为一种独立的学科。1964年英国以乔斯特（Jost）为首的一个小组，受英国科研与教育部的委托，调查了润滑方面的科研与教育状况及工业在这方面的需求。于1966年提出了一项调查报告。这项报告提到，通过充分运用摩擦学的原理与知识，就可以使英国工业每年节约510,000,000英镑，相当于英国国民生产总值的1%。这项报告引起了英国政府和工业部门的重视，同年英国开始将摩擦、磨损、润滑及有关的科学技术归并为一门新学科--摩擦学（Tribology）。摩擦学是研究相互作用、相互运动表面的科学技术，也可以说是有关摩擦、磨损及润滑的科学与技术统称为摩擦学（Tribology）。 科学地控制摩擦，中国每年可节省400亿人民币。故改善润滑、控制摩擦，就能为我们带来巨大的经济利益。 中国工程院咨询研究项目《摩擦学科学及工程应用现状与发展战略研究》调查显示，2006年全国消耗在摩擦、磨损和润滑方面的资金估计为9500亿元，其中如果正确运用摩擦学知识可以节省人民币估计可达到3270亿元，占国内生产总值GDP的1.55%。 美国机械工程学会在《依靠摩擦润滑节能策略》一书中提出，美国每年从润滑方面获得的经济效益达6000亿美元。1986年，中国的《全国摩擦学工业应用调查报告》指出，根据对我国冶金、石油、煤炭、铁道运输、机械五大行业的调查，经过初步统计和测算，应用已有的摩擦学知识，每年可以节约37.8亿元左右，约占生产总值（5个行业1984年的可计算部分）的2.5%。 润滑油的支出仅是设备维修费用的2%～3%。实践证明，设备出厂后的运转寿命绝大程度取决于润滑条件。80%的零件损坏是由于异常磨损引起的，60%的设备故障由于不良润滑引起。

摩擦与润滑的理论与实践

摩擦与润滑的理论与实践 摩擦和润滑是日常生活中常见的现象，人们进行各种运动和生产活动时都会受到其影响。了解这些现象的理论与实践有助于我们更好地掌握生产和生活中的技能，提高效率。本文将从摩擦和润滑的基本概念入手，探讨其理论和实践。 第一部分：摩擦的基本概念和类型 摩擦是指两个物体之间的接触面之间相互抵抗相对运动的力，阻碍物体之间的相对运动。摩擦通常由于两个物体表面之间的不规则性所引起，当两个表面移动时，不规则性产生的物理障碍物就会相互碰撞，产生抵抗力，从而阻碍物体的相对运动。 摩擦有很多种类型，包括干摩擦、液体摩擦和气体摩擦。干摩擦通常发生在两个物体表面之间没有任何润滑剂的情况下。液体摩擦通常发生在两个固体物体之间有液体润滑剂的情况下。气体摩擦则是通常发生在两个物体之间有气体润滑剂（例如空气）的情况下。 第二部分：摩擦理论

摩擦力的大小与两个物体表面之间以及它们之间施加的压力有关。摩擦系数μ 是描述两个物体之间摩擦强度的指标，它的大小取决于物体表面的材料以及它们之间压力的大小。斯托克斯公式是计算摩擦力的常用工具，它可以简单地表示为： f = μN 其中，f 是摩擦力，μ 是摩擦系数，N 是施加在物体表面上的正压力。 摩擦力有时被视为一种“消极”的力量，因为它常常会减缓或阻止我们想要的运动。但是，在某些情况下，摩擦是必需的，例如在刹车系统中所需的摩擦力可以减慢车速甚至停车。此外，摩擦还能够提供部分防滑保护，并用于各种其他应用领域，如建筑、采矿和工业生产。 第三部分：润滑的基本概念和类型

润滑是一种减少摩擦的方法，通过在物体表面之间引入液体或其他流体介质，来降低物体之间的摩擦力。在少数情况下，通过在物体表面之间引入干润滑材料（例如坚硬的黑兔粉末），也可以实现润滑。 润滑的类型非常多样，其中最常见的润滑类型是油润滑和脂润滑。油润滑通过为工业和汽车设备中的齿轮、轴、轴承和其他部件提供润滑油或油膜来降低摩擦。脂润滑则是通过将膏状润滑剂应用于部件表面来保持其润滑性能。 当要润滑精密传动系统时，必须使用特殊的润滑学知识来选择适当的润滑材料和方法。这些知识包括选择合适的润滑油和脂以及选定正确的润滑加油时间和工作温度。润滑剂的合适选择可以大大减少磨损和延长设备寿命。 第四部分：润滑理论 润滑科学同样是重要的，润滑剂可以使物体表面相对光滑，并创建一层薄膜，从而减少物体之间的运动摩擦。此外，润滑剂还可以吸收冲击和震动，降低机件的噪音水平，节省能源。

金属压力加工中的摩擦与润滑

金属压力加工中的摩擦与润滑 摘要：摩擦与加工作为金属压力加工中的重要组成因素，有着不可忽视的地位，想在金属压力加工中使金属制造的企业效能有所突出，就必须充分重视金属压力加工中的摩擦与润滑。本文从金属压力加工中摩擦与润滑的作用机制着手，逐一对金属压力加工中摩擦和润滑的影响因素或者重点特征进行简要浅析，意在突出金属压力加工中摩擦与润滑的特殊作用，希望能在理论方面提供一些参考价值。 关键词：金属压力加工；摩擦和润滑；现代金属冶炼技术 一、在金属压力加工中摩擦与润滑的作用机理 （一）金属压力加工中摩擦的作用机理 在金属压力加工产业的过程当中，摩擦主要以干摩擦、边界摩擦、液体摩擦这三种形式的方式存在。除此之外，半干摩擦和半液体摩擦这两种和类型的摩擦又是比较特殊的存在。在金属压力加工的过程当中，外部力量的推动作用让金属材质的晶体随着一定移动方向在晶体间滑移面上发生了滑移，就是这一个个的推动滑移在多个单位条作用的过程中，产生了宏观意义上的金属变形，也是我们常说的金属压力加工的由来。这个金属压力加工过程中的补偿流动剪切力就是我们常说的金属压力加工的摩擦，也称金属压力加工的摩擦力。而金属压力加工的摩擦力又由摩擦接触面积以及剪切强度极限这两方面的因素构成。 （二）金属压力加工中润滑的作用机理 在金属压力加工中，摩擦力并不是百利而无一害，为了减轻部分元件的摩擦力，就与之相对的又有了一个名词——润滑。即在金属压力加工的过程中，假如工具与元件之间的间隙位置上有润滑剂的附着，那么相应的润滑剂就会承受来自金属压力加工过程中的一部分接触负荷，我们也将这种作用称之为摩擦应力。

提到润滑，就不得不先讲一讲金属压力加工中工具与元件之间的接触率。参 与金属压力加工的用具表面常情况下会覆盖着一层氧化膜，除此之外，还会有一 些因为物理作用或者化学作用而吸附来的水蒸气或者有机物质。正是因为金属表 层与化学作用形成在边界的起到润滑作用的薄膜的存在，才使得金属压力加工中 工具与元件之间的接触率变小，相应的两者之间实际接触的摩擦也会有所减少。 这主要是因为在金属表层，虽然不存在工具元件之间界面绝对平直光滑的理 想状态，但是由于润滑剂分子定向排列所形成的分子吸附层，拥有相对较低的层 间剪切阻力，所以有所吸附的表层更易因为遭受损伤而转为半干摩擦。由此可见，我们不难发现主要在金属压力加工产业中起润滑作用的润滑剂靠的往往是表面活 性物质的定向排列。而润滑剂吸附层内因子的定向排列，是根据润滑剂和金属间 分子作用力大小所决定的。所以想要改善稳定性不高的润滑作用，可以采取在表 面活性物质中添加非极性介质的办法。 二、浅析金属压力加工中的摩擦 （一）金属压力加工中影响摩擦的具体因素 摩擦是两个物体之间的一种相护作用力，影响摩擦的因素也是多种多样的， 而在金属压力加工中，主要有以下几点影响摩擦的具体因素需要我们的特别关注： 1.金属压力加工中变形温度的影响 从所周知，在金属压力加工过程中，温度的变形是再所难免的，而温度变形 也会直接或间接的影响摩擦系数——伴随着温度的持续升高，将有两种不同的矛 盾表象呈现出来，一是金属容易因产生氧化皮而导致摩擦系数的增加，二则是可 能会因变形应力让第一而发生摩擦系数缩小的状况。 2.金属压力加工用具的表面实际状态 在日常金属压力加工过程当中，不同的用具有着不同的作用，但是不同用具 的表面状态，往往又会对摩擦系数产生不同的影响。然而因为在变形过程当中， 用具表面会发生于元件表面的逐渐贴合，所以在金属压力加工过程当中，用具表

金属压力加工中的摩擦与润滑

金属压力加工中的摩擦与润滑 摘要:在金属压力加工的过程中，摩擦与润滑是其中比较重要的工艺因素。对于影响摩擦的因素，润滑剂的使用机理和特点等都是需要重视和研究的问题。本文从这些问题提出以下粗浅的想法。 关键词:金属压力加工；摩擦；润滑 引言 在金属压力加工中,制品与工具表面间存在相对滑动,不可避免地会产生摩擦。为了减轻这种外摩擦的不良影响,通常需要进行工艺润滑。事实证明:了解这种偶件之一的金属基体发生连续塑性变形条件下的摩擦与润滑的规律,无论在理论上和实践上都有着极其重要的意义。 一、金属压力加工中摩擦的特点及影响因素 （一）金属压力加工中摩擦的特点 金属压力加工与一般机械传动中的摩擦相比,具有以下特点: （1）界面温度高 压力加工时,接触面的表层温度随着滑动速度的增大而升高且不均匀,摩擦系数随滑动速度和温度的升高而增大。但是,当温度超过一最大值后,摩擦系数随滑动速度和温度的升高而下降。例如,同一材料在锤上镦粗比压力机上镦粗摩擦系数小20%～25%。 （2）压力高,接触面积大 压力加工时的单位压力一般为500MPa。单位压力小时,摩擦系数与压力无关。当压力大到某一值后,摩擦系数趋于稳定。接触面积大小与材料种类有关。随着接触面积增大,材料粘着系数与摩擦系数也增大。 （二）金属压力加工中摩擦的影响因素 （1）变形温度 在压力加工中,变形温度对摩擦的影响十分复杂、随着温度的升高,将会出现互相矛盾的两种现象:一方面,金属容易产生氧化皮,因而摩擦系数增大;另一方面,变形应力的降低又使摩擦系数减小。而且,随着温度的变化,氧化皮的性质和厚度也发生变化。在温度较低时,氧化皮呈脆性。随着温度增高,氧化皮厚度增大,摩擦