1、潤滑的定義：將一種具有潤滑性能的物質加入到摩擦副將一種具有潤滑性能的物質加入到摩擦副表面之間，以達到抗磨減摩的作用。表面之間，以達到抗磨減摩的作用。潤滑的作用：降低摩擦，減少磨損降低摩擦，減少磨損l降溫冷卻：降溫冷卻：采用液體潤滑劑循環潤滑系統，可以將摩擦采用液體潤滑劑循環潤滑系統，可以將摩擦時產生的熱量帶走，降低機械發熱。時產生的熱量帶走，降低機械發熱。l防止腐蝕防止腐蝕l沖洗作用：沖洗作用：隨著潤滑劑的流動，可將摩擦表面上污染物、隨著潤滑劑的流動，可將摩擦表面上污染物、磨屑等沖洗帶走。磨屑等沖洗帶走。l密封作用：密封作用：防止冷凝水、灰塵及其他雜質的侵入。防止冷凝水、灰塵及其他雜質的侵入。

2、l減振作用：減振作用：將沖擊、振動的機械能轉變為液壓能，起阻將沖擊、振動的機械能轉變為液壓能，起阻尼、減振或緩沖作用尼、減振或緩沖作用潤滑的分類：按潤滑劑的物質按潤滑劑的物質形態分形態分 液體潤滑液體潤滑脂潤滑脂潤滑固體潤滑固體潤滑氣體潤滑氣體潤滑 流體動力潤滑流體動力潤滑流體靜力潤滑流體靜力潤滑彈性流體動力潤滑彈性流體動力潤滑固體潤滑固體潤滑邊界潤滑邊界潤滑流體潤滑流體潤滑潤滑狀態的轉化 斯特里貝克斯特里貝克( (StribeckStribeck) )曲線：曲線： 德國學者斯特里貝克德國學者斯特里貝克( (StribeckStribeck) ) 對滾動軸承與滑動軸承的摩擦對滾動軸承與滑動軸承

3、的摩擦進行了試驗，進行了試驗，研究運動速度、研究運動速度、法向載荷和潤滑劑的粘度等參法向載荷和潤滑劑的粘度等參數與摩擦系數之間的關系數與摩擦系數之間的關系，并，并將它們間的關系繪制成一條曲將它們間的關系繪制成一條曲線，稱為斯特里貝克曲線。線，稱為斯特里貝克曲線。由斯特里貝克曲線可知，潤由斯特里貝克曲線可知，潤滑類型隨著滑類型隨著轉速、裁荷和潤轉速、裁荷和潤滑劑粘度的變化而變化滑劑粘度的變化而變化，潤，潤滑狀態可以從一種潤滑狀態滑狀態可以從一種潤滑狀態轉變到另一種潤滑狀態。轉變到另一種潤滑狀態。邊界潤滑狀態邊界潤滑狀態，平均潤，平均潤滑膜厚滑膜厚h h與表面的復合粗與表面的復合粗糙度糙度 的比值

4、的比值趨于趨于0(0(小小于于0.40.41)1)，典型膜厚在，典型膜厚在1-50nm1-50nm時，摩擦表面微時，摩擦表面微凸體接觸增多，潤滑劑凸體接觸增多，潤滑劑的粘度對降低摩擦所起的粘度對降低摩擦所起作用很小，幾乎完全不作用很小，幾乎完全不起作用，起作用，載荷幾乎全部載荷幾乎全部通過微凸體以及邊界潤通過微凸體以及邊界潤滑膜承擔?；こ袚；旌蠞櫥瑺顟B，混合潤滑狀態，平均潤平均潤滑膜厚滑膜厚h h與摩擦副表面與摩擦副表面的復合粗糙度的復合粗糙度 的比值的比值約為約為3 3，典型膜厚在，典型膜厚在1 1m m以下，此時摩擦表以下，此時摩擦表面的面的一部分被流體潤滑一部分被流體潤滑膜隔開膜隔開

5、，承受部分載荷，承受部分載荷，也也會發生部分表面微凸會發生部分表面微凸體的接觸，以及有邊界體的接觸，以及有邊界潤滑膜承受部分載荷。潤滑膜承受部分載荷。流體潤滑狀態，流體潤滑狀態，平均潤滑膜厚平均潤滑膜厚h h與摩擦副表面的復合粗糙度與摩擦副表面的復合粗糙度 的比值的比值大于大于3 3。流體動壓和靜。流體動壓和靜壓潤滑狀態下，典型膜厚約在壓潤滑狀態下，典型膜厚約在1-1001-100m m，對于彈性流體動壓，對于彈性流體動壓潤滑，典型膜厚約為潤滑，典型膜厚約為0.1-10.1-1m m。此時摩擦副的表面被此時摩擦副的表面被連續流體連續流體膜隔開，膜隔開，因此用流體力學來處因此用流體力學來處理這類

6、潤滑問題，理這類潤滑問題，摩擦阻力完摩擦阻力完全決定于流體的內摩擦全決定于流體的內摩擦( (粘度粘度) )。在這個區域中在這個區域中工作的摩擦副表工作的摩擦副表面沒有直接接觸，沒有機械磨面沒有直接接觸，沒有機械磨損損( (磨粒、粘著磨損磨粒、粘著磨損) )產生，產生，但但可以產生表面疲勞磨損、氣蝕可以產生表面疲勞磨損、氣蝕磨損和流體浸蝕。磨損和流體浸蝕。幾種摩擦的界限常以膜厚比來大致估計：幾種摩擦的界限常以膜厚比來大致估計：2221minqqRRh式中：式中：hmin最小公稱油膜厚度，最小公稱油膜厚度， m Rq1 接觸表面輪廓的接觸表面輪廓的均方根均方根偏差，偏差， m Rq2 接觸表面輪廓

7、的接觸表面輪廓的均方根均方根偏差，偏差， m 0.4,干摩擦干摩擦 1，邊界摩擦；，邊界摩擦； 13，混合摩擦；，混合摩擦； 3，流體摩擦，流體摩擦不同潤滑狀態下的摩擦因數膜厚比對滾動軸承疲勞壽命的影響干摩擦最不利邊界摩擦最低要求混合摩擦比較好流體摩擦最好流體潤滑定義：在適當條件下，摩擦副的摩擦表面由一層具有一定厚度的在適當條件下，摩擦副的摩擦表面由一層具有一定厚度的粘性流體完全分開，由流體的壓力來平衡外載荷，流體層中的分子大部分不受粘性流體完全分開，由流體的壓力來平衡外載荷，流體層中的分子大部分不受金屬表面離子、電子場的作用而可以自由地移動。這種狀態稱為金屬表面離子、電子場的作用而可以自由地

8、移動。這種狀態稱為流體潤滑流體潤滑。流。流體潤滑的摩擦性質完全取決于流體的粘性，而與兩個摩擦表面的材料無關。體潤滑的摩擦性質完全取決于流體的粘性，而與兩個摩擦表面的材料無關。流體潤滑的優點：流體潤滑的優點：摩擦阻力低，摩擦系數低（摩擦阻力低，摩擦系數低（0.0010.008），磨損降低。），磨損降低。流體潤滑的分類：流體潤滑的分類：流體靜壓潤滑、流體動壓潤滑流體靜壓潤滑、流體動壓潤滑和和彈性流體動壓潤滑彈性流體動壓潤滑。1.流體靜壓潤滑流體靜壓潤滑 流體靜壓潤滑流體靜壓潤滑又稱外供壓潤滑又稱外供壓潤滑，是，是用外部的供油裝置用外部的供油裝置，將具有一定壓力，將具有一定壓力的潤滑劑輸送到支承中去

9、，在支承油腔內形成具有足夠壓力的潤滑油膜，將所的潤滑劑輸送到支承中去，在支承油腔內形成具有足夠壓力的潤滑油膜，將所支撐的軸或滑動導軌面等運動件浮起，承受外力作用。支撐的軸或滑動導軌面等運動件浮起，承受外力作用。因此運動件在從靜止狀因此運動件在從靜止狀態直至在很大的速度范圍內都能承受外力作用，態直至在很大的速度范圍內都能承受外力作用， 靜壓潤滑軸承的軸瓦內表面上有四個對稱的油腔，使用一臺油泵，經過四個節流器分別調整油的壓力，使得四個油腔的壓力相等。當軸上無載荷時，油泵使四個油腔的出口處的流量相等，管道內的壓力相等，使軸頸與軸瓦同心。當軸受載后，軸頸向下移動，油泵使上油腔出口處的流量減小，下油腔出

10、口處的流量增大，形成一定的壓力差。該壓力差與載荷保持平衡，軸頸懸浮在軸瓦內。使軸承實現液體摩擦。適用范圍廣，供油裝置復雜。2.流體動壓潤滑流體動壓潤滑在兩個做相對運動物體的摩擦表面上，借助于摩擦表面的在兩個做相對運動物體的摩擦表面上，借助于摩擦表面的幾何形狀幾何形狀和和相對運動相對運動而產生具有一定而產生具有一定壓力的粘性流體膜壓力的粘性流體膜，將兩摩擦，將兩摩擦表面完全隔開表面完全隔開，由流體膜產生的壓力來平衡外載荷。由流體膜產生的壓力來平衡外載荷。流體動壓潤滑膜壓力，通常由以下四個效應決定：流體動壓潤滑膜壓力，通常由以下四個效應決定：u動壓效應（主要）動壓效應（主要）u擠壓效應擠壓效應u伸

11、縮效應伸縮效應u變密效應變密效應平行板平行板。板。板B B靜止，板靜止，板A A以速度以速度v v向左運向左運動，板間充滿潤滑油，無載荷時，動，板間充滿潤滑油，無載荷時， 液液體各層的速度呈三角形分布，進油量體各層的速度呈三角形分布，進油量與出油量相等，板與出油量相等，板A A不會下沉。但若板不會下沉。但若板A A有載荷時，油向兩邊擠出，板有載荷時，油向兩邊擠出，板A A逐漸逐漸下沉，直到與下沉，直到與B B板接觸。板接觸。F FF FF F設計：潘存云F FAB兩平形板之間不能形成壓力油膜！兩平形板之間不能形成壓力油膜！ 如兩板不平行板。板間間隙呈沿運動方向由大到小呈如兩板不平行板。板間間隙

12、呈沿運動方向由大到小呈收斂楔形分布收斂楔形分布，且，且板板A A有載荷。有載荷。 當板當板A A運動時，兩端速度若程虛線分布，則必然進油多而出油少。運動時，兩端速度若程虛線分布，則必然進油多而出油少。由于液體實際上是不可壓縮的，必將在板內擠壓而形成壓力，迫使進油由于液體實際上是不可壓縮的，必將在板內擠壓而形成壓力，迫使進油端的速度往內凹，而出油端的速度往外鼓。進油端間隙大而速度曲線內端的速度往內凹，而出油端的速度往外鼓。進油端間隙大而速度曲線內凹，出油端間隙小而速度曲線外凸，進出油量相等，同時間隙內形成的凹，出油端間隙小而速度曲線外凸，進出油量相等，同時間隙內形成的壓力與外載荷平衡，板壓力與外

13、載荷平衡，板A A不會下沉。這說明了在間隙內形成了壓力油膜。不會下沉。這說明了在間隙內形成了壓力油膜。這種因運動而產生的壓力油膜稱為這種因運動而產生的壓力油膜稱為動壓油膜動壓油膜。這種由于粘性的流體潤滑。這種由于粘性的流體潤滑介質流入楔形潤滑收斂間隙而造成的動壓力效應就叫流體動力潤滑的介質流入楔形潤滑收斂間隙而造成的動壓力效應就叫流體動力潤滑的楔楔形效應。形效應。 v v v vv vh h1 1a aa ah h2 2c cc cv vv vh h0 0b bb bF F3.彈性流體動壓潤滑彈性流體動壓潤滑 1916年Martin將Reynolds方程用到齒輪(線接觸)中，假設為剛體等粘度，

14、但所導出的最小油膜厚度比一般加工的表面粗糙度還要小。也就是說，按照流體動壓潤滑計算高副潤滑時，不能產生有效的油膜厚度以將兩個表面隔開，而屬于混合潤滑或邊界潤滑。但事實上并非如此。當時人們發現，橫渡大西洋的Queen Mary號郵船在使用多年后，齒輪表面上的加工痕跡仍然可見，證明有足夠的油膜厚度。人們懷疑Martin公式，認為它只能用于輕載高速工況，不適宜于重載，并開始尋找解決問題的途徑。 人們發現，在重載接觸(高副)情況下，由于點、線接觸的接觸面積的典型值為徑向軸承的0.1左右，因此，在載荷相同的情況下，點、線接觸的平均應力將比滑動軸承大1000倍左右。這樣高的壓力，必然會影響其工作性能。對此

15、，應用于滑動軸承的流體動壓潤滑理論已不再適用。人們發現，高壓會使潤滑劑的粘度增高，從而增大油膜厚度；同時高壓還會使接觸體發生彈性變形。總結：粘壓效應和彈性變形效應有利于提高潤滑膜的承載能力。定義一：相對運動定義一：相對運動表面的彈性變形與流體動壓作用表面的彈性變形與流體動壓作用都對潤滑油的潤滑性都對潤滑油的潤滑性能起著重要作用的一種潤滑狀態。能起著重要作用的一種潤滑狀態。定義二：彈性流體動力潤滑是指流體進入在兩個定義二：彈性流體動力潤滑是指流體進入在兩個相互運動相互運動的固體摩擦接的固體摩擦接觸表面后，受到接觸表面產生的觸表面后，受到接觸表面產生的巨大接觸壓力巨大接觸壓力而發生的而發生的性狀改

16、變性狀改變，以分，以分割固體摩擦接觸表面，減少摩擦。割固體摩擦接觸表面，減少摩擦。從廣義上說：凡是表面彈性從廣義上說：凡是表面彈性變形量變形量和最小和最小油膜厚度油膜厚度處在同一量級上的處在同一量級上的潤滑問題，都屬于彈流問題。潤滑問題，都屬于彈流問題。彈性流體動壓潤滑理論是流體動壓潤滑理論的重要發展，可以說彈性流體動力潤滑是流體膜潤滑的一種特殊形式。它主要研究名義上是點、線接觸的摩擦副潤滑問題（如齒輪副、滾動軸承等）。 前面所討論的流體動壓潤滑理論及計算，是假定兩個潤滑表面相前面所討論的流體動壓潤滑理論及計算，是假定兩個潤滑表面相對運動時仍保持完全的剛性，未產生彈性變形，這在低副接觸時是正確

17、的。對運動時仍保持完全的剛性，未產生彈性變形，這在低副接觸時是正確的。但是，對于高副接觸，如齒輪、滾動軸承等，其比壓很大，運用流體動壓潤但是，對于高副接觸，如齒輪、滾動軸承等，其比壓很大，運用流體動壓潤滑理論就不再合適了?；碚摼筒辉俸线m了。低副低副 （面接觸）（面接觸） 潤滑表面剛性潤滑表面剛性 流體動壓潤滑理論流體動壓潤滑理論高副高副 （點、線接觸）（點、線接觸） 潤滑表面彈性變形潤滑表面彈性變形 彈性流體動壓彈性流體動壓潤滑理論潤滑理論兩個彈性圓柱的接觸，可等效于一當量圓柱和一剛性平面的接觸問題，因此在彈流潤滑的研究中，可以將接觸區視為平面。剛性平面等效圓柱 為了分析彈性流體動壓潤滑機理

18、，首先觀察一下對偶表面干接觸時的情況。如圖所示模型是彈性圓柱體與一剛性平面干接觸的情況。在載荷作用下，彈性圓柱體發生彈性變形，使線接觸變成了小面積接觸，載荷所造成的接觸壓力常稱為赫茲壓力，其分布情況是在接觸區域內成拋物線形分布，中間的壓力最高而至邊緣降低為零。 潘存云教授研制V V1 1V V2 2F F F F干摩擦接觸干摩擦接觸赫茲接觸區赫茲接觸區 赫茲接觸條件是彈性流體動壓潤滑的主要特點，它建立了接觸面的整個形狀：先是一個非常狹長的收斂區(進口區），緊接著是赫茲區（平面區），最后是發散區（出口區）。收斂區的作用是產生流體動壓力將兩對偶表面隔開，因為對偶表面是收斂的，故對偶表面能帶人潤滑劑而產生流體動壓力；隨著收斂區壓力增大，潤滑劑的粘度也隨之升高，粘度越高產生的流體