【正文】 機械設(shè)備的潤滑 摩擦是自然界的一種普遍現(xiàn)象。兩個相互接觸的機件在外力作用下發(fā)生相對運動時，其接觸表面產(chǎn)生阻止這種運動的相互作用現(xiàn)象，稱為摩擦。影響摩擦的因素有： 從摩擦力的公式F＝μN可以看出，在正壓力N一定的情況下，摩擦力F的大小與摩擦系數(shù)μ的大小有關(guān)，影響摩擦系數(shù)的因素十分復(fù)雜，主要有以下因索： (1)潤滑條件 在不同的潤滑條件下，摩擦系數(shù)的差異很大，如潔凈無潤滑的表面團擦系數(shù)值為o．3一o．5l，面在液體動壓潤滑的表面上摩擦系數(shù)值為o．o01一o．01。 (2)表面氧化膜 具有表面氧化膜的摩擦副，其摩擯主要發(fā)生在膜層內(nèi)。在一般情況下，由于表面氧化膜的塑性和機械強度比金屬材料差，在摩撩過程中，膜先被破壞，金屬表面不易發(fā)生粘著，使摩撩系數(shù)降低，磨損減少。純凈金屬材料的摩擦副圍不存在表面氧化膜，摩擦系數(shù)都較高，故磨損較嚴重。在摩擦表面涂上姻、錫、鉛等軟金屬，可有效地降低摩擦系數(shù)。 (3)材料性質(zhì) 金屬摩擦副的摩擦系數(shù)，隨配對材料的性質(zhì)不同而發(fā)生變化。相同金屬或互溶性較大的金屬摩擦副易發(fā)生粘著，摩擦系數(shù)增高；不同金屑的摩擦副，于互镕性較差，不易發(fā)生粘著，摩擦系數(shù)一般較低。 (4)荷載 在彈性接觸的情況下，由于真實接觸面積與荷載有關(guān)，摩擦系數(shù)特隨荷載的增加而越過一極大值。當(dāng)荷載足夠大時，真實接觸面積變化很小，因面使摩擦系數(shù)趨于穩(wěn)定。在彈塑性接觸情況下，材料的摩擦系數(shù)隨荷載的增大而越過一極大值，然后隨著荷載的增加而逐漸減小。 (5)滑動速度 在一般情況下，摩擦系數(shù)隨滑動速度的增加而升高，越過一極大值后，又隨著滑動速度的增加而降低。有時摩擦系數(shù)隨滑動速度的減小而增大，并不是由于速度的直接影響，而是速度減小時摩擦表而粗糙凸起相互作用的時間長，使它們發(fā)生塑性變形和增大實際接觸面積。 (1)靜止接觸的持續(xù)時間 物體表而間相對靜止的接觸持續(xù)時間愈長，摩擦系數(shù)愈大，這是由于表面間接觸點的變形使實際接觸而積增大的結(jié)果。 (7)溫度 物體表而間相對貉止的接觸持續(xù)時間愈長，摩擦系數(shù)愈大，這是由于表面間接觸點的變形使實際接觸而積增大的結(jié)果。 (8)表面粉糙度塑性接觸的情況下，由于表面租糙度對其實接觸而積的影響不大，因此可認為摩擦系數(shù)不受影響，保持為一定值。對彈性或彈塑性接觸的干摩擦，當(dāng)表面趙糙度達到使表面分子吸引力有效地發(fā)揮作用時，機械嚙合理論不能適用，表面粗糙度愈小，真實接觸面積愈大，摩擦系數(shù)也愈大。 1．1．2 磨損零件的摩擦表面上出現(xiàn)材料損耗的現(xiàn)象稱為零件的磨損。磨損是伴隨摩擦而產(chǎn)生的必然結(jié)果因素相互影響的復(fù)雜過程。磨損將直接導(dǎo)致物體尺寸、形狀及表面質(zhì)量(租糙度)的改變和材料組織結(jié)構(gòu)及性能的損壞。如果零件的磨損超過了某一限度，就會喪失其規(guī)定功朗，引起設(shè)備性朗下降或不能正常工作，這種情況稱為磨損失效。據(jù)統(tǒng)計，機械設(shè)備故障約有1／3是由零件磨損失效引起的。 1．1．2．1磨損的一般規(guī)律零件磨損的外在表現(xiàn)形態(tài)是表層材料的磨耗。在一般情況下，總是用磨損量來度量磨損程度。不論摩接系統(tǒng)有多復(fù)雜，零件摩擦表面的磨損量總是隨庫按時間延續(xù)而逐漸增長。圖1．1是在正常工況下測出的磨損量實驗曲線。其磨損過程可分為三個階段： (1)磨合階段 磨臺階段又稱跑合階段。這一階段的特點是在短時間內(nèi)磨損量增長較快。這是因為新摩擦副的表面有微觀波峰，在磨合中遭到破壞，加上磨屑對表面起研磨作用，磨損量很快達到穩(wěn)定磨損階段。該階段曲線的斜率摩決于摩擦副表面質(zhì)量、潤滑條件和荷載。磨合階段的輕微磨損為正常運行、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)創(chuàng)造了條件。通過選擇磨合階段的輕微磨損為正常運行、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)創(chuàng)造了條件。通過選擇合理的磨合規(guī)程，采用適當(dāng)?shù)哪痈辈膁4及合理的加工工藝，正確地裝配與調(diào)整摩擦副，使用含有活性添加劑的潤滑油等措施，能夠縮短磨合期。機械設(shè)備的磨合階段結(jié)束后，應(yīng)清除摩擦副中的磨屑，更換潤滑油，才能進入滿負荷正常使用階段。(2)穩(wěn)定磨損階段這是正常磨損階段。其特點是磨損量與時間成正比增加。在磨損量達到極限值以前的這一段時間是零件的磨損壽命。它與摩擦表面工作條件、技術(shù)維護好壞關(guān)系極大，使用保養(yǎng)得好，可以延長磨損壽命，從而提高設(shè)備的可靠性和有效利用率。 [3)急劇磨損階段當(dāng)零件表面磨損量超過極限值穩(wěn)定磨損階段以后，如繼續(xù)摩擦，由于摩接條件發(fā)生了大的變化，如溫度加速升高，金屬組織發(fā)生變化，使間隙變得過大，增加了沖擊，潤滑油膜易破壞，磨損速度急劇增加，致使機械效率下降，精度降低，出現(xiàn)異常的吸聲和振動，最后導(dǎo)致意外事故。、機理及提高零件耐磨性的殺漁 (1)粘著磨損 ①粘著磨損的機理 兩個固體表面接觸，由于表面不平，實際上是微凸體之間的接觸，在相對滑動和一定的荷載作用下，接觸點發(fā)生塑性變形，摩擦表面溫度升高，嚴重時表層金屬局部將軟化或熔化，位接觸點發(fā)生冷焊粘著或焊合。然后，出現(xiàn)“粘著一撕脫一再粘著”的循環(huán)過程，形成了粘著磨損。②減少粘著磨損的措施 (a)合理潤滑。合理選擇潤滑材料，建立可靠的潤滑保護膜，照窩互相牽擯的金周表面。 (b)選擇互溶性小的材料配對，避免因配對材料互溶性大而使粘著傾向增大。非金屬與金屬組成的摩擦副比金屬與金周組成的摩擯副粘著傾向小。另外，采用表面處理工藝，可使摩擦副表面生成互镕性小、帶有多相化合物組織的表面。例如，電鍍、表面化學(xué)處理、表面合金化沉積、表面熱處理及噴鍍等工藝。(c)選用熱穩(wěn)定性高的金屬材料或加強冷卻措施。由摩擦產(chǎn)生的熱使康擯表面溫度升高，輕者破壞潤滑油膜，重者使表層金屬材料處于回火狀態(tài)，降低了強度；有時會使材料局部區(qū)域溫度升高至熔化狀態(tài)，這些都將促使粘著磨損的產(chǎn)生。 (d)選擇合適的潤滑狀態(tài)。一膠來說，流體動壓潤滑的粘著磨損量大子流體靜壓潤滑；潤滑油、脂中加入油性添加劑和極壓添加劑，能提高油膜的吸附能力和油膜的強度，能成倍地提高抗粘著磨損的能力。(2)磨粒磨損密粒磨損是在摩擦偶件的接觸面之間存在著硬質(zhì)粒子時，或者當(dāng)摩擦偶件大得多時，所產(chǎn)生的一種類似金屬切削過程的磨損。 ①磨粒磨損的類型 磨粒磨損是機械磨損的一種，非常普遍，危害性極大，據(jù)統(tǒng)計占磨損總數(shù)的一半。在建材機械中，許多機械零件在破碎、粉磨、輸送過程中與礦石、物料或熟料直接牽擯，都會發(fā)生不同形式的磨粒磨損。⑦減少磨粒磨損的措施 (a)正確選擇材料。選擇合適的耐磨材料，對于低應(yīng)力擦傷式磨料磨損，應(yīng)設(shè)法提高材料的硬度；對于高應(yīng)力碾碎式磨料磨損，不但要求材料具有高的硬度，而且要求具有較好的韌性。 [b)正確地維護和作用。對空氣、油料進行過濾‘并及時清除牽擯副磨合過程中產(chǎn)生的磨屑及硬微凸體磨損產(chǎn)生的磨屑，經(jīng)常維護、清洗換油。 (c)注意防塵。注意關(guān)鍵部位的密封；機械設(shè)備中在易受磨料磨損的部位注意防塵。(3)腐蝕磨損 由于腐蝕產(chǎn)物剝落后在摩擦面間又與其它磨損(磨料磨損、粘著磨損)相互作用，加劇了摩擦面間的磨損，所以腐蝕磨損是一個相當(dāng)復(fù)雜的磨損過程。 ①腐蝕磨損的類型 腐蝕磨損一般可分為氧化磨損、特殊介質(zhì)磨損等。腐蝕磨損產(chǎn)生的條件、破壞形式和實例見表1．4。⑦減少腐蝕磨損的措施(a)進行表面處理。致密而非脆性的氧化膜能顯著提高耐磨性。如在金屬表面發(fā)藍、磷化、蒸汽處理滲硫及有色金屬的氧化處理等，對提高耐磨性均有良好的效果。 (b提高基體的硬度。氧化膜與基體金屬的結(jié)合能力主要摩決于它們之間的硬度差，硬度差越小力越強。提高基體表層硬度，可以增加表層塑性變形抗力，從面減輕腐蝕磨損。 (c)合理選用潤滑材料。合理選用潤滑材料的種類及粘度，并適量加入中性極壓添加劑。(d)選用特殊的材料。利用某些特殊元素與特殊介質(zhì)作用，形成化學(xué)結(jié)合力較高、結(jié)構(gòu)致密的鈍化膜 (4)疲勞磨損 疲勞磨損產(chǎn)生在齒輪副間等。 ①疲勞磨損的形成 接觸表面在有摩擦存在的情況下．同時承受交變接觸應(yīng)力，使表面產(chǎn)生韌始裂紋，隨著裂紋的逐步擴展而產(chǎn)生局部微粒斷裂，形成疲勞磨損。 ⑦減少疲勞磨損的措施 (a)提高材料的冶金質(zhì)量。材料的冶金質(zhì)量對零件的疲勞磨損影響很大。鋼中的脆性夾雜物邊緣部分最容易造成微型紋，故應(yīng)盡量減少鋼中的非金屬夾雜物。 (b)適當(dāng)提高硬度。摩擦副具有適當(dāng)?shù)挠捕?，可使其抗疲勞磨損的能力增強。例如，鈾承鋼的硬度為HRc1承受接觸應(yīng)力的零件表面硬度為HRc58—12時，抗疲勞磨損的性能最好，壽命最長。 (c)提高表面加工質(zhì)量。減少表面冷熱加工缺陷，降低表面組糙度和提高接觸桔度，可以有效地提高抗疲勞磨損的能力。 (d)合理選擇潤滑油。潤滑油的粘度越高，接觸區(qū)壓應(yīng)力