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News center工業(yè)潤滑油磨損的基本概念和類型
磨損是指摩擦副的對(duì)偶表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)工作表面物質(zhì)不斷損失或產(chǎn)生殘余變形的現(xiàn)象。磨損過程主要因?qū)ε急砻骈g的力學(xué)、化學(xué)與熱作用而產(chǎn)生。磨損的分類方法很多,有的按照磨損的現(xiàn)象,有的按照磨損件的運(yùn)動(dòng)方式,有的按照磨損機(jī)理,總之,目前尚無統(tǒng)一的分類方法。按照磨損的機(jī)理可將磨損分為黏附磨損、磨粒磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損、分層磨損部幾個(gè)基本類型。
(1)黏附磨損
任何看起來很光滑的金屬表面,從微觀結(jié)構(gòu)的角度來看仍然是粗糙的。兩個(gè)表面靠在一
起,也只有少數(shù)孤立的微凸體相接觸。
黏附磨損是接觸表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),由于分子間的吸引力作用而產(chǎn)生黏附連接(固相局部焊合),致使材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面而造成的一種磨損。
黏附磨損有以下形式的磨損。
涂抹(smearing):即一個(gè)表面的材料(通常是會(huì)軟化或熔化的材料)發(fā)生遷移(轉(zhuǎn)移),并以薄層重新涂覆到表面上。
擦傷(scratching):由表面局部固相焊合或磨料磨損所引起的沿滑動(dòng)方向形成的微細(xì)擦痕或“犁痕”。
刮傷(scoring):又稱劃傷,是同上原因形成的嚴(yán)重擦痕。
膠合(scuffing):兩滑動(dòng)表面間發(fā)生固相焊合而引起的局部損傷,但沒有發(fā)生局部固相熔合。
咬黏(seizure):又稱咬死,由界面做摩擦致使表面焊合,而造成表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)停止。這種表面焊合是由于表面間的黏附作用所引起的。
為了降低黏附磨損,可采取的措施有:使用不易相互黏附的金屬作摩擦副材料;提高潤滑油吸附能力,增加潤滑油油膜的厚度和強(qiáng)度;在潤滑油中加入極性添加劑等。
(2)磨粒磨損
磨粒磨損是硬的物質(zhì)使較軟的金屬表面擦傷而引起的磨損。它可分為兩種類型:一種是粗糙的硬表面在軟的表面擦過引起的,另一種是硬的顆粒在兩個(gè)摩擦面間滑動(dòng)引起的。用銼刀或砂紙打磨金屬表面可作為第一種磨粒磨損的例子。這種磨損的出現(xiàn)必須有兩個(gè)條件,其一是一摩擦表面必須比另一表面硬,其二是硬表面必須是粗糙的。第一種類型的磨粒磨損可用細(xì)致的加工方法來降低。目前由于人們對(duì)表面光潔度的重視和有可能用儀器測(cè)量表面的粗糙度,這種類型的磨粒磨損已大為減少。但是,第二種類型的磨粒磨損(硬顆粒擦傷)仍然是嚴(yán)重的。不僅只是空氣中的塵埃、穢物,而且由黏附磨損、腐蝕磨損產(chǎn)生的顆粒也能引起磨粒磨損。
為了降低磨粒磨損,可采取的措施有:增加摩擦問題表面的強(qiáng)度;降低粗糙程度;對(duì)潤滑油及時(shí)進(jìn)行過濾處理以去除顆粒物,同時(shí)增加摩擦表面潤滑油膜的厚度等。
(3)疲勞磨損
前面闡述的黏附磨損和磨粒磨損的機(jī)理是基于固體表面的直接接觸。磨損在摩擦一開始時(shí)就出現(xiàn),并且在整個(gè)摩擦過程中持續(xù)下去。這兩種磨損機(jī)理解釋不了兩表面被油膜隔開,表面間無塵埃及金屬屑等顆粒的零件的磨損,這種類型的磨損稱之為疲勞磨損。設(shè)計(jì)、制造很好的滾動(dòng)軸承的磨損即屬于這種情況。滾動(dòng)軸承在滾動(dòng)過程中,滾動(dòng)元件之間有一層潤滑油膜,兩個(gè)零件的表面雖然不直接接觸,但對(duì)面的強(qiáng)大的應(yīng)力可通過油膜傳遞過來。影響疲勞磨損的因素很多,有金屬的質(zhì)量、表面硬度、粗糙度和潤滑油的性質(zhì)等。
為了降低疲勞磨損,可采取的措施有:在滾動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)時(shí)設(shè)法把相應(yīng)的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)降低到最低;增加潤滑油膜的厚度;添加抑制疲勞的添加劑等。
(4)腐蝕磨損
金屬表面在摩擦過程中會(huì)與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng),并在表面生成反應(yīng)產(chǎn)物,但由于反應(yīng)產(chǎn)物與表面黏得不牢,容易在進(jìn)一步的摩擦中被擦掉,露出新的金屬表面繼續(xù)反應(yīng),最終使金屬表面被磨損。腐蝕磨損的產(chǎn)生是由于環(huán)境介質(zhì),包括潤滑介質(zhì)變質(zhì)產(chǎn)生的酸性油泥、手汗、潮濕空氣中的氧、二氧化硫、硫化氫及二氧化碳等。
為了減少腐蝕磨損,可采取的措施有:限制水進(jìn)入物體表面的機(jī)會(huì);使用有防腐、防銹作用的添加劑和堿性的清凈劑等。
(5)分層磨損
分層磨損的理論認(rèn)為,當(dāng)兩個(gè)滑動(dòng)表面接觸時(shí),通過接觸點(diǎn)傳遞正向和切向力。較硬表面的微凸體,在滑動(dòng)時(shí)會(huì)使軟表面發(fā)生塑性變形。由于傳遞力的反復(fù)作用,表面的塑性變形增大,因而引起次表面(10~100μm深)出現(xiàn)空隙??障度菀自诮饘俚木Ы缁蛩s質(zhì)的交界面處發(fā)生。在力的反復(fù)作用下,空隙增大,并與相鄰的空隙連接起來形成裂紋。裂紋因切向力的影響會(huì)沿著平行于表面的方向發(fā)展。當(dāng)裂紋發(fā)展到一定長度就會(huì)伸延向表面,最后使表面層脫落,形成長而薄的磨損碎片。
另外,還有電蝕磨損、浸蝕、氣蝕等多種形式的磨損。磨損往往是上述各種作用相互交織的結(jié)果,因而是一種復(fù)雜的過程。為降低磨損,除了選用磨損率較低的材料外,還要減少摩擦面之間的接觸,即使用潤滑劑。
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