摩擦磨損過程和磨損形式_第1頁
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文檔簡介

1、摩擦磨損過程和磨損形式摩擦磨損過程和磨損形式錢洪新[摘要]在機器的運轉(zhuǎn)過程中作相對運動的零件之間總是伴隨著摩擦而產(chǎn)生磨損。磨損通常是不希望出現(xiàn)的,它是消極的、不利的。本文闡述了摩擦磨損過程;分析了摩擦的種類和摩擦磨損的四種基本形式;揭示了摩擦磨損的規(guī)律。[關鍵詞關鍵詞]摩擦磨損摩擦分類磨損形式磨損規(guī)律機器的運轉(zhuǎn)都是由運動副零件的配合表面相對運動來實現(xiàn)的,而配合表面的相對運動必然伴隨著摩擦而產(chǎn)生磨損。在摩擦過程中,摩擦表面發(fā)生了尺寸、形狀

2、和表面質(zhì)量的變化稱為磨損。摩擦磨損是發(fā)動機零件最常見的一種損傷形式,是機器縮短使用壽命、喪失工作能力、影響安全可靠工作的主要因素之一。一、一、摩擦磨損過程摩擦磨損過程摩擦磨損與摩擦表面形貌有關。由于表面粗糙度的存在,兩摩擦表面僅僅是在少數(shù)孤立點上發(fā)生接觸,這時,法向載荷便由這些點上發(fā)生接觸。接觸面積越小,法向應力越大。當法向應力超過材料的屈服極限時,接觸點就產(chǎn)生塑性變形。在塑性變形的同時,接觸點處金屬表面上的氧化膜也被壓碎或剪切掉。這時

3、,接觸點金屬分子間相互吸引力增大,有可能相互擴散而熔合在一起。我們把熔合在一起的現(xiàn)象稱為冷焊。當相對運動繼續(xù)進行時,由于剪切而使冷焊點破裂。以后又在接觸點發(fā)生塑性變形、冷焊和破裂,直到真實接觸面積增大到足以支承法向載荷時為止。這時,表面硬度增加了,表面粗糙度也有所提高了。摩擦磨損過程是一個復雜的過程。當金屬產(chǎn)生塑性變形時,要釋放熱量,因此,在摩擦表面上的溫度要比基體金屬的溫度高得多。當溫度高于再結(jié)晶溫度時,因變形而引起的表面強化現(xiàn)象將消

4、失;當溫度繼續(xù)升高時,金屬被軟化,摩擦表面金屬分子相互粘結(jié);當溫度升高到相變溫度,摩擦表面金屬就會產(chǎn)生相變,強度和硬度也大大降低。在摩擦磨損過程中,摩擦表面還要與周圍介質(zhì)起作用。例如當氧化膜被壓碎或前切后,裸露的金屬表面迅速與氧氣起化學反應,形成新的氧化膜。氧化膜和基體金屬的結(jié)合力較弱,容易被壓碎或剪切。另外,空氣中的水分和潤滑油中的硫分均能與摩擦表面起化學反應,產(chǎn)生化合物,加劇摩擦表面的磨損。因此,摩擦磨損過程就是摩擦系數(shù)增大。吸附膜

5、的穩(wěn)定性較差,在一定溫度下,定向排列的極性分子會因熱運動而變得雜亂無章,甚至從摩擦面上脫落下來,使得吸附膜失去承載能力,潤滑作用大大減小。反應膜較吸附膜穩(wěn)定得多,因為在高溫下化學反應的速度加快,更有利于生成新的物質(zhì)來加強反應膜,所以反應膜適于重載低速和高溫的條件。但是生成反應膜時,一般伴隨著對金屬有腐蝕性。3.液體摩擦液體摩擦亦稱為液體潤滑,當物體之間的接觸面被潤滑油膜完全隔開時,物體相對運動所產(chǎn)生的摩擦叫液體摩擦。液體摩擦時,物體之間

6、的摩擦面沒有直接接觸,其間除了邊界潤滑膜外,還有流動油膜。因此摩擦僅發(fā)生在潤滑油之間,運動阻力僅由潤滑油分子間的吸引力(內(nèi)聚力)形成,因而摩擦系數(shù)很小,一般在0.01~0.001的范圍內(nèi)。4.混合摩擦混合摩擦亦稱為混合潤滑,是屬于一種不穩(wěn)定的潤滑。它既存在著潤滑油粘度所產(chǎn)生的粘滯阻力,也存在著金屬表面微凸體接觸所產(chǎn)生的摩擦阻力。實際上它是指上述三種摩擦中有兩種摩擦同時存在的情形,可分為半干摩擦和半液體摩擦。半干摩擦是指干摩擦和邊界摩擦同

7、時存在的情形,不充分的邊界摩擦將導致半干摩擦。半液體摩擦是液體摩擦和邊界摩擦同時存在的情形,不充分的液體摩擦會導致半液體摩擦。工業(yè)設備經(jīng)常處于混合摩擦狀況。三、摩擦磨損形式三、摩擦磨損形式根據(jù)摩擦磨損過程的不同特征,磨損可分為粘著磨損、磨粒磨損、表面疲勞磨損和腐蝕磨損四種基本形式。1、粘著磨損摩擦副在法向載荷的作用下,接觸點產(chǎn)生塑性變形,氧化膜被壓碎或剪切,接觸點發(fā)生冷焊。如果運動速度較小而法向載荷較大,摩擦表面溫升很高,金屬軟化或熔化

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