液体动压径向滑动轴承实验.doc

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1、液体动压径向滑动轴承实验一、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：它们包括以下几个部分：类型项目HS-A型试验台HZ型试验台轴与轴瓦轴材料为45号钢，轴径经表面淬火、磨光，表面粗糙度达到R=1.6用滚动轴承支承在机架上，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

2、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为30、50、70······150。七个小孔位置为沿半圆周的圆周角分别为22.5、45、67.5······157.5。瓦外面与测力弹簧相接。轴的转速调节装置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0～500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0～500转/分。轴的转速由调速旋钮控制，

3、实现无级调速。转速值由数码管直接读出。轴与轴瓦间油膜压力测量轴与轴瓦间油膜压力是通过安装在轴瓦上的压力表测量的。当轴在一定转速下承受一定载荷时，可以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）加载系统采用螺旋加载方式。转动螺旋即可改变载荷的大小。所加载荷之值通过传感器和数字电路由数码器显示。操纵板上还有一个压力初始调零装置，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总和，其值为公斤。油膜所承受载荷为；其中为操纵面板上数码器的压力指示值，本实验台的加载范围为0～100公斤。采用砝码加载方式。加减砝码盘上的砝码可以改变加在轴瓦上载荷的大小。加

4、载系统由图2中10-20号部件所组成。由图上可以看出这是一个放大机构，其放大比。砝码每块重为牛顿。初始载荷包括轴瓦和安装在轴瓦上的各物体重量总和，其值为牛顿。油膜所承受之载荷为；其中为所加砝码的个数。本实验台加载范围为7-8块砝码。摩擦系数测量装置径向滑动轴承的摩擦系数f随轴承的特性系数其中——油的动力粘度=0.34PS；——轴的转速；——比压，P=,P——油膜所承受的载荷；B——轴瓦宽度；d——轴径）值的变化而改变。其变化规律为图3所示。图3摩擦因数——轴承特性系数曲线从图3上可以看出，在混合润滑时，f随很小改变都会引起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

5、值，此后，随着的增大，油膜厚度亦随之增大，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），并经过以下计算就可得到摩擦系数f的值：根据力矩平衡条件及：F·d/2=L·Q其中：L——测力杆的长度；Q——作用在支点处的反力。又因为[K——弹簧片刚度系数；△——百分表读（格数）]所以其中；——外加载荷——初始载荷此试验台参数为：d=70mmB=125mm（轴瓦有效长度）百分表量程0～10mm，精

6、度0.01；弹簧片刚度系数：K=0.196N/格此试验台参数为：d=70mmB=70mm（轴瓦有效长度）百分表量程0～10mm，精度0.01；弹簧片刚度系数：K=0.03N/格L=120mm（测力杆长度）L=400mm（测力杆长度）油膜承载力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滑动轴承油膜的承载能力可由下式求得：(——油膜承载能力，K——轴承沿轴向压强分布不均匀系数；——轴承中间截面垂直方向平均压强；B——轴瓦有效长度；d——轴直径)。公式，只要求得值则油膜承载能力就求出来了。求的方法如下：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（

7、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、2······7。由圆8心O过1、2······7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）。