摩擦与润滑的状态类型

第十章 摩擦和润滑

第一节 摩擦与润滑机理

当两个紧密接触的物体沿着它们的接触面作相对运动时，会产生一个阻碍这种运动的阻力，这种现象叫摩擦，这个阻力就叫做摩擦力。摩擦力与垂直载荷的比值叫做摩擦系数。摩擦定律可描述如下：

摩擦力与法向载荷成正比：F∝P

摩擦力与表面接触无关，即与接触面积大小无关。 摩擦力与表面滑动速度的大小无关。

静摩擦力(有运动趋向时)FS大于动摩擦力FK，即Fs＞FK。 摩擦定律公式： F＝f·P

或 f＝F／P 式中 F——摩擦力 f——摩擦系数；

P——法向载荷，即接触表面所受的载荷；

载荷P运动方向推动力摩擦力F

机器中凡是互相接触和相互之间有相对运动的两个构件组成的联接称为“运动副”(也可称为“摩擦副”)，如滚动轴承里的滚珠与套环；滑动轴承的轴瓦与轴径等等。任何机器的运转都是靠各种运动副的相对运动来实现，而相对运动时必然伴随着摩擦的发生。摩擦首先是造成不必要的能量损失，其次是使摩擦副相互作用的表面发热、磨损乃至失效。

磨损是运动副表面材料不断损失的现象，它引起了运动副的尺寸和形状的变化，从而导致损坏。例如油在轴承内运转，轴承孔表面和轴径逐渐磨损，

哈尔滨理工大学

研究生考试试卷

考试科目：摩擦学原理与润滑技术 阅 卷 人：

专 业：机械制造及其自动化 姓 名： 汪晶 学 号： 1320100019

2014年07月1日

《摩擦学原理与润滑技术》试题

2013级硕士研究生

1. 简述摩擦种类及机理（15分） 2. 简述磨损种类及机理（15分）

3. 简述流体动压润滑原理及相应的方程推导（简单推导Reynoids方程、流量方程、摩擦力方程）（30分） 4. 举例说明静压润滑承载机理（30分）

1）以面支承为例（支承形式可以从矩形腔、圆形腔、扇形腔中任选），阐述恒流供油系统的工作原理（15分） 2）以四油腔支承径向轴承、薄膜反馈节流器为例，阐述恒压供油系统的工作原理（15分）

5. 简述弹流润滑机理（10分）

1. 答：摩擦的分类:

按摩擦副的运动状态：动摩擦，静摩擦 按摩擦副的运动形式：滚动摩擦，滑动摩

按摩擦副的润滑状态：干摩擦，流体摩擦，边界摩擦，混合摩擦

摩擦产生机理：

1）机械啮合理论：摩擦

润滑剂与润滑油牌号详解 摘要 主要叙述了国产润滑剂的分组、命名和代号，以及各组产品的主要性能和用途；并对部分国外润滑剂的牌号、性能和用途作了简单介绍。目的是使设备维修、从事润滑人员能按照各类设备制造厂的要求，正确选用所需的润滑剂。 叙词 润滑剂 分类 性能 应用 0 前言 随着科学技术的发展，机械设备对润滑剂的质量要求越来越高。我国及世界各国为了满足机械设备的润滑要求，已经制订了一些润滑剂产品的新技术标准，生产出了一批润滑剂新产品。因此，及时掌握润滑剂的新技术标准及其应用范围，对设备的润滑管理是非常必要的。 本文对润滑剂的新、旧国家标准作了系统的介绍，并对各类产品的技术指标及其应用作了必要的叙述，便于设备润滑管理人员了解润滑剂的基本知识，并能按照各类机械设备的特点和新旧情况，正确选择新、旧牌号的润滑材料，搞好设备的润滑管理，延长设备的使用寿命。 随着改革开放的不断深入，进口设备日益增多，本文对目前比较通用的国外润滑剂产品标准及其与国内标准的对应关系也作了必要的介绍，有利于设备润滑管理人员选择所规定的油品或选择合适的代用油品，既能保证设备润滑的需要，又能节约成本，提高经济效益。 1 润滑剂的分组、命名和代号

润滑剂与润滑油牌号详解 摘要 主要叙述了国产润滑剂的分组、命名和代号，以及各组产品的主要性能和用途；并对部分国外润滑剂的牌号、性能和用途作了简单介绍。目的是使设备维修、从事润滑人员能按照各类设备制造厂的要求，正确选用所需的润滑剂。 叙词 润滑剂 分类 性能 应用 0 前言 随着科学技术的发展，机械设备对润滑剂的质量要求越来越高。我国及世界各国为了满足机械设备的润滑要求，已经制订了一些润滑剂产品的新技术标准，生产出了一批润滑剂新产品。因此，及时掌握润滑剂的新技术标准及其应用范围，对设备的润滑管理是非常必要的。 本文对润滑剂的新、旧国家标准作了系统的介绍，并对各类产品的技术指标及其应用作了必要的叙述，便于设备润滑管理人员了解润滑剂的基本知识，并能按照各类机械设备的特点和新旧情况，正确选择新、旧牌号的润滑材料，搞好设备的润滑管理，延长设备的使用寿命。 随着改革开放的不断深入，进口设备日益增多，本文对目前比较通用的国外润滑剂产品标准及其与国内标准的对应关系也作了必要的介绍，有利于设备润滑管理人员选择所规定的油品或选择合适的代用油品，既能保证设备润滑的需要，又能节约成本，提高经济效益。 1 润滑剂的分组、命名和代号

分别制备了PTFE／碳纤维、MoS2／碳纤维混杂增强的尼龙66复合材料,用MM-2000型摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能,用SEM和XPS分析了磨损表面。结果表明：PTFE／碳纤维混杂增强可以明显改善尼龙复合材料摩擦学性能;MoS2／碳纤维混杂增强没有改善复合材料的摩擦学性能;MoS2在摩擦过程中氧化生成的MoO3充当了摩擦副之间的磨粒,其磨损机理推测为粘着和磨粒磨损的综合作用。

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实验 状态反馈与状态观测器

一、实验目的

1．学习全状态反馈配置极点的方法。 2．学习降维状态观测器的设计方法。

3．学习带有状态观测器的状态反馈系统的设计方法。

二、实验仪器

1．EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台

三、实验要求

1．1）用全状态反馈配置极点的方法 ，按给定的性能指标进行综合设计。

2）验证极点配置理论的正确性。

2. 设计一个带有状态观测器的状态反馈系统。

四、实验前分析计算和设计

已知被控系统如图所示：

u

1 0.05S+1 x2 1 0.1S x1 y

图5-1被控系统结构图

1、 设计一个全状态反馈系统，闭环系统性能要求为ξ=0.707，Ts≤0.2S.设计K阵，并

画出系统模拟电路图选择相应元件参数。

2、假设x２不能直接测量，设计一个降维状态观测器将x２进行估计得到估计值，然后用

?2构成全状态反馈，使闭环系统ξ=0.707，Ts≤0.2S，并画出系统模拟电路图选x1和x择相应元件参数。

100K50K1uF1uFDA1100K25K2-OUT650K2-OUT63100K+3+x2100

实验 状态反馈与状态观测器

一、实验目的

1．学习全状态反馈配置极点的方法。 2．学习降维状态观测器的设计方法。

3．学习带有状态观测器的状态反馈系统的设计方法。

二、实验仪器

1．EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台

三、实验要求

1．1）用全状态反馈配置极点的方法 ，按给定的性能指标进行综合设计。

2）验证极点配置理论的正确性。

2. 设计一个带有状态观测器的状态反馈系统。

四、实验前分析计算和设计

已知被控系统如图所示：

u

1 0.05S+1 x2 1 0.1S x1 y

图5-1被控系统结构图

1、 设计一个全状态反馈系统，闭环系统性能要求为ξ=0.707，Ts≤0.2S.设计K阵，并

画出系统模拟电路图选择相应元件参数。

2、假设x２不能直接测量，设计一个降维状态观测器将x２进行估计得到估计值，然后用

?2构成全状态反馈，使闭环系统ξ=0.707，Ts≤0.2S，并画出系统模拟电路图选x1和x择相应元件参数。

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2014年5月第39卷第5期

DOI：10.3969/j.issn.0254－0150.2014.05.005

润滑与密封

LUBＲICATIONENGINEEＲINGMay2014Vol.39No.5

*

基于FLUENT的管道内壁表面状态对流体摩擦阻力的影响研究

付宜风

1

雷成旺

1，2

张璇

1

白秀琴

1，3

袁成清

1，3

（1.武汉理工大学能源与动力工程学院可靠性工程研究所

2.澳大利亚悉尼大学土木工程学院

3.武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室

湖北武汉430063；湖北武汉430063）

澳大利亚悉尼NSW2006；

摘要：油气长输管道在运行过程中受腐蚀、结垢的影响，管道内壁表面状态会发生显著的变化，进而会引起管道内流场和沿程流体摩擦阻力的变化，目前在这方面的研究比较欠缺。基于计算流体动力学软件FLUENT，数值模拟在腐蚀、结垢条件下管道内壁表面状态发生改变后，管道流体摩擦阻力的变化情况。结果表明：管道结垢后在内壁形成凸起，流通面积减小，沿程摩擦阻力系数变小，单位长度压降和总的能量损失增大；管道腐蚀后在内壁形成凹坑，沿程摩擦阻力系数和单位长度压降均减小，说明形成腐蚀坑后不规则表面可能具有一定的减阻效果，研究可为基于表面纹理的管道减阻提供一定的参考依据。

与润滑油有关的常见术语

A．

Abrasive Wear 磨耗：

由于颗粒（3 体）或粗糙面（2 体）存在，两个相对运动的界面摩擦产生的损耗。 Acid Number 酸值：

为中和某石油产品中全部或部分酸度，对所需要的KOH 用量的计量。

Adhesive Wear 粘附磨蚀：

金属面间相互接触造成的磨损，从金属面局部焊接和撕裂可以检定。 Additive 添加剂：

为改变其性质、特性或性能而加到基本油料中的任何材料。 Aniline Point 苯胺点：

同体积的苯胺与烃类燃料或润滑油基本油料完全溶混的最低温度，计量出碳氢化合物混合体中芳香族含量，用来予报基油的溶解度或蒸馏燃料油的十六烷值。

Antifoam Agent 防泡剂：

一种用来抑制石油产品使用中产生气泡的添加剂。如：破碎面层气泡的硅油或减少液体中夹带的气泡数量的聚合物。 Antistatic Additive 抗静电添加剂：

一种能提高烃类燃料油导电能力物质，在其化合高速配制中，促进静电散逸，籍此来减少火灾/ 爆炸灾害的发生。 Antiwear Agents 抗磨添加剂：

能对荷载重的部件表面形成一层粘带薄膜，起到金属表面间接触中减少摩擦的所有添加成份或起反应的产品。 Ap

与润滑油有关的常见术语

A．

Abrasive Wear 磨耗：

由于颗粒（3 体）或粗糙面（2 体）存在，两个相对运动的界面摩擦产生的损耗。 Acid Number 酸值：

为中和某石油产品中全部或部分酸度，对所需要的KOH 用量的计量。

Adhesive Wear 粘附磨蚀：

金属面间相互接触造成的磨损，从金属面局部焊接和撕裂可以检定。 Additive 添加剂：

为改变其性质、特性或性能而加到基本油料中的任何材料。 Aniline Point 苯胺点：

同体积的苯胺与烃类燃料或润滑油基本油料完全溶混的最低温度，计量出碳氢化合物混合体中芳香族含量，用来予报基油的溶解度或蒸馏燃料油的十六烷值。

Antifoam Agent 防泡剂：

一种用来抑制石油产品使用中产生气泡的添加剂。如：破碎面层气泡的硅油或减少液体中夹带的气泡数量的聚合物。 Antistatic Additive 抗静电添加剂：

一种能提高烃类燃料油导电能力物质，在其化合高速配制中，促进静电散逸，籍此来减少火灾/ 爆炸灾害的发生。 Antiwear Agents 抗磨添加剂：

能对荷载重的部件表面形成一层粘带薄膜，起到金属表面间接触中减少摩擦的所有添加成份或起反应的产品。 Ap