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1、液体动压径向滑动轴承实验指导书一、实验内容与目的：1观察径向滑动轴承的摩擦现象，加深对概念的理解；2测绘径向滑动轴承的摩擦特性曲线，掌握测绘方法； 3测绘径向滑动轴承油膜压力曲线，求油膜承载能力。了解复杂问题的简 化处理方法。二、实验设备的结构与工作原理：本实验有二类（二种型号）设备，它们的结构示意图如图 1 和图 2 所示：1直流电机2.“V型带3.轴4.轴瓦5.压力传感器6.加载螺栓 7.测力杆&弹簧片9.百分表10.机架11.箱体12.润滑油 13.操纵面板14.油膜指云15.电源开关16.压力显示 17压力调零1&转速询节19.转速显示20.压力表1支点2.百分表3.弹簧片4.测力弓5
2、.压力表6.轴瓦7.轴 &油箱9.油10.20.加裁系统19. S码盘20.眩码图2 HZ型试验台结构示意图.图1 HS-A型试验台结构示意图它们包括以下向个部份：、类型 项目、HS-A型试验台HZ型试验台轴材料为45号钢，轴径经表面淬火、磨光，表面粗糙度达到R a =1.6用滚动轴承支承a轴 与 轴 瓦在机架上，轴瓦材料为ZCuSn5Pb5Zn5 （旧国标为锡青铜6-6-3），轴瓦内孔精镗后与轴研配 以保证与轴配合精度。在轴瓦的中间径向截面处，沿半圆周布置七个与轴和轴瓦间油膜相通的小孔，这些小孔又分别与压力表相连。七个小孔位置为沿半圆周的圆周角分别七个小孔位置为沿半圆周的圆周角分别为为 30
3、 0、50 0、70 0 1500。22.5 0、45 0、67.5 0 157.50。瓦外面与测力弹簧相接。一轴的转速调节装置一轴的转动是由直流电动机通过“V”型带来带动的。由无级调速器实现轴的无级调速。本实验台轴沿顺时针（面对实验台面板） 方向转动。轴的转速范围为0500转/分。 轴的转速由调速旋钮控制，实现无级调速。 转速值由数码管直接读出。本实验台轴沿逆时针（面对实验台面 板）方向转动。轴的转速范围为0500转/ 分。轴的转速由调速旋钮控制，实现无级调 速。转速值由数码管直接读出。轴与轴瓦间轴与轴瓦间油膜压力是通过安装在轴瓦上的压力表测量当轴在一定转速下承受一定载荷时,油膜压力测量可以
4、从分布在轴瓦上的七块压力表上读出此时-油膜的压力值（压力分布情况前面已介绍）采用螺旋加载方式。转动螺旋即可改变采用砝码加载方式。加减砝码盘上的砝载荷的大小。所加载荷之值通过传感器和数码可以改变加在轴瓦上载荷的大小。加载系力口字电路由数码器显示。操纵板上还有一个压统由图2中10-20号部件所组成。由图上可载 系力初始调零装置，用来校正压力显示。初始 载荷包括轴瓦及安装在轴瓦之上各物体重量以看出这是一个放大机构，其放大比i = 75。 砝码每块重为W = 10牛顿。初始载荷包括 轴瓦和安装在轴瓦上的各物体重量总和，其统总和，其值为W = 3.14公斤。油膜所承受载荷为p = w + w ；其中W1
5、为操纵面板上数值为W = 500牛顿。油膜所承受之载荷为码器的压力指示值，本实验台的加载范围为P = w0 + j x i x气；其中j为所加砝码 0 1 J0100公斤。的个数。本实验台加载范围为7-8块砝码。径向滑动轴承的摩擦系数f随轴承的特性系数 尢（=比一,其中卩油的动力粘度P0P卩=0.34P S；n轴的转速；P比压，Po =n，P油膜所承受的载荷；Bao0 Bd轴瓦宽度；d轴径）值的变化而改变。其变化规律为图二所示。从图上可以看出，在边界摩擦时，f随九很小改变都会引起f的急剧变化，这种变化也是非线性的。在刚形成液体摩擦时f达到最小值，此后，随着九的增大，油膜厚度亦随之摩 擦 系增大
6、，f也随之增大。摩擦系数f之值可通过测量轴承的摩擦力矩而得到。当轴转动时，轴对轴瓦产生同向摩擦力F，其摩擦力矩为Fd/2,它使轴瓦翻转，其翻转力矩可通过固定在弹簧片上的百分表（图 一中部件9,图二中部件2）测出弹簧片的变形量（测量中用百分表格数表示），并经过以系 数 测 量下计算就可得到摩擦系数f的值：根据力矩平衡条件及：装,2 LQF d/2=L Q- - f =zV置其中：L测力杆的长度；Q作用在支点处的反力。F乂因为f = 一 Q = K小K弹簧片刚度系数厶一一百分表读（格数）Puu2 LDA 甘 |所以f =其中P = W + W，； W，Pd0外加载荷W初始载荷0此试验台参数为：此试
7、验台参数为：d=70mmd=70mmB=125mm （轴瓦有效长度）B=70mm （轴瓦有效长度）百发表量程010mm，精度0.01 ；弹簧片刚百发表量程010mm，精度0.01 ；弹簧片刚度系数：K=0.196N/格度系数：K=0.03N/格油我们用实验数据通过数学处理方法来求油膜的承载力。从理论上我们知道液体动压径向膜 承 载 力油 膜 承 载 力摩 擦 状 态 观 察滑动轴承油膜的承载能力可由下式求得：P = KP dB （ P油膜承载能力，K轴承沿m轴向压强分布不均匀系数；P 轴承中间截面垂直方向平均压强；B轴瓦有效长度;md轴直径）。公式K = 2，只要求得P值则油膜承载能力就求出来
8、了。3m求P的方法如下：1.绘2绘油膜压力分布曲线：根据实验中所测得的油膜压强（具体测量方法后边叙述）以一定的比例在坐标纸上绘出 油膜压力分布曲线如图四上半部分。绘制方法如下：将半圆周分成8份，按油压表实际位置定出七块压力表的位置1、27。由圆8心0过1、27诸点引射线，沿径向画出向量1-1 、2-2 7-7，使其数值等于相应各点的压力值（比例自选），用曲线板将1 、2 7诸点连成圆滑曲线，该曲线就是轴承中间截面处油膜压力分布曲线（因为压力表所接油孔即在轴瓦中间截面处）。如图四上半部分。2绘制油膜压力垂直分量分布曲线将图四上半部分力中的0、1、2、8各点在水平轴上的投影点定为0、18（水平轴比
9、例与图四上半部分相同），如图四下半部分在垂直方向上过1、2、 7诸点 画出压力向量1 - 1、2 - 2 7 - 7在垂直方向的投影值，将1、2 T诸点连成圆滑曲线，则此曲线即为油膜压 力垂直分量分布曲线，如图四下半部 分。3 求平均压强p用数格法计算出油膜压力垂直分 量分布曲线与水平轴所围面积数值， 以08线为底边作一矩形，使其面积 与曲线所围面积相等，则此矩形之高 即为轴瓦中间截面处垂直方向的平均 压强P。4.求油膜承载能力：如图五所示，将P与轴承有效长 度B轴；直径d相乘即可得到不考虑 端泄的有限宽轴承的油膜承载能力。 实际上滑动轴承有端泄，在轴瓦两端 处压力为零。如果轴与轴瓦沿轴向间
10、隙相等，则其比压沿轴向呈抛物线分012345678- 图四油膜压力分布曲线布。可以证明，抛物面与轴直径截面所围体积与以P值为高的长方体的体积之比K =乞。 m3所以，轴承的油膜承载能力就为P = KP dB。如果我们测量是精确的；那么我们计算结果Pm值应与轴承所加负载P相同。摩擦状态指示装置的原理是用一个与轴和轴瓦相连的直流电路上的灯泡来指示的。当轴 不转动时，可看到灯泡很亮，当轴在很低的转速下转动时，轴将润滑油带入轴和轴瓦之间收 敛性间隙内，但由于此时的油膜厚度很薄，轴与轴瓦之间部分微观不平的凸峰处仍在接触, 故灯忽亮忽暗；当轴的转速达到一定值时，轴与轴瓦之间形成的压力油膜厚度完全分开两表
11、面之间微观不平的凸峰，油膜守全将轴与轴瓦隔开，灯泡就不亮了。这个指示装置还有一个作用就是当指示灯亮时不能加载，以免出现油温过高烧瓦等现 象。三、实验方法与步骤一）操作前检查1调速旋钮是否逆时针旋到底； 2将百分表调零；3察看油标，检查润滑油油位是否到位； 4使加载系统处于未加载状态； 二）实验操作（在做完以上准备工作后）： 1观察润滑现象：接通电源，将调速旋钮右旋将使在一定转速（300 转/分 左右）下旋转，再回调至 200 转/分左右，然后再慢慢的调到转速为零。注意观 察各种摩擦状态。2摩擦系数测量： 接通电源，旋转调速旋钮使轴在一定转速（300转/分）下旋转。 用加、减载荷方法记录在不同载
12、荷情况下百分表读数；然后再在一固定载 荷（HS-A型加到40kg;HZ型加三块砝码）下，用加、减转速方法记录百分表读 数。这样就得到摩擦系数各点值。3油膜承载压力测量： 调节调速旋钮，将轴转速达到各试验机的最高转速（500转/分以内）； 加载使轴承受一定载荷（HS-A型100kg;HZ型六块砝码），待压力表值稳 定后记录各块压力表的值。 卸下子下载荷，左旋调速旋钮到轴停转后关电源，实验操作结束。四、实验操作注意事项： 1注意安全，操作一定要在教师讲解完之后进行。2加、减载荷时动作一定要轻，以免损坏机器。 3停机前必须先卸载后降速，最后切断电源。滑动轴承实验报告系班姓名时间年月日一、实验目的：123二、实验数据记录：转速（转/分）载荷（块或公斤）百分表读数（格）123平均油膜压力单位：转速：（转/分）载荷：（块或公斤）压力表号1234567压 力三、数据处理：1.用测量数据计算f和 值（自己设计表格）2摩擦特性曲线绘制：3油膜压力分布曲线和对应的垂直方向分量曲线：4根据曲线求戶加并计算油膜承载能力:5实验结果分析：
