1、76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
2、数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。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12 43714513 121198106151617977由直流电动机，通过三角带传动，驱动轴逆时针转动
3、。直流电动机用硅整流电源实现无级调速。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
4、灯亮或闪动。三、实验机参数1.轴的直径 d=70mm2.轴瓦长度 ml703.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 p5016.加载系统杠杆比 。75i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2p21p2.摩擦系数 f由力矩平衡得： .d/2=L.Q/d，则：F=2LQ/d FdLQFf3.油膜中间截面处压力分布由压力表读出。4.转速 n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轴瓦 轴 灯泡781.启动：接通电源，将调速旋钮置“0”
5、 ，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pn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（ ）pasn转速（ ）minrp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2(CKNdl为横坐标，f 为纵坐标绘制 f 曲线。pn2.求油膜的承载能力a.绘制油压分布
6、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 1，27 诸点引射线。沿径向画出向量 ， ，其大小等于相应各点的压力值1（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 ， . 。12776543210 8343456279图 17-4 上用与图 17-3 相同的比例尺，画出直径
7、线 08，在其上绘出 ， .12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，7， . 。将 ， . 连成圆滑曲线。237127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 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
8、矩形面积之比 ， 为轴承沿轴向压力分布不均匀系32K数，则：油膜承载能力 PmdL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13456720 82354 PmPmL80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
9、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。实验记录表百分表读数转速（ ）minr载荷（砝码数） 1 2 平均油膜压力 转速 载荷（ ）minr（块）压力表号 1 2 3 4 5 6 781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 增加时，为什么在非液体摩擦区会随之下降，fqn/qn/而在液体摩擦区 会随之增大？f六、实验报告要求1、 叙述滑动轴承产生液体摩擦的现象。2、 计算出不同压力及转速下的摩擦系数 f，在坐标纸上以 为横坐标， 为纵坐标，pn/f绘制 曲线。fpn/3、 计算油膜承载能力曲线。4、 实验结果分析
