中国人民解放军陆军勤务学院（后勤工程学院）：《摩擦学》PPT课件_06-边界润滑 Boundary Lubrication

Boundary lubrication 边界润滑

边界润滑 Boundary Lubrication 润 滑

润滑状态 混合润滑 边界润滑(部分弹流润滑) 流体润滑 0+o =1~5 A>5 ≤1 润滑

2 润滑状态 润 滑 2 2 2 1 min    + = h

边界润滑概念 边界(润滑)膜 (边界润滑焦点) 由于润滑剂分子与固体表面相互作用而形成的一层界面膜(<0.1m) 在摩擦过程起主要润滑作用的润滑状态。 Q 润滑

3 由于润滑剂分子与固体表面相互作用而形成的一层界面膜（< 0.1μm） 在摩擦过程起主要润滑作用的润滑状态。 边界润滑概念 边界（润滑）膜 （边界润滑焦点） 润 滑

Boundary lubrication is lubrication by a liquid under conditions where the solid surfaces are so close together that appreciable contact between opposing asperities is possible. The friction and wear in boundary lubrication are determined predominantly by interaction between the solids and between the solids and the liquid. The bulk flow properties of the liquid play little or no part in the friction and wear behavior a regime of lubrication where there is part contact between the metal components and partial v油膜厚度 separation of the surfaces by the lubricant fuid film 润滑

润 滑 4 “Boundary lubrication is lubrication by a liquid under conditions where the solid surfaces are so close together that appreciable contact between opposing asperities is possible. The friction and wear in boundary lubrication are determined predominantly by interaction between the solids and between the solids and the liquid. The bulk flow properties of the liquid play little or no part in the friction and wear behavior. ” A regime of lubrication where there is partial contact between the metal components and partial separation of the surfaces by the lubricant fluid film. 油膜厚度

clean(dry) surfaces Interfacial shear strength same as substrate material Contact stresses remain unaffected Surfaces with low interfacial shear stress Interfacial shear strength of the surface layer Small shear stress at interfaces Lubrication by a low shear strength layer formed at asperity peaks 润滑

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Intermolecular contact and load support Carboxyl group 000000000000/(e.-cooH)Faty Alkyl tail molecu lIe Weak bonding or repulsion between (i.e. -CH3) opposing-CH3 groups provides low >"sS interfacial shear stress 2 nm approximately Strong bonding between carboxyl group and substrate Low friction mono-molecular layer of adsorbed organic polar molecules on metallic surfaces 润滑

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边界润滑机理 接触和摩擦发生在边界润滑膜之间。 力9+%m 润滑

7 边界润滑机理 ➢ 接触和摩擦发生在边界润滑膜之间。 润 滑

>表面相互滑动时,接触点温度很高,部分边界膜破坏,使金属 直接接触并发生粘着。 粘着点 4 An 润滑

8 ➢ 表面相互滑动时，接触点温度很高，部分边界膜破坏，使金属 直接接触并发生粘着。 润 滑

>摩擦力为剪断表面粘着部分的剪切抗力和边界膜间的剪切阻力之和: F=Alato +(I-a)t, 总的实际接触面积;a--总的接触面积中发生 金属直接接触部分的百分数;x--软金属剪切强度; --边界膜剪切强度。 金属 氧化膜 边界膜 应 金属 金属粘着点 润滑

9 ➢ 摩擦力为剪断表面粘着部分的剪切抗力和边界膜间的剪切阻力之和： [ (1 ) ] F Ar 0 f =   + −  A r -------总的实际接触面积；α------总的接触面积中发生 金属直接接触部分的百分数；τ0 ------软金属剪切强度；τf ------边界膜剪切强度。 润 滑

边界润滑基本特点 ◆两表面非常接近,微凸体直接接触,可能产生明显的摩擦磨损; ◆润滑性能基本不受液体粘性影响,主要取决于表面和边界膜的物理特性 (膜的厚度、剪切强度或硬度、内聚力、黏附、熔点以及膜在润滑油中的溶 解度等),以及二者的相互作用。摩擦摩擦系数一般在0.04~0.15之间。 ◆表面膜的形成取决于润滑剂和表面的物理和化学特性; 8滑 10

10 ◆ 两表面非常接近，微凸体直接接触，可能产生明显的摩擦磨损； ◆ 润滑性能基本不受液体粘性影响，主要取决于表面和边界膜的物理特性 （膜的厚度、剪切强度或硬度、内聚力、黏附、熔点以及膜在润滑油中的溶 解度等），以及二者的相互作用。摩擦摩擦系数一般在0.04 ~ 0.15之间。 ◆ 表面膜的形成取决于润滑剂和表面的物理和化学特性； 边界润滑基本特点 润 滑