机械设计补充实验 (1).doc

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1、液体动压润滑轴承实验一、实验目的1、学习动压轴承油膜压力分布的测定方法，绘制油膜压力径向和轴向图，验证理论分布曲线。2、掌握动压轴承摩擦系数的测定方法，绘制摩擦特性曲线，加深对润滑状态与各参数间关系的理解。3、了解实验台的构造和工作原理，通过实验进一步了解动压润滑的形成，加深对动压原理的认识。 二、实验设备及原理实验台的结构如图1所示。1、实验台的传动装置由直流电动机1通过V带传动2驱动轴沿顺时针（面对实验台面板）方向转动，由无级调速器实现轴4的无级调速。本实验台的转速范围是3～500转/分，轴的转速由数码管直接读出。图1实验台结构示意图2、轴

2、与轴瓦间的油膜压力测量装置轴的材料为45号钢，经表面淬火、磨光，由滚动轴承支承在箱体3上，轴的下半部浸泡在润滑油中，本实验台采用的润滑油的牌号为N68（即旧牌号的40号机械油），该油在20时的动力粘度为0.34PaS。轴瓦的材料为铸锡铅青铜，牌号为ZCuSnPb5Zn5（即旧牌号ZQSn6-6-3）。在轴瓦的一个径向平面内沿圆周钻了7个小孔，每个小孔沿圆周相隔，每个小孔联接一个压力传感器，用来测量该径向平面内相应点的油膜压力，由此可绘出径向油膜压力分布曲线。沿轴瓦的一个轴向剖面装有两个传感器，用来观察有限长滑动轴承沿轴向的油膜压力分布情况。1、

3、加载装置本实验台采用螺旋加载，转动螺旋即可改变载荷的大小，所加载荷之值通过传感器数字显示，直接在实验的操作板上读出（取中间值）。这种加载方式的主要优点是结构简单、可靠，使用方便，载荷的大小可任意调节。4、摩擦系数f的测量装置径向滑动轴承的摩擦系数f随轴承的特性系数值的改变而变化，其中是润滑油的动力粘度，n是轴的转速，p是轴承中的平均压强、即，是轴上的径向载荷，B是轴瓦的宽度，d为轴的直径，本实验台B是125mm，d为70mm。在边界摩擦时，摩擦系数f随轴承的特性系数的增大而变化很小（由于n值很小，建议用手慢慢转动轴）；进入混合摩擦后，值的改变引

4、起摩擦系数f的急剧变化，在刚形成液体摩擦时，摩擦系数f达到最小值，此后，随的增大油膜厚度亦随之增大，因而摩擦系数f亦有所增大。摩擦系数f之值可通过测量滑动轴承的摩擦力矩而得到。轴转动时，轴对轴瓦产生周向摩擦力，其摩擦力矩为，这导致轴瓦5翻转，其翻转力矩通过固定在弹簧片上的百分表9测出弹簧片的变形，并经以下计算就可得到摩擦系数f之值。根据力矩平衡条件，得到（7－1）式中，L是测力杆的长度，本实验中L=120mm；Q为作用在A处的反力。设作用在轴上的外载荷为，则（7－2）而，其中是百分表读数；K为测力计的刚度系数，N/格，详见实验台上的说明。可得（

5、7－3）5、摩擦状态指示装置指示装置的原理如图2所示。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的收敛性间隙内，但由于此时的油膜厚度很薄，轴与轴瓦之间部分微观不平度的凸峰高峰处仍在接触，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覆盖轴与轴瓦两零件表面的微观不平度的凸峰高度，油膜完全将轴与轴瓦隔开，灯泡就不亮了。图2灯泡电路图图3实验台控制面板三、实验主要内容1、测定周向油膜压力，绘制周向油膜压力分布曲线，求轴承油膜的承载能力P´；2、测定轴向油膜压力，绘制轴向油膜分布曲线，求

6、轴向油压分布不均匀系数k；3、测定转速n，载荷P，摩擦系数f和润滑油黏度η，绘制轴承的摩擦特性曲线。 三、实验步骤：1、予运转：开启油泵后，空载低速启动，再逐渐增速。2、测量轴承油膜压力，并绘制轴承油膜压力径向和轴向分布曲线（1）将加载油压调至，转速调至，稳定后将八只压力表的表值记入表I中。表I压力传感器读数（从左到右）12345678           （2）在半径的延长线以一定的比例尺在实验报告上绘出油膜压力的径向分布曲线和轴向分布曲线，如图4所示。3、测定轴承摩擦系数和绘制摩擦特性曲线（1）将加载油压调至=；（2）改变轴头转速，测量各种

7、转速下相应的拉力计读数Q，并记入表I中；（3）测量加载油腔回油温度，作为被试验轴承进油温度记入表I中，并根据，根据由图5查得轴承中润滑油的近似平均粘度，记入表I中。图4油膜压力周向分布曲线图图5油温和动力黏度的关系曲线（4）处理实验测量数据①计算轴承摩擦系数f 由轴承的摩擦系数定义知式中Q为拉力计读数（克）；F为总载荷。②计算轴承特性值四、实验报告1、动压轴承油膜压力分布测定（1）测试记录表1压力表读数（从左到右）12345678           （2）绘制轴承油膜压力径向分布曲线 （3）绘制油膜轴向压力分布曲线 2、测定摩擦系数（1）将测

8、试数据记入下列计算表格：表2Q（克）千克4800      600      400      200      100      50      2