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工业润滑油磨损的基本概念和类型

发布时间:2022-06-14 09:49:45     访问数:1220

磨损是指摩擦副的对偶表面相对运动时工作表面物质不断损失或产生残余变形的现象。磨损过程主要因对偶表面间的力学、化学与热作用而产生。磨损的分类方法很多,有的按照磨损的现象,有的按照磨损件的运动方式,有的按照磨损机理,总之,目前尚无统一的分类方法。按照磨损的机理可将磨损分为黏附磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、分层磨损部几个基本类型。


(1)黏附磨损


任何看起来很光滑的金属表面,从微观结构的角度来看仍然是粗糙的。两个表面靠在一


起,也只有少数孤立的微凸体相接触。


黏附磨损是接触表面相对运动时,由于分子间的吸引力作用而产生黏附连接(固相局部焊合),致使材料从一个表面转移到另一个表面而造成的一种磨损。


黏附磨损有以下形式的磨损。


涂抹(smearing):即一个表面的材料(通常是会软化或熔化的材料)发生迁移(转移),并以薄层重新涂覆到表面上。


擦伤(scratching):由表面局部固相焊合或磨料磨损所引起的沿滑动方向形成的微细擦痕或“犁痕”。


刮伤(scoring):又称划伤,是同上原因形成的严重擦痕。


胶合(scuffing):两滑动表面间发生固相焊合而引起的局部损伤,但没有发生局部固相熔合。


咬黏(seizure):又称咬死,由界面做摩擦致使表面焊合,而造成表面相对运动停止。这种表面焊合是由于表面间的黏附作用所引起的。


为了降低黏附磨损,可采取的措施有:使用不易相互黏附的金属作摩擦副材料;提高润滑油吸附能力,增加润滑油油膜的厚度和强度;在润滑油中加入极性添加剂等。




(2)磨粒磨损


磨粒磨损是硬的物质使较软的金属表面擦伤而引起的磨损。它可分为两种类型:一种是粗糙的硬表面在软的表面擦过引起的,另一种是硬的颗粒在两个摩擦面间滑动引起的。用锉刀或砂纸打磨金属表面可作为第一种磨粒磨损的例子。这种磨损的出现必须有两个条件,其一是一摩擦表面必须比另一表面硬,其二是硬表面必须是粗糙的。第一种类型的磨粒磨损可用细致的加工方法来降低。目前由于人们对表面光洁度的重视和有可能用仪器测量表面的粗糙度,这种类型的磨粒磨损已大为减少。但是,第二种类型的磨粒磨损(硬颗粒擦伤)仍然是严重的。不仅只是空气中的尘埃、秽物,而且由黏附磨损、腐蚀磨损产生的颗粒也能引起磨粒磨损。


为了降低磨粒磨损,可采取的措施有:增加摩擦问题表面的强度;降低粗糙程度;对润滑油及时进行过滤处理以去除颗粒物,同时增加摩擦表面润滑油膜的厚度等。


(3)疲劳磨损


前面阐述的黏附磨损和磨粒磨损的机理是基于固体表面的直接接触。磨损在摩擦一开始时就出现,并且在整个摩擦过程中持续下去。这两种磨损机理解释不了两表面被油膜隔开,表面间无尘埃及金属屑等颗粒的零件的磨损,这种类型的磨损称之为疲劳磨损。设计、制造很好的滚动轴承的磨损即属于这种情况。滚动轴承在滚动过程中,滚动元件之间有一层润滑油膜,两个零件的表面虽然不直接接触,但对面的强大的应力可通过油膜传递过来。影响疲劳磨损的因素很多,有金属的质量、表面硬度、粗糙度和润滑油的性质等。


为了降低疲劳磨损,可采取的措施有:在滚动元件运动时设法把相应的滑动运动降低到最低;增加润滑油膜的厚度;添加抑制疲劳的添加剂等。


(4)腐蚀磨损


金属表面在摩擦过程中会与周围介质发生化学与电化学反应,并在表面生成反应产物,但由于反应产物与表面黏得不牢,容易在进一步的摩擦中被擦掉,露出新的金属表面继续反应,最终使金属表面被磨损。腐蚀磨损的产生是由于环境介质,包括润滑介质变质产生的酸性油泥、手汗、潮湿空气中的氧、二氧化硫、硫化氢及二氧化碳等。


为了减少腐蚀磨损,可采取的措施有:限制水进入物体表面的机会;使用有防腐、防锈作用的添加剂和碱性的清净剂等。


(5)分层磨损


分层磨损的理论认为,当两个滑动表面接触时,通过接触点传递正向和切向力。较硬表面的微凸体,在滑动时会使软表面发生塑性变形。由于传递力的反复作用,表面的塑性变形增大,因而引起次表面(10~100μm深)出现空隙。空隙容易在金属的晶界或所含杂质的交界面处发生。在力的反复作用下,空隙增大,并与相邻的空隙连接起来形成裂纹。裂纹因切向力的影响会沿着平行于表面的方向发展。当裂纹发展到一定长度就会伸延向表面,最后使表面层脱落,形成长而薄的磨损碎片。


另外,还有电蚀磨损、浸蚀、气蚀等多种形式的磨损。磨损往往是上述各种作用相互交织的结果,因而是一种复杂的过程。为降低磨损,除了选用磨损率较低的材料外,还要减少摩擦面之间的接触,即使用润滑剂。


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