润滑油在降低摩擦和磨损中的作用

文章内容：润滑油在降低摩擦和磨损中的作用弗?勒?拉什希着杨怡生译降低摩擦磨损的最有效和台理的途径之一是采用润滑油.使用经验表明,润滑油化学组成即使有少许改变,就可以明显地影响摩擦体系的特性.摩擦磨损的形式摩擦是一种无所不在的过程,存在于各种运转中的机器和机构内.一般分为内摩擦和外摩擦.为对抗同一物体上个别部件的位移出现内摩擦,它取决于该物体内键台(内聚力)的坚牢程度.对化学发动机工艺学而言,这种摩擦以润滑油的粘度来表征.外摩擦取决于两个物体接触面在相对位移时产生的阻力.伴随着它是能量的耗散,一般情况下要区别弹性变形和塑性变形时的摩擦与微剪切时的摩擦内摩擦按其种类分为静止摩擦与运动摩擦.两个物体在其相对位移开始之前的微错位时可观察到静止摩擦.两种物体以滑动摩擦和滚动摩擦的形式出现相对位移,就实现了运动摩擦,在滑动摩擦时,物体在接触点的运动速度无论在大小和方向上均不相同,但在滚动摩擦时,它们的大小和方向都是一样的.在实际中作为一种规律,各种摩擦形式都兼而有之(例如,滚动摩擦也带有滑动)..在文献中还认为有滑动摩擦的个别情况一一转动摩擦摩擦的特征是相互接触的固体之间形成摩擦耦合和摩擦耦台的破坏.根据克拉盖尔斯基的说法,摩擦藕合的破坏分为五类';材料的弹性挤压,材料的塑性挤压,徽剪切,粘附破坏和内聚断裂.根据在不同程度上探讨的各种摩擦理论可以把摩擦特征分为:变形,错位,分子摩擦,动力摩擦等.在苏联国内由克拉盖尔斯基①剖立的分子力学(粘附一变形)摩擦理论最为流行.按照此理论摩擦具有两重性的特点.一方面,由于接触物体的表面存在不平整性,摩擦会导致材料的空间变形;另一方面,摩擦也要求克服摩擦区域生成的焊接搭桥点.第一种过程决定了变形力或机械力,等于摩擦力(口),第二种过程决定了分子力或粘附力,().总摩擦力为:=口+.一般认为摩擦力中的变形力主要取决于塑性变形,而粘附力取决于接触的物体表面层的性质.摩擦过程作为规律总是伴有磨损,即材料的破坏和它从固体表面分离开,并在物体内积聚了残留变形.磨损表现为相互接触的固体尺寸和形状的逐渐变化.这一过程的后果是磨损.根据分子力学的摩擦理论,磨损具有疲劳破坏的性质.按照康巴洛夫的分类,摩擦耦合和磨损种类列入下表②.●-__●__●___-_____●'____-__-__-_●__●..～破坏类型磨损类型力学破坏分子破坏弹性(缓和的)磨损变形中的突出部位挤压时的塑性(磨料)磨损微切削(磨科磨损)无金属转移的粘附(磨料)磨损有金属转移的粘着(粘附)磨损根据摩擦条件的不同,磨损的后果可表石油炼制石油化工译丛,现为正常磨损,擦伤和卡咬.如果材料从摩擦表面均匀地剥离而磨损,则摩擦付的这种耗损是正常的.在一定的范围内可以预测耗损的速率并控制磨损的大小.随着摩擦条件(负荷,滑动速度等)的变化,正常的磨损转变为擦伤和卡咬.擦伤的特征是摩擦表面沿着精动的方向呈宽和漾的沟纹状损伤,卡咬是由于材料卡住和滑移造成破坏,卡咬可以导致相互接触的物体停止相对运动和摩擦体系的损坏.文献中还有能最大程度地具体说明磨损过程特征的其它类型的损伤(点蚀,微掘磨损氢磨损,选择性滑移等).润滑条件根据所用润滑油的粘度,接触部件的位移速率和施加的负荷,润滑的条件可以发生变化(流体力学润滑,弹性流体力学润滑和边界润滑).出现这一种或那一种条件的概率,取决于由索墨斐特数/绘制的斯屈别克曲线(图1).图1摩擦系数与索墨斐特数/的关系曲线ⅷ.日一相当于边界润滑弹性流体力学润滑和流体力学润滑的区域.在流体力学摩擦条件下,由于表面相对运动在液体层内产生的压力,可用润滑油使摩擦面完全分隔开.在弹性流体动力学摩擦条件下,摩擦,磨损的特征及相对运动着的表面之问的润滑油膜的厚度取决于接触物体的材质的弹性和润橱油的流变性.在边界润滑条件下摩擦磨损的特性取决于接触物体材质的性状及其与在三维空性状有所区别的润滑油性质.实现边界润滑的可能性还取决于摩擦面的粗糙率,并且可以用油膜比厚度来表征(为油膜厚度与表面粗裢率之比).在流体力学摩擦条件下&;4,弹性流体动力学摩擦时=1—4,而在边界摩撩时&;1.可能存在边界润滑的两种极限条件.一种条件相当于从无润滑表面的摩擦(干摩擦)过渡到有润滑的摩擦,另一种是从边界润滑过渡到弹性流体动力学润滑.边界润滑条件是最苛刻的,它的特点是有最高的磨损和最大的摩擦系数.一般说,这种条件出现在高负荷,高温及低滑动速度下运转的重负荷齿轮传动机构的摩擦连接点和气缸上死点处的发动机气缸活塞组件上.摩擦体系在起动和停车耐明显出现了边界摩擦条件.根据捷略金和阿赫马托夫的研究,在边界摩擦条件下由于金属力场的作用,薄层润滑油的性状与其在三维空间的性状大不一样.这种薄层的特性可以与准固态物体的行为等量齐观.另一方面,处于油层下的金属表面层也会改变其性状.在边界摩擦条件下把两个相互接触物体分开的润滑油膜和在润滑油的作用下改变其性状的固体表面层都称作摩擦区的第三物体.用摩擦力与负荷的关系式来描述基本的摩擦定律.捷略金建议用两元的表示式表征摩擦力.随着分子力学理论的发展,福克斯得到适用于边界摩擦的三元关系式.=++式中,,一分别为固体物材质,单分子层润滑油和多分子层润滑油的剪切强度;定性.第2期石油炼制石油化工译丛3一名义的接触面积:,,一周体物材质,单分子层润滑油和多分子层润滑油出现剪切时的接触面积的分数.在高温下,尤其在较高的比负荷下,边界润滑油层可能有明显的破坏.在这种情况下摩擦力可以用4个组成部分…,和.的总和来代表,其中."在润滑油层起作用,其他在微粗糙处碰撞时出现(…一千的尖端接触时的摩擦力;"一当接触面上出现能导致一种或另一种金属个别微凹凸处烙融的高温时,接触面产生深淘时的摩擦力;一在连接物体不平整处及相应的剪切力下形成严重的塑性变形及焊接搭桥"时的摩擦力)在润滑油中瑁于降低摩擦与磨损的添加剂为了改善润滑油的使用性能和使其达到规定的性能水准,要加入各种添加剂添加剂的品种和含量在很大的程度上取决于磨损情况及润滑油的使用条件为了在边界润滑条件下有效地降

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