船机检修技术授课教案

船机检修技术授课教案内容摘要：

发生在极性分子的非极性端之间，因而取代了摩擦表面的直接接触，起到 了润滑作用，降低了摩擦系数。 五．影响摩擦的因素 影响摩擦系数主要有以下因素。 1．润滑条件 在不同的润滑条件下，摩擦系数差异很大。 2．表面氧化膜 具有表面氧化膜的摩擦副，其摩擦主要发生在膜层内。 3．材料性质 相同金属或互溶性较大的金属摩擦副易发生粘着，摩擦系数增高。 4．载荷 在弹性接触的情况下，由于实际接触面积与载荷有关，摩擦系数将随载荷的增加而越过一极大值。 5．滑动速度 在 — 般情况下，摩擦系数随滑动速度的增加而升高，越过一极大值后，又随 滑动速度的增加而降低。 6．静止接触的持续时间 物体表面间相对静止的接触持续时间愈长，摩擦系数愈大，这是由于表面间接触点的变形使实际接触面积和表面分子吸引力增大的结果。 7．温度 摩擦副相互滑动时，温度的变化使表面材料的性质发生改变，从而影响摩擦系数，并随摩擦副工作条件的不同而变化。 8．表面粗糙度 在塑性接触的情况下，由于表面粗糙度对实际接触面积的影响不大，可认为摩擦系数不受影响，保持为一定值。 对弹性或弹塑性接触的干摩擦，当表面粗糙度使表面分子吸引力有效地发挥作用时，机械啮 合理论不能适用，表面粗糙度愈小，实际接积愈大，摩擦系数也愈大。 六．摩擦时表面上发生的现象 1．表面化学效应 在摩擦过程中，表面层的化学组成对材料摩擦起十分重要的作用。 2．金属的转移 金属表面摩擦时材料会由一个表面转移到另一表面上，这是正常磨损的一种情况，是金属表面摩擦机理不可分割的部分。 3．温度作用 金属物体在相对滑动时，由于弹塑性变形将消耗很大能量，这部分能量有 90％以热的形式散发出来，在整个物体里形成温度梯度，产生热应力。 ①改变表面的摩擦状态；②硬度随温度升高而降 低，表面易破坏，磨损要加剧；③使金属的互溶性随温度升高而变化；④引起金属的相变，改变材料结构。 4．产生振动 摩擦有助于产生振动，而振动又影响摩擦。 5．预位移 两摩擦物体在做宏观相对滑动之前，表面间会出现微观滑动，这种移动称为预位移。 机械中的过盈配合联接是在预位移状态下工作的，配合件间是不允许出现塑性位移。 精密机械的许多接合面处，由于存在预位移，会降低它的精度。 《船机检修技术》教案五 第三节 润 滑 教学重点： 液体润滑原理 教学难点： 实现液体动压润滑的条件 润滑的作用：控制摩擦、减少磨损、降温冷却、防止锈蚀，还具有清洗、密封、减振作用等。 润滑的主要任务：减少摩擦和磨损。 良好的润滑能够保证： ①维持机械设备的正常运转，防止事故的发生，降低维修费用，节省资源； ②降低摩擦阻力，改善摩擦条件，提高传动效率，节约能源； ③减少机件的磨损，延长机械设备的使用寿命； ④减少腐蚀、减轻振动、降低温度、防止拉伤和咬合、提高可靠性。 合理润滑的基本要求是： ①根据摩擦副的工作条件和作用性质，选用适当的润滑剂； ②确定正确的润滑方式和润滑方法，设计合理的润滑装置和系 统； ③严格保持润滑剂和润滑部位的清洁； ④保证供给适量的润滑剂，防止缺油和漏油； ⑤适时清洗换油，既保证润滑又要节省润滑剂。 一．润滑分类 1．润滑状态分为无润滑、液体润滑、边界润滑、半液体润滑和半干润滑等。 相应的摩擦按摩擦表面的润滑状态分为：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦 (半干摩擦和半液体摩擦 )等。 (1)无润滑 (干摩擦 ) 摩擦表面之间没有任何润滑介质的润滑，称为无润滑，即两机件相对运动表面直接接触，处于干摩擦状态。 (2)液体润滑 (液体摩擦 ) 在摩擦表面间形成足够厚度和强度的润滑油膜， 这层润滑膜将摩擦表面凹凸不平的峰谷完全淹没，相对运动的摩擦表面被完全分隔开来，使原来两摩擦表面之间的“外摩擦”转变为润滑膜内部液体分子之间的“内摩擦”，而完全改变了摩擦的性质，这种润滑被称为液体润滑。 从理论上讲，液体润滑时没有磨损，是理想的润滑状态。 但在设备起动、制动以及在载荷和速度变化等情况下，润滑条件会遭到破坏，仍然存在着磨损。 (3)边界润滑 (边界摩擦 ) 边界润滑就是两摩擦表面被润滑油边界膜分开的润滑状态。 (4)半液体润滑和半干润滑 (半液体摩擦和半干摩擦 ) 液体润滑的油膜部分遭到破 坏时，油膜破坏的部位就会出现摩擦表面的直接接触，处于干摩擦或边界润滑状态。 如果这时液体润滑仍占主要地位，则称为半液体润滑；如果油膜大部分遭到破坏，则称为半干润滑。 2．按润滑介质分为： (1)气体润滑 用气体，例如空气、氧气、氮气、二氧化碳、氦气等作润滑剂。 (2)液体润滑 以动植物油、矿物油、合成油、水、乳化物液和液态金属等作润滑剂，其中矿物油应用最广泛。 (3)半液体润滑 它是在液体润滑剂中加入稠化剂而成的半固体膏状物，即润滑脂作润滑剂。 (4)固体润滑 它 是利用固体粉末、薄膜或复合材料代替润滑油、脂，达到润滑目的。 常用的固体润滑剂有无机化合物、有机化合物和金属，如石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、尼龙、铅等。 3．按润滑剂的供应方法分为：分散或单独润滑、集中润滑、油雾润滑等。 4．根据供油的时间和有否压力分为：间歇润滑、连续润滑、常压润滑、压力润滑等。 5．根据润滑系统特点分为：流出 (不循环 )润滑系统、循环润滑系统、混合润滑系统等。 二．液体润滑原理 液体润滑：是指在充分润滑的条件下，摩擦表面间有极薄的边界膜和一定厚度的流体膜，摩擦发生在润 滑剂流体膜内，摩擦系数最小，产生的磨损也最小。 实现液体润滑的方法有两种，一种是液体动压润滑，另一种是液体静压润滑。 液体动压润滑：是利用摩擦表面的有利几何形状和表面间的相对运动使润滑剂流体产生楔形油膜或挤压油膜，来承受外部载荷并隔开摩擦表面，这种润滑称为流体动压润滑。 径向滑动轴承摩擦副建立流体动压润滑的过程。 a)为轴承静止状态时轴与轴承的接触状况。 在轴的下部正中轴与轴承接触，轴的两侧形成楔形间隙。 b)具有 — 定粘度的润滑油粘附在轴颈表面，随着轴的转动，油被带入楔形间隙。 油就聚集在楔形间隙的尖端互相 挤压而使油压升高。 c)随着轴的转速升高，楔中油压也升高，形成一个压力油楔逐渐把轴抬起。 d)轴心位置随着轴被抬起的过程而逐渐向轴承中心的另一侧移动，当达到一定转速后，轴就趋于稳定状态。 轴与轴承摩擦面间的油层厚度是由轴上所承受的载荷和油层的内摩擦力的大小决定的。 油层内摩擦力的大小取决于润滑油的粘度和轴与轴承的相对运动速度。 实现液体动压润滑的条件是： (1)摩擦表面应具有较高的加工精度和表面粗糙度等级。 (2)摩擦表面间具有一定的配合间隙，并 沿着运动方向上有一个倾角，即能形成收敛的楔形间隙； (3)保证连续而又充分地供给一定温度下粘度合适的润滑油。 (4)相对运动零件必须具有足够高的相对滑动速度， 其运动方向必须从楔形间隙较大的 — 端向着较小的一端。 （ 5）外载荷必须小于油膜所能承受的负荷极限值，动压油膜必须将两摩擦表面可靠地分隔开。 2．液体静压润滑 液体静压润滑：指通过压力供油系统把具有一定压力的高压油供到摩擦表面的间隙中，将两相对运动的摩擦表面分隔开，从而保证运动副在承受一定载荷的情况下处于液体润滑状态的润滑方式。 3．液体动静压润滑 液体动静压润滑系统的理论基础大致和动压与静压 系统相同。 根据工作原理分为三种基本类型： ①静压浮起、动压工作； ②动静压混合作用； ③静压工作为主，动压作用为辅。 4．弹性流体动压润滑 对于齿轮、蜗轮、凸轮、滚动轴承等点或线接触的摩擦副，接触区单位面积上的压力很高，材料的弹性变形又很大，润滑油在此区内压力也很高而使粘度剧增。 在综合考虑流体动压效应、弹性体接触变形和润滑油压粘特性三者基础上而确立的压力润滑油膜，将摩擦表面分离开来的润滑状态称弹性流体动压润滑，简称弹流润滑。 三．润滑方式与润滑系统 常见的润滑油润滑方式。 常见的润滑脂的 润滑方式。 常见的润滑系统按润滑剂的使用方式和利用情况分为： 1)分散润滑 又称全损耗或 — 次给油润滑。 油壶、油枪对油孔、油嘴、油杯等润滑点的手工加油； 油绳或油垫、飞溅、油浴、油环或油链润滑等进行循环润滑。 2)集中润滑 由一个集中油源，使用成套供油装置同时对许多润滑点进行供油。 常用于柴油机曲柄箱、变速箱、整台或成套机械设备以及自动化生产线的润滑。 集中润滑可分为： 全损耗型 润滑剂送至润滑点以后，不再回收循环使用。 循环型 润滑剂送至润滑点进行润滑之后又流回油箱再循环使用。 静压型 利用外部的供油装置，将具有一定压力的润滑剂送到静压支承中进行润滑。 本章课后习题： 1．什么是金属表面的形貌。 2．金属零件表面层的结构通常是由哪些表面层所构成。 3．金属表面的边界膜通常由哪几种形式。 4．摩擦的实质是什么。 如何对摩擦进行相应分类。 5．简述干摩擦的机理。 影响摩擦的因素有哪些。 6．润滑的作用有哪些。 实现液体动压润滑的条件是什么。 7．什么是液体静压润滑。 通常液体动压润滑使用在什么场合。 8．常见的润滑油润滑方式有哪些。 《船机检修技术》教案六 第三章 船机零件的失效分析 本章 课程内容： 1．船机零件的磨损 2．船机零件的腐蚀 3．船机零件的断裂 本章知识目标 1．能正确描述磨损的概念以及船机零件的磨损规律。 2．了解磨损的类型以及各种磨损的机理。 3．了解柴油机主要部件的磨损形式。 4．了解化学腐蚀、电化学腐蚀和穴蚀的基本过程以及船机中出现的化学腐蚀、电化学腐蚀和穴蚀现象。 5．了解断裂的分类以及其原因。 6．能正确描述疲劳断裂的机理以及防止疲劳破坏的有效措施。 本章能力目标 1．能分析一般船机零件的磨损规律。 2．能正确对柴油机主要部件的磨损情况进行分析，并掌握减少磨损的相应 措施。 3．能正确掌握船机部件防止腐蚀的具体措施。 4．能根据零件的断口形状分析判断断裂的原因。 本章教学方法： 1．教学录像片 2．多媒体课件 3．现场教学 4。 实物演示 第一节 船机零件的磨损 教学重点：船机零件的磨损规律 教学难点：各种磨损的机理 当零件在载荷 (包括机械载荷、热载荷、腐蚀及综合载荷等 )作用下丧失最初规定的功能时，即称为失效。 机件处于下列三种状态之一就认为是失效： ①完全不能工作； ②不能完成规定功能； ③不能可靠和安全地继续使用。 一．磨损概念 机器运转过程中，相对 运动的摩擦表面的物质逐渐损耗，使零件尺寸、形状、位置精度及表面质量发生变化的现象称为磨损。 材料损耗包括两个方面： 一是材料组织结构及性能的损坏； 二是尺寸、形状及表面质量 (粗糙度 )的变化。 二．磨损规律 不同的零件由于磨损类型和工作条件不同，磨损情况也不一样，磨损规律也各不尽相同。 正常运转的运动副的运转时间与其磨损量的关系曲线，即磨损曲线。 纵坐标表示零件的磨损量 横坐标表示运动副的运转时间。 磨损过程用三个不同的工作阶段表示。 1．磨合期 磨合期又称跑合期，即曲线 OA 所对应的工作时间，是机器或 运动副初次投入运行时，最初改变摩擦表面几何形状和表面层理化性能的阶段。 达到良好磨合的要求是： (1)消除摩擦表面的初始粗糙度，使接触面积大增，可达到 80％以上。 (2)运动副工作表面形成彼此适应、服贴的形貌。 (3)建立工作条件下耐久的润滑油膜，使运动副获得稳定、有效的润滑。 2．正常磨损期 正常磨损期是曲线 AB 所对应的工作时间，是机器或运动副磨合后进入正常运转的阶段。 3．急剧磨损期 曲线上 B 点以后的线段所对应的工作时间为急剧磨损期。 三．磨损类型 根据磨损的机理和特征，磨损可分为磨粒磨损、粘着 磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损、微动磨损等。 1．磨粒磨损 运动副相对运动时，在摩擦表面间存在固体磨粒或硬的凸起物，它对摩擦表面产生的微切削和刮擦作用引起的机械磨损称为磨粒磨损。 1)磨粒磨损分类 （ 1）凿削式磨粒磨损 （ 2）高应力碾碎式磨粒磨损 （ 3）低应力擦伤式磨粒磨损 2)磨粒磨损的机理 （ 1）金属材料的磨粒磨损机理 主要有：以微量切削为主的假说；以疲劳破坏为主的假说；以压痕破坏为主的假说和断裂起主要作用的假说几种。 ① 微切削机理 该机理认为磨粒磨损主要是由于磨料 在金属表面产生微观切削作用而造成的。 ② 疲劳破坏机理 这一机理提出金属同磨粒摩擦时，主要的磨损原因并不是由于磨料切下切屑，而是金属的同 —显微体积的多次重复变形发生金属疲劳破坏导致小颗料从表层上脱落下来。 ③ 压痕破坏机理 显微镜观察磨料磨损过程发现，当抛光的塑性材料金属表面紧贴在砂纸上时，个。