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軸承的基礎(chǔ)摩擦類型和機理

更新時間:2023-05-23      點擊次數(shù):2112

所謂摩擦:“在外力作用下一個物體相對另一個物體運動時或?qū)⒁\動時,沿著兩個物體的界面作用的阻力"。

常見的摩擦類型都有哪些?

摩擦副的運動狀態(tài)分類


靜摩擦:


一個物體沿著另一個物體表面有相對運動趨勢但無相對運動時產(chǎn)生的摩擦。當外力克服最大靜摩擦力時,物體才開始宏觀運動。



動摩擦:


一個物體沿著另一個物體表面有宏觀相對運動時接觸表面間的摩擦。這時的摩擦力就是動摩擦力。




滑動摩擦:

兩物體接觸表面作相對運動(或具有相對滑動趨勢)的摩擦。

自旋摩擦:

兩接觸物體環(huán)繞其接觸表面的法線作相對旋轉(zhuǎn)時的摩擦。

滾動摩擦:


一物體在力矩作用下沿著另一個物體表面滾動時接觸表面間的摩擦。


流體摩擦:

兩表面被一層具有壓力的連續(xù)的有足夠厚度的流體隔開。

摩擦副表面的潤滑狀態(tài)分類:

干摩擦:

•表示名義上無潤滑的摩擦;

•純金屬間(摩擦材料)摩擦,摩擦系數(shù)大。

邊界摩擦


•摩擦表面被極薄的潤滑膜隔開;
•摩擦磨損取決于兩表面的特性和潤滑劑的性能


流體摩擦


•摩擦表面被一層連續(xù)的流體潤滑劑薄膜隔開;
•摩擦發(fā)生在界面間的流體潤滑劑膜內(nèi),
•摩擦阻力由流體粘性阻力或流變阻力所決定


混合摩擦


•在摩擦表面上同時存在著流體摩擦、邊界摩擦干摩擦的混合狀態(tài)下的摩擦


主要摩擦機理

滑動摩擦機理:


滑動摩擦就是粘結(jié)點的形成和剪切交替進行的粘滑過程。這里涉及到的摩擦力產(chǎn)生原理是粘著效應(yīng)犁溝效應(yīng)產(chǎn)生的阻力。

犁溝效應(yīng):硬金屬的粗糙峰嵌入軟金屬后,在滑動中推擠軟金屬使之塑性變形并犁出一條溝槽的現(xiàn)象。


減小犁溝效應(yīng)措施:

•降低表面粗糙度;

•選用硬度相近的材料;

•從界面清除磨屑和污染顆粒;

•蝕刻修整技術(shù),滑動過程中界面上的磨粒掉入凹坑。



粘著效應(yīng):在摩擦時接觸點產(chǎn)生瞬間高溫,促使兩金屬產(chǎn)生粘著。


減小黏著效應(yīng)措施:


•硬金屬表面增加有一層軟、薄的金屬膜,如:滑動軸承襯材料
•潤滑油添加劑,如:油脂中加入石墨

滾動摩擦機理:


滾動摩擦是一個物體(滾動體)在另一個物體的表面(可以是平面或曲面)上滾動時遇到的阻力,滾動體一般是球體或圓柱體等回轉(zhuǎn)體。滾動摩擦機理與滑動摩擦不同。除非接觸面存在很大的滑動,滾動摩擦通常不存在犁溝效應(yīng),而粘著結(jié)點的剪切阻力也不是滾動摩擦的主要原因。


微觀滑動:微觀滑動所產(chǎn)生的摩擦阻力占滾動摩擦的較大部分,它的機理與滑動摩擦相同;
• 塑性變形:塑性變形所消耗的能量表現(xiàn)為滾動摩擦阻力;
彈性滯后:圓柱體在接觸區(qū)內(nèi)時,依次相繼地承受加載卸載的循環(huán)作用;往往是主要成份;
黏著效應(yīng):滾動表面相互緊壓形成的黏著結(jié)點在滾動中將沿垂直接觸面的方向分離的力。


摩擦的問題處理與控制利用

摩擦副出現(xiàn)問題如何處理?

• 流體動壓徑向軸承在一定條件下產(chǎn)生油膜振蕩;

• 齒輪齒面因磨損而幾何形狀發(fā)生變化;

• 軸承因磨損而間隙變得過大。


摩擦的控制與利用?


• 降低摩擦:潤滑劑,滾動軸承,空氣軸承,磁浮軸承;

• 保持穩(wěn)定摩擦:剎車,摩擦驅(qū)動;

• 摩擦利用:鉆木取火,摩擦焊接。



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