磨損問(wèn)題

1、第5章磨損問(wèn)題第1節(jié)概述在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)接觸表面之間，存在摩擦和磨損。由于表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而使物體工作表面的物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象就稱(chēng)為磨損。一般來(lái)說(shuō)，有摩擦就會(huì)引起磨損。如果設(shè)計(jì)的機(jī)器質(zhì)量好，在規(guī)定的使用期限內(nèi)，其正常磨損的速度是相當(dāng)緩慢的，此時(shí)的磨損并不影響零件的正常工作。而非正常的磨損是不遜于的，必須設(shè)法防止。隨著機(jī)器向高速方向發(fā)展，磨損的問(wèn)題就顯得更加突出，所以對(duì)磨損的研究工作已經(jīng)引起了各工業(yè)化國(guó)家的極大注意。本章將討論磨損的主要類(lèi)

2、型、磨損的過(guò)程、磨損的原因及其影響因素，磨損的測(cè)量以及怎樣控制和減少有害的磨損問(wèn)題。第2節(jié)磨損的終于要類(lèi)型磨損的成因和表現(xiàn)形式是非常復(fù)雜的，人們可以從不同的角度對(duì)它進(jìn)行分類(lèi)。因此，磨損的分類(lèi)方法很多。我們認(rèn)為，根據(jù)磨損的破壞機(jī)理進(jìn)行分類(lèi)有利于對(duì)磨損現(xiàn)象的正確理解和深入地研究。1957年鮑威爾（Burwell）按照磨損機(jī)理將磨損分為四大基本類(lèi)型，即（1）粘著磨損；（2）磨料磨損；（3）表面疲勞磨損；（4）腐蝕磨損。表51列出了這四種類(lèi)型磨

3、損的基本概念、破壞特點(diǎn)和實(shí)例。除上述四種基本類(lèi)型的磨損以外，還有一些次要的磨損類(lèi)型，例如熱磨損和侵蝕磨損（包括固體微粒侵蝕、流體侵蝕、氣蝕侵蝕和電火花侵蝕）等，因篇幅所限，對(duì)于這些次要的磨損類(lèi)型本書(shū)不予討論。表51磨損的四種基本類(lèi)型類(lèi)型基本概念破壞特點(diǎn)實(shí)例粘著磨損由于黏濁作用使材料由一表面轉(zhuǎn)移到另一表面所引起的磨損粘結(jié)點(diǎn)剪切破壞是發(fā)展性的，它造成兩表面凹凸不平活塞與汽缸壁的擦傷磨料磨損由硬顆粒或硬凸起引起的材料破壞，兵分理出磨屑的磨損磨

4、料對(duì)摩擦表面進(jìn)行微觀(guān)切削，表面有犁溝或劃痕犁鏵和挖掘機(jī)鏟齒的磨損表面疲勞磨損摩擦表面材料的微觀(guān)體積受循環(huán)變應(yīng)力，產(chǎn)生重復(fù)變形，導(dǎo)致裂紋的形成，并分離出微片或顆粒的磨損應(yīng)力超過(guò)材料的疲勞極限，在一定循環(huán)次數(shù)后即出現(xiàn)疲勞破壞，表面呈麻坑狀潤(rùn)滑良好的齒輪傳動(dòng)和滾動(dòng)軸承的點(diǎn)蝕腐蝕磨損以化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)為主的磨損表面腐蝕破壞化工設(shè)備中與腐蝕介質(zhì)接觸的零部件的腐蝕一、粘著磨損粘著磨損的基本概念和破壞特點(diǎn)見(jiàn)表51，這里僅就粘著的形成級(jí)各種破壞類(lèi)型加以

5、討論，由于表面上存在著粗糙度，所以表面間的接觸是不連續(xù)的，即只有少數(shù)幾個(gè)微凸體產(chǎn)生接觸。因此時(shí)的實(shí)際接觸面積很小，故在外載荷作用下，局部壓力很高，該壓力可超過(guò)材料的屈服極限，于是接觸點(diǎn)便產(chǎn)生了塑性變形。這時(shí)，如果沒(méi)有表面膜，或者雖有表面膜，但在切向運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生了破裂，那么，在常溫下也可以產(chǎn)生“冷焊”；另外，在告訴、重載和摩擦產(chǎn)生高溫的條件下，表面膜極易破裂，金屬之間便直接接觸，在接觸點(diǎn)局部發(fā)生圖52鋼領(lǐng)跑道的SEM照片（5000X）倘若生

6、產(chǎn)嚴(yán)重焊合，此時(shí)表面溫度高達(dá)700℃~1000℃，粘著區(qū)的面積相當(dāng)大，致使粘結(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度高到不能被剪斷，而使摩擦表面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)停止，則成為咬死，如軸與軸瓦產(chǎn)生的抱軸現(xiàn)象?？傊?，粘著磨損的過(guò)程時(shí)非常復(fù)雜的，較軟材料多轉(zhuǎn)移到硬的表面上，轉(zhuǎn)移的金屬呈顆?；虿┢瑺?，經(jīng)顯微硬度等試驗(yàn)表明，這些塊狀顆?；虮∑谋砻嬗泻芨叩挠捕榷揖Я：芗?xì)。另外有一部分轉(zhuǎn)移材料脫落后形成游離的磨粒，這種磨粒在摩擦副之間將引起磨料磨損。2、磨料磨損這種磨損也屬于高應(yīng)力

7、磨損，如軋碎機(jī)的滾筒，球磨損的襯板與鋼球的磨損等，見(jiàn)圖54（c）。在軋碎式磨料磨損中，壓應(yīng)力超過(guò)了磨料的壓潰強(qiáng)度。對(duì)于塑性金屬零件表面將產(chǎn)生塑性變形成疲勞，而對(duì)于脆性材料制造的零件可造成表面層碎裂或剝落。應(yīng)當(dāng)指出，以上三種磨損形式也可同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)零件上，但其中有一種磨損形式起著主導(dǎo)作用。3、表面疲勞磨損表面疲勞磨損是由于表應(yīng)力效應(yīng)，使摩擦表面接觸區(qū)內(nèi)材料的圍觀(guān)體積反復(fù)產(chǎn)生變形，造成積累損傷而導(dǎo)致疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展，最后使表面分離出粒

8、狀或片狀磨屑，并留下痘斑狀凹坑的一種特殊的破壞形式。當(dāng)摩擦副的表面粗糙度、材料和潤(rùn)滑等條件都滿(mǎn)足要求時(shí)，疲勞裂紋通常在表面層以下某處萌生；如果上述條件不能滿(mǎn)足要求，則疲勞裂紋一般從表面產(chǎn)生?？傊诹鸭y嘗嘗在材料表層有缺陷的地方發(fā)生過(guò)，裂紋產(chǎn)生的確切位置受到夾雜物（如氧化物、硫化物和碳化物等）、表面缺陷（刀痕、擦傷、銹斑等）以及孔隙等因素的影響。不論在滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)兼滑動(dòng)摩擦和純滾動(dòng)摩擦條件下，都可以產(chǎn)生表面疲勞磨損。但是，在滾動(dòng)接觸

9、摩擦中，表面疲勞磨損戰(zhàn)友更突出的地位。例如，在密封和潤(rùn)滑良好的齒輪傳動(dòng)、凸輪機(jī)構(gòu)和滾動(dòng)軸承等零部件中，經(jīng)常發(fā)生這類(lèi)磨損。表面疲勞磨損的分類(lèi)方法很多。1.按照摩擦副的性質(zhì)可分為（1）滾動(dòng)摩擦疲勞磨損這種情況常發(fā)生的潤(rùn)滑充分、密封良好的滾動(dòng)摩擦表面上，其主要表現(xiàn)為點(diǎn)蝕。（2）滑動(dòng)摩擦疲勞磨損在兩表面滑動(dòng)接觸過(guò)程中，硬微凸體使表面產(chǎn)生變形，在硬微凸體前面的材料受壓，而在其后面的材料受拉，即表面材料受變向載荷，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到N=106~10