工業(yè)潤滑油就是通過潤滑劑的作用，用潤滑劑的液體層或潤滑劑中的某些分子形成的表面膜將摩擦副的表面隔開或部分隔開。由于潤滑劑在摩擦表面間所處的情況不同，潤滑狀態(tài)可分為液體潤滑、邊界潤滑、混合潤滑和彈性流體動力潤滑等。

（1）液體潤滑（或稱完全潤滑、理想潤滑、流體動力潤滑等）

在運轉時摩擦件之間的油膜的厚度足以使摩擦件完全不接觸的潤滑（即在運動部件間形成液體潤滑層將摩擦面隔開）稱為液體潤滑。液體潤滑又可分為液體動力潤滑、液體靜力潤滑和氣體潤滑。氣體潤滑是用空氣、氫氣、等作潤滑劑。液體靜力潤滑是利用外部的供油設備，將具有一定壓力的潤滑劑輸送到支承中去，將兩摩擦表面分開，將所支承的軸等運動部件浮起，承受外力作用，具有啟動摩擦阻力小、使用壽命長、適應較寬的速度范圍等優(yōu)點，但需要一套供油裝置，增大了機械設備的空間。液體動力潤滑則是由摩擦面間的相對運動，使收斂狀間隙中的黏性液體產生壓力，平衡外載荷，并使液體形成足夠厚的油膜將兩摩擦表面完全隔開。液體動力潤滑是利用黏性液體能牢固黏附在機械表面，當機械運轉時液體被帶入機械間隙中而實現(xiàn)的。當機械表面的間隙為收斂狀時，進入間隙的液體壓力會逐漸增大，當其黏度、機械的轉速、負荷、間隙等配合恰當時，在液體中就能產生較高的壓力使摩擦面分開?？梢?，液體動力潤滑不需外部的油泵等設備，而是依靠部件本身的運動，在兩摩擦面之間形成高壓油膜而使摩擦面分開，減少機械表面的摩擦和磨損。對流體動力潤滑起主要作用的是潤滑油的黏度。

在運動中能否保持流體動力潤滑的狀態(tài)，取決于潤滑油的黏度、軸的轉速和軸上的負荷。在靜止時，軸緊貼軸承，位于下部的接觸面之間的潤滑油幾乎全部被擠出，當軸轉動起來時，由于潤滑油與軸之間的黏著力以及潤滑油本身的黏度，軸就帶動潤滑油以相同的方向運動，此時，油就從較寬的縫隙擠入較窄的縫隙，形成油楔力。當油楔力足夠大時，便可將軸起。這時，軸和軸承之間便能在運動中形成一層足夠厚的油膜（其厚度一般大于1μm），使機件的表面不直接接觸。這樣，就以潤滑油膜的內摩擦取代了摩擦件之間的干摩擦。摩擦系數(shù)取決于潤滑油的黏度，所以，摩擦系數(shù)很小，一般僅在0.001～0.005之間，大大低于干摩擦系數(shù)，從而就可以大大提高機械效率，并延長機器的使用壽命。潤滑油黏度、軸轉速和軸上負荷這三者的關系可以用軸承特性因數(shù)C來表示：中 η-潤滑油黏度，mPa·s；N-軸的轉速，r／min；P-軸單位投影面上的負荷，MPa。經驗表明，C的數(shù)值較大時，該軸承一般能保持在良好的流體動力潤滑狀態(tài)下運轉。從此式可以看出，對于轉速快、負荷小的軸承可以用黏度較小的潤滑油，而對于轉速慢、負荷大的軸承則需用黏度大的潤滑油，因此，在不同情況下應選用不同黏度的潤滑油以實現(xiàn)液體潤滑。

（2）邊界潤滑

摩擦阻力很小的液體潤滑是比較理想的潤滑狀態(tài)，但實際上，除了負荷較低的軸承和導軌外，真正的液體潤滑是較難形成的。在負荷增大、黏度減小或轉速降低的情況下，即軸承特性因數(shù)C太小，摩擦面之間的油膜就會變薄，不足以維持流體動力潤滑。當油膜的厚度小于摩擦面微凸體的高度時，摩擦面的微凸體就會直接接觸，其余地方被一兩個或幾個分子厚的油膜隔開，摩擦系數(shù)增大至0.05～0.15。此時，在摩擦面間不能形成流動油膜，但在接觸面上有一層極薄的油膜（其厚度大約0.01μm），且依靠特殊的結合力與摩擦面結合在一起形成的表面膜，在一定程度上仍能起到保護表面的作用，這種潤滑狀態(tài)稱為邊界潤滑，如圖2.1（c）所示。形成的膜稱為邊界膜，邊界膜的存在可以避免摩擦件之間的干摩擦，從而顯著降低摩擦損耗，大大減少磨損。決定邊界潤滑摩擦磨損的主要是吸附在固體界面的邊界膜的化學特性和摩擦面的性狀，而非液體潤滑中起重要作用的黏度等因素。

邊界膜在日常生活中也很常見，例如新加工的金屬表面會立即被環(huán)境中的氣體、液體所覆蓋，經過一段時間，在表面生成一層氧化膜。按照邊界膜的結構形式不同，邊界膜可分為吸附膜和反應膜。

吸附膜是由潤滑劑的極性分子吸附在摩擦表面定向排列的一個到幾個分子層所形成的薄膜。吸附膜又可分為物理吸附膜和化學吸附膜。如圖2.3所示，在物理吸附時，潤滑劑中的極性分子垂直定向吸附在摩擦表面，凝聚成一層薄膜，且分子之間有內聚力存在，相互吸引，可以抵抗摩擦表面的微凸體將膜刺穿，從而有效地制止了兩摩擦面之間的接觸。但由于物理吸附是依靠分子間力吸附在摩擦表面上的，沒有化學鍵的參與，在溫度升高時很容易脫附，因此，物理吸附膜只在溫度較低、低載荷、低速滑動下起作用。如圖2.4所示，在化學吸附時，潤滑劑中的極性分子的價電子與金屬表面的電子交換而產生化學結合力，使極性分子定向吸附在表面上，形成表面膜，其吸附強度比物理吸附要大得多。化學吸附膜在金屬表面的吸附能一般在42～420kJ／mol，而物理吸附膜在金屬表面的吸附能一般僅為8.4～42kJ／mol。在金屬表面形成的吸附膜究竟是物理吸附膜還是化學吸附膜，取決于金屬表面的活性程度及潤滑劑中極性分子的性質。

吸附膜只有在緩和的摩擦條件下起作用，在負荷大、速度高等苛刻條件下，摩擦面的溫 度升高，吸附膜易破裂而失去作用，此時，潤滑油中往往添加一些含硫、磷、氯等元素的添 加劑，添加劑中的這些元素在較高溫度下能與金屬表面反應生成能承受較大負荷、較低剪切強度的表面膜，這類表面膜稱為反應膜。例如，金屬鐵表面與潤滑油中的S反應生成FeS新表面層，就屬于反應膜。反應膜除了具有良好的潤滑作用外，還必須穩(wěn)定，不易被氧化或水解等，此外，盡管反應膜要比吸附膜穩(wěn)定得多，但在選擇添加劑時，也需注意其與金屬表面的化學反應不能過強，以免腐蝕金屬，因此，必須根據(jù)具體的油品、接觸材料等進行試驗，使反應膜在潤滑性、穩(wěn)定性等多方面都能滿足使用要求。總之，邊界潤滑是由加入油中的某些極性分子在金屬表面上形成牢固的吸附膜，或由摩擦面和潤滑油添加劑在摩擦產生的高溫下形成的反應膜提供的潤滑狀態(tài)。邊界潤滑主要出現(xiàn)在摩擦零件中，如齒輪、汽缸的上止點和下止點、凸輪等處。此外，正常運轉時處于液體潤滑狀態(tài)的軸承，在啟動或停車時都會出現(xiàn)邊界潤滑。

（3）混合潤滑

當摩擦件之間不能形成連續(xù)的流體層，部分固體表面直接接觸時，則出現(xiàn)流體動力潤滑和邊界潤滑兼而有之的情況，可稱為混合潤滑，見圖2.1（b）。

（4）彈性流體動力潤滑

滑動軸承兩摩擦面的幾何形狀比較吻合，傳遞的壓力不高，所以沒有考慮壓力對材料及潤滑油的影響。但在齒輪、滾動軸承等零件中，兩摩擦面的幾何形狀差別很大，實際接觸面較小，因此承受的壓力也較高。如像所謂“線接觸”的齒輪和“點接觸”的滾珠軸承，它們的接觸面積僅為滑動軸承的千分之幾，但接觸面的平均壓力高于滑動軸承的上千倍，有時可達幾萬個大氣壓。在很高的壓力下，材料產生的彈性變形很大，油膜厚度極薄，潤滑油黏度也隨壓力的升高而增大，變得十分黏稠甚至成油膏狀物質，不易被擠出，從而使摩擦件之間仍能保持連續(xù)的油膜而得到潤滑。在較大壓力下，考慮到壓力對零件彈性變形和潤滑油黏度影響的潤滑稱之為彈性流體動力潤滑。