滑动轴承实验之二

1、实验17 滑动轴承实验之二滑动轴承的工作原理是通过轴颈将润滑油带入轴承摩擦表面，由于油的粘性（粘度）作用，当达到足够高的旋转速度时，油就被带入轴与轴瓦配合面间的楔形间隙内形成流体动压效应，即在承载区内的油层中产生压力。当压力能平衡外载荷时，轴与轴瓦之间形成了稳定的油膜。这时轴的中心对轴瓦中心处于偏心位置，轴与轴瓦之间处于完全液体摩擦润滑状态。因此这种轴承摩擦小，轴承寿命长，具有一定吸振能力。本实验就是让学生直观地了解滑动轴承的动压油膜形成过程与现象，通过绘制出滑动轴承径向油膜压力分布曲线与承载量曲线，深刻理解滑动轴承的工作原理。一、 实验目的1. 观察滑动轴承的液体摩擦现象。2. 了解摩擦系数

2、与压力及滑动速度之间的关系。3. 按油压分布曲线求轴承油膜的承载能力。12437145131211981061516179图17-1 试验机结构简图二、设备和工具 试验机结构简图如图17-1所示，它包括以下几部分：1. 轴与轴瓦轴8材料为45钢，轴颈径表面淬火，磨光，通过滚动轴承安装在支座上。轴瓦7材料为锡青铜。在轴瓦的中间截面处，沿半圆周均布七个小孔，分别与压力表相连。2. 加载系统由砝码16，通过由杆件11，12，13，14，15组成的杠杆系统及由杠件3，9，10组成的平行四边形机构，将载荷加到轴瓦上。3. 传动系统 由直流电动机，通过三角带传动，驱动轴逆时针转动。直流电动机用硅整流电源实

3、现无级调速。4. 供油方法 轴转动时，由浸入油池中的轴，将润滑油均匀的带如轴与瓦之间的楔形间隙中，形成压力油膜。5. 测摩擦力装置 轴转动时，对轴瓦产生轴向摩擦力F，其摩擦力矩F.d/2使构件3翻转。由固定在构件3上的百分表2测出弹簧片在百分表处的变形量。作用在支点1处反力Q与弹簧片的变形成正比。可根据变形测出反力Q，进而可推算出摩擦力F。6. 摩擦状态指示装置灯泡轴轴瓦 图17-2 摩擦状态指示电路 图17-2摩擦状态指示电路。将轴与轴瓦串联在指示灯电路中，当轴与轴瓦之间被润滑油完全分开；及处于液体摩擦状态时，指示灯熄灭，当轴与瓦之间力非液体摩擦状态时指示灯亮或闪动。三、实验机参数1. 轴的

4、直径d=70mm2. 轴瓦长度3. 支点1到轴瓦中心的距离L=400mm4. 支点1处作用力Q=百分数读数乘K（N）K=0.035. 加载系统作用在轴瓦上的初始载荷6. 加载系统杠杆比。三、实验原理（一）各量的测量方法1. 载荷P如果砝码重为，则作用在轴瓦上的载荷2. 摩擦系数f由力矩平衡得：.d/2=L.Q/d，则：F=2LQ/d 3. 油膜中间截面处压力分布由压力表读出。4. 转速用转速表或转速数字显示仪在轴端测量。（二）使用方法及注意事项1. 启动：接通电源，将调速旋钮置“0”，按启动旋钮（绿色），绿灯亮，旋转调速旋钮，则可启动电机。2. 百分表对“0”使弹簧片4与支杆1脱开，转动百分表

5、刻度盘，使“0”对准指针。3. 为保持轴与轴瓦的精度，试验机应在卸栽下启动或停止。禁止用力按砝码码盘，以保护加载刃口。（三）数据处理1 摩擦系数 滑动轴承的摩擦系数f是润滑油粘度，轴的转速n，轴承比压p的函数，的称为滑动轴承的特性系数。其最小值是液体摩擦和非液体摩擦的分区点。粘度（） n转速（） p比压)计算出不同比压及转速下的摩擦系数f，在座标纸上以为横坐标，f为纵坐标绘制f曲线。 2.求油膜的承载能力 a.绘制油压分布曲线 根据测得的油膜压力，以一定的比例在座标纸上绘制油膜压力分布曲线。（见图3）将半圆周分为8等分，定出七块压力表的孔位1，2，.，7由圆心O过1，2.7诸点引射线。沿径向画

6、出向量，.，其大小等于相应各点的压力值（比例自选）。用曲线板将，. 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。 图17-3 油膜压力分布曲线b.求油膜承载能力根据油压分布曲线，在坐标纸上绘制油膜承载能力曲线（如图17-4）。将图3的1，2，.，7各点在水平轴上投影定为，.。 图17-4上用与图17-3相同的比例尺，画出直径线08，在其上绘出，.各点，其位置与图17-3完全相同。在直径线08的垂直方向上，画出压力向量，.。将，.连成圆滑曲线。 用数格法计算出曲线所围的面积。以08直径线为底边作一矩形，使其面积与曲线所围面积相等。其高Pm即为轴瓦中间截面处的Y向平均比压。 将Pm

7、乘以轴承长度和轴的直径，即可得到不考虑端泻的有限宽轴承的油膜承载能力。但是，由于端泻的影响，在轴承两端处比压为零。如果轴与轴瓦轴向间隙相等。则其比压沿轴向呈抛物线分布，（如图17-5所示）。图17-4 油膜承载能力曲线图17-5 理想油膜承载能力曲线可以证明，抛物线下面积与矩形面积之比，为轴承沿轴向压力分布不均匀系数，则：油膜承载能力四、实验步骤1. 观察滑动轴承的液体摩擦现象 启动电机，加二至三块砝码。逐渐升速。再逐渐减速。观察摩擦状态指示灯及百分表指针变化情况。2. 测量摩擦系数 a百分表调“0”。 b.将试验机升到最高转速。依次记录不加砝码及加一至八块砝码时百分表读数，在记下依次减去砝码时的百分表读数。 c.加二或三块砝码。依次记录转速为100，200，300，400，500，600转/分时的百分表读书。再依次降速，记录百分表读数。3. 测油膜压力分布 将试验机调到最高转速。加6至8块砝码在形成完全液体摩擦状态时，记录各压力表指示的数值。4. 卸载、减速、停机、试验结束。实验记录表转速（）载荷（砝码数）百分表读数12平均油膜压力转速载荷（）（块）压力表号1234567压力五、思考题1、 那些因素影响液体动压轴承的承载能力及油膜的形成？形成动压油膜的必要条件是什么？2、 当轴转速增加或载荷增大时，油膜压力分布曲线的变化如何？3、 曲线说明什么？试解释当