第四章 流體潤(rùn)滑原理

1、第四章流體潤(rùn)滑原理4－1第四章第四章流體流體潤(rùn)滑原理滑原理概述用具有潤(rùn)滑性的一層膜把相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)表面分開，以防止這些固體表面的直接接觸，并使滑動(dòng)過程中表面間的摩擦阻力盡可能減小，表面的損傷盡量減低，這就是潤(rùn)滑。根據(jù)分隔固體表面的材料不同，潤(rùn)滑可分為以下三類：①流體潤(rùn)滑：摩擦副兩表面間被具有一定粘度的流體完全分開。將固體間的外摩擦轉(zhuǎn)化為流體的內(nèi)摩擦。②邊界潤(rùn)滑：摩擦界面上存在著一層具有良好潤(rùn)滑性的邊界膜，但不是介質(zhì)的膜。相對(duì)于干摩擦來說

2、，邊界潤(rùn)滑具有比較低的摩擦系數(shù)，能有效地減輕接觸表面的磨損。③固體潤(rùn)滑：廣義來說，固體潤(rùn)滑也是一種邊界潤(rùn)滑。就是用摩擦系數(shù)比較低的材料（固體潤(rùn)滑劑或固體潤(rùn)滑材料），在摩擦界面上形成邊界膜，以降低接觸表面的磨損和摩擦系數(shù)。對(duì)于流體潤(rùn)滑的系統(tǒng)研究約在19世紀(jì)末逐漸展開。1883年塔瓦（Tower）發(fā)現(xiàn)了軸承中的流體動(dòng)壓現(xiàn)象。彼得洛夫（Петров）研究了同心圓柱體的摩擦及潤(rùn)滑。隨即雷諾（Reynold）應(yīng)用了數(shù)學(xué)和流體力學(xué)的原理對(duì)流體動(dòng)壓現(xiàn)

3、象進(jìn)行了分析，發(fā)表了著名的雷諾方程。為流體動(dòng)力潤(rùn)滑奠定了基礎(chǔ)。后來一些科學(xué)家，在求解雷諾方程，以及將雷諾方程應(yīng)用于工程實(shí)際中作出了貢獻(xiàn)，并解決了很多雷諾方程假設(shè)以外的問題，。對(duì)于線接觸及點(diǎn)接觸的滾動(dòng)件，在重載條件下的潤(rùn)滑問題，考慮了接觸零件表面間的彈性變形及潤(rùn)滑劑的粘壓效應(yīng)。于20世紀(jì)中葉，格魯賓（Грубин）提出了著名的彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑的計(jì)算公式。以后的道松（Dowson）鄭緒云（Cheng）溫詩鑄等的進(jìn)一步發(fā)展，使彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑

4、理論日趨成熟。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，流體潤(rùn)滑中的紊流、慣性、熱效應(yīng)等以及非牛頓流體潤(rùn)滑等問題也展開了研究。流體潤(rùn)滑定義：在適當(dāng)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金屬表面離子、電子場(chǎng)的作用而可以自由地移動(dòng)。這種狀態(tài)稱為流體潤(rùn)滑。流第四章流體潤(rùn)滑原理4－3度η為1Pas。smkgsmsmkgsmNsPamsmPadydu???????????222??動(dòng)力粘度的單位

5、為Pas(帕斯卡秒）；量綱為ML1T1（質(zhì)量長(zhǎng)度1時(shí)間1）。實(shí)用時(shí)采用P（泊）為動(dòng)力粘度的單位。1P=1dynscm2=0.1Pas1P=0.1Pas=100cP1cP=102P=10－3Pas；cP厘泊水的η＝110－3Pas；空氣的η＝0.0210－3Pas；潤(rùn)滑油的η＝2～40010－3Pas。在英制中，動(dòng)力粘度稱為雷恩（Reyn）。1Reyn≈69000P4.1.2運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度將同一溫度下某液體的動(dòng)力粘度和該液體的密度之比定

6、義為運(yùn)動(dòng)粘度ν。????式中：ρ流體密度，單位gcm3；（一般潤(rùn)滑油的密度ρ＝0.85～0.95gcm3）ν運(yùn)動(dòng)粘度，單位m2s；實(shí)用時(shí)因?yàn)棣偷膯挝惶?，用沲（斯托克斯）St作為運(yùn)動(dòng)粘度的單位，令1St＝1cm2s1St=104m2s=100cSt1cSt=106m2s＝mm2scSt（厘沲）4.1.3影響粘度的因素影響粘度的因素①溫度的影響流體的粘度受溫度影響明顯。溫度升高，流體膨脹，分子間的距離增大，吸引力減小，粘度降低。通常50℃