摩擦與磨損原理word版(編輯修改稿)
2025-02-03 16:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 4 滑油在機(jī)械中的作用主要是降低摩擦和減緩磨 損，其次還具有冷卻、防護(hù)、密封和清洗作用。 潤(rùn)滑油降低摩擦和減緩磨損的能力稱(chēng)為 潤(rùn)滑性能 。在液體摩擦狀態(tài)下，油的潤(rùn)滑性僅與粘度有關(guān)，在其他條件相同時(shí)，油的粘度大，則潤(rùn)滑性能好。 粘度 就是液體流動(dòng)時(shí)在液體分子之間的內(nèi)摩擦，即流體膜的剪切阻力。 在礦物油中加入某些物質(zhì)，盡管量很少，但對(duì)潤(rùn)滑油的使用性能的改進(jìn)卻十分顯著，這些加入的少量物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為 添加劑 。添加劑大致可分為二大類(lèi)。一類(lèi)是影響潤(rùn)滑油物理性質(zhì)的添加劑，如各種降凝劑、增粘劑、消泡劑等；另一類(lèi)是在化學(xué)方面起作用的添加劑，如各種抗氧劑、防銹劑、極壓抗磨劑等。 潤(rùn) 滑脂是由稠化劑（分散相）和稠化液體潤(rùn)滑劑（基礎(chǔ)油、分散介質(zhì)）以及少量的穩(wěn)定劑和添加劑所構(gòu)成。潤(rùn)滑脂是一種介于液體和固體之間的膏狀潤(rùn)滑材料。用于機(jī)械的潤(rùn)滑脂能起到潤(rùn)滑、密封和保護(hù)作用，但不具備清洗和冷卻作用。 與潤(rùn)滑油相比較，潤(rùn)滑脂有以下特點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)為具有較高的承載能力，抗極壓性能好；能用于比較苛刻的環(huán)境，適應(yīng)性好，減震性強(qiáng)，保護(hù)密封性好；有良好的充填和保持能力；使用壽命較長(zhǎng)，成本低。而缺點(diǎn)是粘滯性強(qiáng)，內(nèi)摩擦系數(shù)大；流動(dòng)性差，無(wú)冷卻作用；高溫下會(huì)發(fā)生相變，膠體結(jié)構(gòu)破壞而析油，喪失正常的潤(rùn)滑能力。 固體潤(rùn)滑材 料是指那些介于摩擦副表面間，以減少摩擦或磨損的粉末狀或薄膜狀的固體材料。在某些特殊工況條件下（高溫、低溫、高真空、強(qiáng)輻射、易燃等），使用油、脂潤(rùn)滑會(huì)顯得不適用或者根本無(wú)效，此時(shí)，使用固體潤(rùn)滑材料就能較好地滿足對(duì)潤(rùn)滑的要求。固體潤(rùn)滑材料多數(shù)具有層狀結(jié)構(gòu)。 雷諾方程 ： 雷諾方程是從粘性流體力學(xué)的基本方程出發(fā)，作了一定的假設(shè)而導(dǎo)出的微分方程，這些假設(shè)條件是： （ 1）體積力忽略不計(jì)，即不考慮任何外力場(chǎng)對(duì)潤(rùn)滑過(guò)程的影響，如電力、磁力和重力等；（ 2）沿油膜厚度方向油壓為常數(shù)，這是因?yàn)橛湍ず穸群鼙。话銥榘俜种畮缀撩?，油壓不可能有很大變化；?3）摩擦表面的曲率半徑遠(yuǎn)大于油膜厚度，為此可展成平面，推導(dǎo)公式時(shí)便于采用笛卡爾直角坐標(biāo)；（ 4）流體和摩擦表面接觸處沒(méi)有滑動(dòng)，即與摩擦表面接觸的油層其流動(dòng)速度與摩擦表面速度一致；（ 5）潤(rùn)滑劑是牛頓粘性流體，剪切應(yīng)力與速度梯度成正比，符合牛頓粘性公式；（ 6）潤(rùn)滑油膜中流體作層流運(yùn)動(dòng)；（ 7）流體的慣性力忽略不計(jì)。 圖 （ a）所示的兩滑動(dòng)表面間流體作層流運(yùn)動(dòng)，并形成動(dòng)壓油膜。取空間坐標(biāo)系 X、Y 和 Z，而 U、 V 和 W 分別代 表流體沿 X、 Y 和 Z 方向的流動(dòng)速度，上表面沿 X 和 Z 方向的運(yùn)動(dòng)速度為 U1 與 W1，下表面沿 X 和 Z 方向的運(yùn)動(dòng)速度為 U2 與 W2。在油膜中取出一個(gè)柱體（圖 (b)），其底面為 dxdy，其高度為 h。用 qx 表示沿 y 方向單位寬度的流量，而/ 、 /xyq x q y? ? ? ?分別沿 x 和 y 方向上流量的變化率。則單位時(shí)間內(nèi)沿 X 方向自左面流入柱體的容積流量為 qxdy，而自右流出柱體的流量為 dydxxqq xx ?????? ???，與此相同，在 Y 方向流入柱體的流量為 qydx，流出柱體的流量為 dxdyyqq yy ???????? ???。 由此可知，沿 X 和 Y 方向流出和流入柱體流量的差值為： 5 dx dyyqxqdxqdxdyyqqdyqdydxxqq yxyyyxxx ???????? ?????????????? ????????? ?????????? ??????? ??? (640) 如果柱體上底面的運(yùn)動(dòng)速度為 W1，下底面的運(yùn)動(dòng)速度為 W2，則柱體容積以速度（ W1W2） dxdy 增長(zhǎng)。由于流體流動(dòng)的連續(xù)性和不可壓縮性，流體流入與流出柱體流量差值必等于柱體體積的增量，即： 0)( 21 ??????????? ????? WWdx dyyqxq yx (641) 上式右邊前兩項(xiàng)表示流體沿 X 和 Y 方向上流量的變化，而后一項(xiàng)表示柱體上下底面垂直速度引起的流量變化。 圖 流體流動(dòng)的連續(xù)性 在動(dòng)壓油膜中取一微元體，其邊長(zhǎng)分別為 dx、 dy 和 dz（圖 ）。如果沿 X 方向上，左面的壓強(qiáng)為 p，其正壓力則為 pdyd
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