滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)之二

1、實(shí)驗(yàn)17 滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)之二滑動(dòng)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(dāng)達(dá)到足夠高的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，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(dòng)壓效應(yīng)，即在承載區(qū)內(nèi)的油層中產(chǎn)生壓力。當(dāng)壓力能平衡外載荷時(shí)，軸與軸瓦之間形成了穩(wěn)定的油膜。這時(shí)軸的中心對(duì)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(shí)驗(yàn)就是讓學(xué)生直觀地了解滑動(dòng)軸承的動(dòng)壓油膜形成過程與現(xiàn)象，通過繪制出滑動(dòng)軸承徑向油膜壓力分布曲線與承載量曲線，深刻理解滑動(dòng)軸承的工作原理。一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 觀察滑動(dòng)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(dòng)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(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖二、設(shè)備和工具 試驗(yàn)機(jī)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(dòng)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(gè)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(jī)構(gòu)，將載荷加到軸瓦上。3. 傳動(dòng)系統(tǒng) 由直流電動(dòng)機(jī)，通過三角帶傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)用硅整流電源實(shí)

3、現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。4. 供油方法 軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)時(shí)，對(duì)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(diǎn)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(jìn)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(dāng)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(shí)，指示燈熄滅，當(dāng)軸與瓦之間力非液體摩擦狀態(tài)時(shí)指示燈亮或閃動(dòng)。三、實(shí)驗(yàn)機(jī)參數(shù)1. 軸的

4、直徑d=70mm2. 軸瓦長度3. 支點(diǎn)1到軸瓦中心的距離L=400mm4. 支點(diǎn)1處作用力Q=百分?jǐn)?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(shí)驗(yàn)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(xiàng)1. 啟動(dòng)：接通電源，將調(diào)速旋鈕置“0”，按啟動(dòng)旋鈕（綠色），綠燈亮，旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕，則可啟動(dòng)電機(jī)。2. 百分表對(duì)“0”使彈簧片4與支桿1脫開，轉(zhuǎn)動(dòng)百分表

5、刻度盤，使“0”對(duì)準(zhǔn)指針。3. 為保持軸與軸瓦的精度，試驗(yàn)機(jī)應(yīng)在卸栽下啟動(dòng)或停止。禁止用力按砝碼碼盤，以保護(hù)加載刃口。（三）數(shù)據(jù)處理1 摩擦系數(shù) 滑動(dòng)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(dòng)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(diǎn)。粘度（） n轉(zhuǎn)速（） p比壓)計(jì)算出不同比壓及轉(zhuǎn)速下的摩擦系數(shù)f，在座標(biāo)紙上以為橫坐標(biāo)，f為縱坐標(biāo)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(biāo)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(diǎn)引射線。沿徑向畫

6、出向量，.，其大小等于相應(yīng)各點(diǎn)的壓力值（比例自選）。用曲線板將，. 諸點(diǎn)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(biāo)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(diǎn)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(diǎn)，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(jì)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(shí)驗(yàn)步驟1. 觀察滑動(dòng)軸承的液體摩擦現(xiàn)象 啟動(dòng)電機(jī)，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(yàn)機(jī)升到最高轉(zhuǎn)速。依次記錄不加砝碼及加一至八塊砝碼時(shí)百分表讀數(shù)，在記下依次減去砝碼時(shí)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(shí)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(yàn)機(jī)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(shí)，記錄各壓力表指示的數(shù)值。4. 卸載、減速、停機(jī)、試驗(yàn)結(jié)束。實(shí)驗(yàn)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(hào)1234567壓力五、思考題1、 那些因素影響液體動(dòng)壓軸承的承載能力及油膜的形成？形成動(dòng)壓油膜的必要條件是什么？2、 當(dāng)軸轉(zhuǎn)速增加或載荷增大時(shí)，油膜壓力分布曲線的變化如何？3、 曲線說明什么？試解釋當(dāng)