二、滑动轴承实验指导及实验报告

1、滑动轴承实验指导实验项目学时：2实验要求：oy必修口选修、实验目的及要求1、液体动力润滑滑动轴承油膜压力周向分布的测试分析；2、液体动力润滑滑动轴承油膜压力周向分布的仿真分析；3、液体动力润滑滑动轴承摩擦特征曲线的测定；4、液体动力润滑滑动轴承实验的其他重要参数测定：如轴承平均压力值、 轴承PV值、偏心率、最小油膜厚度等。二、实验基本原理实验台的构造如图3-1所示。1、实验台的传动装置由直流电动机通过V带传动驱动轴沿顺时针（面对实验台面板）方向转动， 由无级调速器实现轴的无级调速，由软件界面内的读数窗口读出。图3-1滑动轴承实验台2、轴与轴瓦间的油膜压力测量装置轴的材料为45号钢，经表面游淬火

2、、磨光，由滚动轴承支承在箱体上，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0.34PaS。轴瓦的材 料为铸锡铅青铜，牌号为ZCuSn5Pb5Zn5 （即旧牌号和ZQSn6-6-3）。在轴瓦的 一个径向平面内沿圆周钻有7个小孔，每个小孔沿圆周相隔20，每个小孔连接 一个压力表，用来测量该径向平面内相应点的油膜压力，由此可绘制出径向油膜 压力分布曲线。沿轴瓦的一个轴向剖面装有两个压力表，用来观察有限长滑动轴 承沿轴向的油膜压力情况。3、加载装置油膜的径向压力分布曲线是在一定的载荷和一定的转速下绘制的。当载荷改 变或轴的转速改变时抽测出的压力值是不同的，所绘出的压力分布曲线的形状也 是

3、不同的。转速的改变方法于前所述。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，直接在测控箱面板右显示窗 口上读出（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久=nn /p的改变而改变（门- 油的动力粘度，一轴的转速，p-压力，p= W/Bd，W-轴上的载荷，B-轴瓦 的宽度，d-轴的直径）。在边界摩擦时，f随久的增大而变化很小（由于n值很小，建议用手慢慢转 动轴），进入混合摩擦后，久的改变引起f的急剧变化，在刚形成液体摩擦时f 达到最小值，此后，随久

4、的增大油膜厚度亦随之增大，因而f亦有所增大。摩擦系数f之值可通过测量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F，其摩擦力矩为Fd/2,它供轴瓦翻转，轴瓦上测力压头将力传递 至压力传感器，测力传感器的检测值乘以力臂长乙，就可以得到摩擦力矩值，经 计算就可得到摩擦系数f之值。根据力矩平衡条件得：Fd/2=LQO L-测力杆的长度（本实验台L=120mm）， Q-作用在A处的反力。设作用在轴上的外载荷W，则：f = F/W =2LQ/ WdMf= LQ的值可直接读到，f = 2Mf/ Wd其中：面板上P -匕为油膜压力，P负为加载力，M寸为摩擦力矩，T为油温，n 为转速。5、实验系统

5、主要技术参数实验轴瓦：内径：d=70mm，度 L=125mm加载范围：01000N （100kg）摩擦力传感器量程：50N压力传感器量程：01.0MPa加载传感器量程：02000N直流电动机功率：355W主轴调速范围：2 500rpm三、主要仪器设备及实验耗材实验仪器设备：杭州星辰科教设备有限公司的ZCS-II型液体动压轴承实验 台。四、实验内容或步骤实验步骤：1、准备工作1）将光电传感器接至测控箱背板的数字通道1上，从左到右依次将管路压 力传感器接至控制箱上的模拟通道1-7上，将轴上的管路压力传感器接至模拟通 道8上，摩擦力矩检测传感器接至模拟通道9,负载荷重压力传感器接至模拟通 道10上。

6、2）将控制箱的电机电源线与电机相联，同时连接控制箱电源。3）如果使用计算机测，将计算机与控制箱用串口线相联。2、实验机构操作1）在开电机转速之前请确认载荷为空，即要求先开转速在加载，转速慢慢 加到200rpm待稳定后，旋动加载螺纹加载约400N，（转速和加载值在测控箱面 板的右显示窗口显示）；2）在一次实验结束后马上又要重新开式实验时，请用轴瓦上端的螺栓旋入 顶起轴瓦将油膜先放干净，同时在软件中要重新“复位”，这样确保下次实验的 数据准确；3）由于油膜形成需要一小段时间，所以在开机实验或在变化载荷或在变化 转速后请待其稳定后（一般等待5 10S即可）再采集数据；4）长期使用过程中请确保实验油的

7、足量、清洁；油量不够和不干净都会影 响实验数据的准确；5）进入实验主窗体1，选择通讯口 COM1或者COM2，在开始加载和电机 转速之前先点即“复位”以让软件进入试验台的初始状态，保证实验数据的准确。 在确定机构工作稳定后点击“数据采集”，将数据采集进来（共12个数据，它 们是7个油膜压力值、1个外加载荷值、1个转速值、1个计算摩擦力矩的压力 值）。当数据采集完成后就可进行油膜压力分析了，点击“实测曲线”作出测得 的7个压力值曲线，点击“理论曲线”作出理论压力曲线，可对两者进行比较。 同时也可手动改变7个点的压力值的大小或载荷、转速值再观察曲线的变化。点 击“结果显示”会将相应的结果显示在结果

8、显示框中。3、摩擦性能仿真与测试1）进入主窗体，同样首先选择通讯串口 COM1或COM2，选择摩擦特性实 验，在实验模式（“理论模拟”和“实测实验”）中选择相应的状态，“实测实 验”将从试验台采集的数据发送到软件数据显示列表中，点击“实测曲线”作出 摩擦系数实测曲线；2）在曲线显示窗口中，纵坐标显示的为摩擦系数，横坐标由操作模式决定（操作模式有“载荷固定”和“速度固定”），相应的横坐标为转速和载荷；3）待各压力表的压力值稳定后，由左至右依次记录各压力表的压力值（转 速不变）；4）调节转速并逐次记录有关数据；（保持加载力不变）5）卸载、关机。实验报告内容：1、实验目的2、实验数据记录图表（1）油

9、膜压力实验工作参数：转速乃=200r/min；载荷尸=800N表3-1实测油膜7点压力值压力点1234567压力值（MPa）油膜平均压力：许用压力：削值：许用削值:最小油膜厚度：（2）摩擦性能实验表3-3载荷固定下的实测摩擦力矩（载荷为500N）3、实验结果分析（1）绘制 =200r/min时油膜压力分布曲线（径向、轴向两种）；（2）绘制 =200r/min时径向油膜承载能力的计算；（3）绘制速度一定时，摩擦系数的实测和理论曲线；（4）绘制载荷一定时，摩擦系数的实测和理论曲线。五、思考题1、径向滑动轴承形成液体动压润滑的条件？2、滑动轴承与滚动轴承比较有哪些独特优点？为什么？3、径向滑动轴承的

10、轴颈与轴承孔间的摩擦状态？4、影响轴承承载量的因素是什么？5、常用的轴瓦材料有哪些？轴瓦材料除应满足摩擦系数小和磨损少以外， 还应满足什么要求？六、主要参考书1、濮良贵，纪名刚主编.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社，2006南昌大学实验报告学生姓名：学 号：专业班级：实验类型：综合性实验 实验日期： 实验成绩： 一、实验项目名称 滑动轴承实验 二、实验目的三、实验基本原理四、主要仪器设备及耗材五、实验步骤六、实验数据及处理结果（1）油膜压力实验工作参数：转速仃178r/min；载荷尸=1823N表3-1实测油膜7点压力值压力点1234567压力值（MPa）油膜平均压力：许用压力：削值：许用