實驗三 滑動軸承實驗

1、實驗17 滑動軸承實驗之二滑動軸承的工作原理是通過軸頸將潤滑油帶入軸承摩擦表面，由于油的粘性（粘度）作用，當達到足夠高的旋轉(zhuǎn)速度時，油就被帶入軸與軸瓦配合面間的楔形間隙內(nèi)形成流體動壓效應，即在承載區(qū)內(nèi)的油層中產(chǎn)生壓力。當壓力能平衡外載荷時，軸與軸瓦之間形成了穩(wěn)定的油膜。這時軸的中心對軸瓦中心處于偏心位置，軸與軸瓦之間處于完全液體摩擦潤滑狀態(tài)。因此這種軸承摩擦小，軸承壽命長，具有一定吸振能力。本實驗就是讓學生直觀地了解滑動軸承的動壓油膜形成過程與現(xiàn)象，通過繪制出滑動軸承徑向油膜壓力分布曲線與承載量曲線，深刻理解滑動軸承的工作原理。一、 實驗目的1. 觀察滑動軸承的液體摩擦現(xiàn)象。2. 了解摩擦系數(shù)

2、與壓力及滑動速度之間的關(guān)系。3. 按油壓分布曲線求軸承油膜的承載能力。12437145131211981061516179圖17-1 試驗機結(jié)構(gòu)簡圖二、設(shè)備和工具 試驗機結(jié)構(gòu)簡圖如圖17-1所示，它包括以下幾部分：1. 軸與軸瓦軸8材料為45鋼，軸頸徑表面淬火，磨光，通過滾動軸承安裝在支座上。軸瓦7材料為錫青銅。在軸瓦的中間截面處，沿半圓周均布七個小孔，分別與壓力表相連。2. 加載系統(tǒng)由砝碼16，通過由桿件11，12，13，14，15組成的杠桿系統(tǒng)及由杠件3，9，10組成的平行四邊形機構(gòu)，將載荷加到軸瓦上。3. 傳動系統(tǒng) 由直流電動機，通過三角帶傳動，驅(qū)動軸逆時針轉(zhuǎn)動。直流電動機用硅整流電源實

3、現(xiàn)無級調(diào)速。4. 供油方法 軸轉(zhuǎn)動時，由浸入油池中的軸，將潤滑油均勻的帶如軸與瓦之間的楔形間隙中，形成壓力油膜。5. 測摩擦力裝置 軸轉(zhuǎn)動時，對軸瓦產(chǎn)生軸向摩擦力F，其摩擦力矩F.d/2使構(gòu)件3翻轉(zhuǎn)。由固定在構(gòu)件3上的百分表2測出彈簧片在百分表處的變形量。作用在支點1處反力Q與彈簧片的變形成正比?？筛鶕?jù)變形測出反力Q，進而可推算出摩擦力F。6. 摩擦狀態(tài)指示裝置燈泡軸軸瓦 圖17-2 摩擦狀態(tài)指示電路 圖17-2摩擦狀態(tài)指示電路。將軸與軸瓦串聯(lián)在指示燈電路中，當軸與軸瓦之間被潤滑油完全分開；及處于液體摩擦狀態(tài)時，指示燈熄滅，當軸與瓦之間力非液體摩擦狀態(tài)時指示燈亮或閃動。三、實驗機參數(shù)1. 軸的

4、直徑d=70mm2. 軸瓦長度3. 支點1到軸瓦中心的距離L=400mm4. 支點1處作用力Q=百分數(shù)讀數(shù)乘K（N）K=0.035. 加載系統(tǒng)作用在軸瓦上的初始載荷6. 加載系統(tǒng)杠桿比。三、實驗原理（一）各量的測量方法1. 載荷P如果砝碼重為，則作用在軸瓦上的載荷2. 摩擦系數(shù)f由力矩平衡得：.d/2=L.Q/d，則：F=2LQ/d 3. 油膜中間截面處壓力分布由壓力表讀出。4. 轉(zhuǎn)速用轉(zhuǎn)速表或轉(zhuǎn)速數(shù)字顯示儀在軸端測量。（二）使用方法及注意事項1. 啟動：接通電源，將調(diào)速旋鈕置“0”，按啟動旋鈕（綠色），綠燈亮，旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕，則可啟動電機。2. 百分表對“0”使彈簧片4與支桿1脫開，轉(zhuǎn)動百分表

5、刻度盤，使“0”對準指針。3. 為保持軸與軸瓦的精度，試驗機應在卸栽下啟動或停止。禁止用力按砝碼碼盤，以保護加載刃口。（三）數(shù)據(jù)處理1 摩擦系數(shù) 滑動軸承的摩擦系數(shù)f是潤滑油粘度，軸的轉(zhuǎn)速n，軸承比壓p的函數(shù)，的稱為滑動軸承的特性系數(shù)。其最小值是液體摩擦和非液體摩擦的分區(qū)點。粘度（） n轉(zhuǎn)速（） p比壓)計算出不同比壓及轉(zhuǎn)速下的摩擦系數(shù)f，在座標紙上以為橫坐標，f為縱坐標繪制f曲線。 2.求油膜的承載能力 a.繪制油壓分布曲線 根據(jù)測得的油膜壓力，以一定的比例在座標紙上繪制油膜壓力分布曲線。（見圖3）將半圓周分為8等分，定出七塊壓力表的孔位1，2，.，7由圓心O過1，2.7諸點引射線。沿徑向畫

6、出向量，.，其大小等于相應各點的壓力值（比例自選）。用曲線板將，. 諸點連成圓滑曲線。該曲線就是軸承中間截面處油膜壓力分布曲線。 圖17-3 油膜壓力分布曲線b.求油膜承載能力根據(jù)油壓分布曲線，在坐標紙上繪制油膜承載能力曲線（如圖17-4）。將圖3的1，2，.，7各點在水平軸上投影定為，.。 圖17-4上用與圖17-3相同的比例尺，畫出直徑線08，在其上繪出，.各點，其位置與圖17-3完全相同。在直徑線08的垂直方向上，畫出壓力向量，.。將，.連成圓滑曲線。 用數(shù)格法計算出曲線所圍的面積。以08直徑線為底邊作一矩形，使其面積與曲線所圍面積相等。其高Pm即為軸瓦中間截面處的Y向平均比壓。 將Pm

7、乘以軸承長度和軸的直徑，即可得到不考慮端瀉的有限寬軸承的油膜承載能力。但是，由于端瀉的影響，在軸承兩端處比壓為零。如果軸與軸瓦軸向間隙相等。則其比壓沿軸向呈拋物線分布，（如圖17-5所示）。圖17-4 油膜承載能力曲線圖17-5 理想油膜承載能力曲線可以證明，拋物線下面積與矩形面積之比，為軸承沿軸向壓力分布不均勻系數(shù)，則：油膜承載能力四、實驗步驟1. 觀察滑動軸承的液體摩擦現(xiàn)象 啟動電機，加二至三塊砝碼。逐漸升速。再逐漸減速。觀察摩擦狀態(tài)指示燈及百分表指針變化情況。2. 測量摩擦系數(shù) a百分表調(diào)“0”。 b.將試驗機升到最高轉(zhuǎn)速。依次記錄不加砝碼及加一至八塊砝碼時百分表讀數(shù)，在記下依次減去砝碼時的百分表讀數(shù)。 c.加二或三塊砝碼。依次記錄轉(zhuǎn)速為100，200，300，400，500，600轉(zhuǎn)/分時的百分表讀書。再依次降速，記錄百分表讀數(shù)。3. 測油膜壓力分布 將試驗機調(diào)到最高轉(zhuǎn)速。加6至8塊砝碼在形成完全液體摩擦狀態(tài)時，記錄各壓力表指示的數(shù)值。4. 卸載、減速、停機、試驗結(jié)束。實驗記錄表轉(zhuǎn)速（）載荷（砝碼數(shù)）百分表讀數(shù)12平均油膜壓力轉(zhuǎn)速載荷（）（塊）壓力表號1234567壓力五、思考題1、 那些因素影響液體動壓軸承的承載能力及油膜的形成？形成動壓油膜的必要條件是什么？2、 當軸轉(zhuǎn)速增加或載荷增大時，油膜壓力分布曲線的變化如何？3、 曲線說明什么？試解釋當