轮机维护与修理 第二章(培训教材)
时间：2025-05-02
轮机维护与修理
ChongQing JiaoTong University
Chapter 2 船机零件的摩擦与磨损重点： 摩擦、磨损的概念。
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难点： 活塞环与气缸套的摩擦磨损、曲轴和轴承的摩擦磨损。
要求掌握的知识点： 摩擦、摩擦分类及机理、磨损、磨损规律及磨损机理
解决的问题 怎样减少船机零件的磨损？重庆交通大学航海学院 20:25轮机维护与修理
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Chapter 2 船机零件的摩擦与磨损概述：
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摩擦磨损是船机零件的故障模式之一，是影响船舶机器正常运转和船舶 安全航行的主要因素。 据资料介绍：世界能源的1/3~1/2是以不同形式消耗在克服机械零件表 面相互作用的摩擦上。 对于船用柴油机来说，目前无论是二冲程的低速机还是四冲程的中速机， 燃油消耗率已降至163 g/(kW· h)左右，热效率达到50 %以上，但能量消 耗在运动副的摩擦上约占10 %左右。
结论： 摩擦磨损→故障→能 源浪费重庆交通大学航海学院 20:25
→必须重视
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Chapter 2 船机零件的摩擦与磨损§2-1 摩擦 (Friction) §2-2 磨损 (Wear, rub )
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§2-3活塞环(Piston ring)与气缸套(Cylinder)的摩擦磨损 §2-4 曲轴(Crankshaft)与轴承(bearing)的摩擦磨损
☆练习题
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§2-1 摩擦 (Friction)
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摩擦学 ——是研究具有相对运动的相互作用表面的有关理论与实践 的科学。 主要内容：研究摩擦表面、摩擦、磨损机理、润滑理论和摩 擦学的应用等。 一、摩擦表面1.摩擦表面的形貌和表示方法 2.金属表面层的结构
二、摩擦1.摩擦的定义及危害 2.干摩擦机理 3.摩擦的分类重庆交通大学航海学院 20:25轮机维护与修理
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一、摩擦表面
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1、摩擦表面形貌及表示方法(Surface Layer morphology)1)定义： 零件表面几何形态称为表面形 貌。 由表面最后加工的方法、刀痕、 切屑分裂时的变形、刀具与表 面摩擦和加工系统的振动等因 素造成。
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1、摩擦表面形貌及表示方法(Surface Layer morphology)
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2)表示方法： 用宏观几何形状、表面坡度和粗糙度(微观几何形状)表示。 宏观几何形状: 宏观所见表面轮廓线产生偏离名义几何形状的粗大偏差； 表面波度: 形成周期性波状表面峰和谷，是机床加工系统振动的结果， 介于形状误差与粗糙度之
间的误差； 粗糙度: 表面轮廓微观几何形状误差。以微观几何形状粗糙度为主， 由算术平均差Ra表示，单位为微米。重庆交通大学航海学院 20:25轮机维护与修理
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1、摩擦表面形貌及表示方法(Surface Layer morphology)
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粗糙度分14个等级，数字小者粗糙度低。(外圆粗车表面产生 100μm~25μm粗糙度；抛光或超精研磨加工产生0.1μm~ 0.012μm的粗糙度。) 粗糙度影响摩擦表面接触面积，影响接触压强的大小；影响 耐磨性、疲劳强度、耐腐蚀性和配合性质的稳定性。 摩擦表面实际接触面积，仅为名义接触面积的0.01%~0.1%.
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2、金属表面层的结构(Surface Layer Composition)
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金属表面一出现，就会与空气中各种 其它起作用而形成各种膜，这些膜的 结构性质对摩擦性能的影响很大。
这些膜有利于减少摩擦磨损。 外表层：污染层5μm微米；吸附气体 层0.5μm;氧化层10μm。
内表层：加工硬化层5μm;小结： 金属表面性能与基体不同，具有自由 能，具有润湿性、吸附作用、化学作 用和塑性变形等。重庆交通大学航海学院 20:25轮机维护与修理
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结论：(1)摩擦表面的实际表面是凹凸不 平的； (2)接触表面并非全部接触： 实际接触面积 远远小于名义接触 面积； (3)即使在接触点上，也可能有表 面膜把金属隔开。
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二、摩擦(Friction)1.摩擦定义及危害
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摩擦： 两接触物体在外力作用下产生相对运动(或运 动趋势)时，接触表面产生切向阻力和阻力矩
以阻止运动的现象。 阻力和阻力矩分别称为摩擦力和摩擦力矩。
危害： 摩擦→能量消耗↑→热量→物体温度↑。 →表面磨损。
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二、摩擦(Friction)2.摩擦的机理 (Principle)
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