滑动轴承实验指导书new

滑动轴承实验一、实验目的1、测定和绘制径向滑动轴承径向油膜压力曲线，求轴承的承载能力；2、观察载荷和转速改变时油膜压力的变化情况；3、观察径向滑动轴承油膜的轴向压分布情况；4、了解径向滑动轴承的摩擦系数ƒ的测量方法和摩擦特性曲线的绘制方法。二、实验台的构造与工作原理实验台的构造如图1所示1、实验台的传动装置由直流电动机1通过V带传动2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4的无级调速。本实验台轴的转速范围3-600转/分，轴的转速由数码管直接读出。2、轴与轴瓦间的油膜压力测量装置轴的材料为45号钢，经表面淬火、磨光，由滚动轴承支承在箱体3上，轴的下半部浸泡在润滑油中，本实验台采用的润滑油牌号=0.34Pa.S。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研7个小孔，每个小孔沿圆周相隔20，每个小孔联接一个压力表，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，用来观察有限长度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不同的。转速的改变方法于前所述。本实验台采用螺旋加载(见图1)，转动螺旋手柄即可改变载荷的大小，所加载荷之值通过传感器数字显示，直接在测探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ƒ测量装置径向滑动轴承的摩擦系数ƒ随轴承的特性系数=n/p值的改变而改变。(-油的动力粘度，n-轴的转速，P-压力，P=P负/Bd，P负-轴上的载荷，B-轴瓦的宽度，d-轴的直径，本实验台B=125mm，d=70mm)如图2所示。在边界摩擦时，ƒ随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，的改变引起ƒ的急剧变化，在刚形成液体摩擦时ƒ达到最小值，此后，随的增大油膜厚度亦随之增大，因而ƒ亦有所增大。摩擦系数ƒ之值可通过测量轴承的摩擦力矩得到。轴转动时，轴对轴瓦产生周向摩擦力F，其摩擦力矩为F·d/2，它供轴瓦5翻转，其翻转力矩通过固定在弹簧片上的百分表9测出弹簧片的变形呈Δ，并经过以下计算就可得到摩擦系数ƒ的值。根据力矩平衡条件得：F·d/2=L·QL-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P负，则：ƒ=F/W=2LQ/dP负而Q=KΔ(K-测力计的刚度系数N/格，本实验台K=16.393克/格)。所以ƒ=2LKΔ/dP负Δ-百分表读数(百分表的读数—格数)三．实验方法与步骤1．准备工作1)在弹簧片8的端部安装百分表（测力计）使其触头具有一定的压力值。2)将光电传感器接至测控箱背板的数字通道道地地1上，将压力传感器接至通道2上。2．绘制径向油膜压力分布曲线与承载曲线1)开启测控箱电源，按动面板上的“增加”调速按钮，将主轴的转速调整到一定值（可取200转/分左右，转速值在测控箱面板的左显示窗口显示）2)旋转加载螺纹加载（约200kg，加载值在测控箱面板的右显示窗口显示）；3)待各压力值的压力稳定后，由左至右依次记录各压力表的压力值；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。6)根据测出的各压力表的压力值按一定的比例绘制出油压分布曲线与承载曲线，如图6的上图所示。此图案的具体画法是：沿着圆周表面从左到右画出角度分别为30˚，50˚，70˚，90˚，110˚，130˚，150˚，等分别得出油孔点1，2，3，4，5，6，7的位置。通过这些点与圆心O连线，在各连线的延长线上，将压力表（比例0.1MP=5mm）测陋的压力值画出压力线1-1`，2-2`，3-3`。。。7`各点连成光滑曲线，此曲线就是所测轴承的一个径向截面的油膜径向压力分布曲线。为了确定轴承的承载量，用Pi·sinΦi（i=1，2，3。。。。7）求得向量1-1`，2-2`，3-3`。。。7`在载荷方向（即y轴的投影值）。角度Φi与sinΦi的数值见下表1：表1:Φ30˚50˚70˚90˚110˚130˚150˚sinΦi0.5000.76600.93971.000.93970.76600.500然后将Pi·sinΦi这些平行轴的向量移到直径0-8上。为清楚起见，将直径0-8平移到图3-4的下部，在直径0″-8″上先画出轴承表面上油孔位置的投影点1″，2″。。。8″，然后通过这些画出上述相应的各点压力在载荷方向的分量，即1″，2″。。。7″等点，将各点平滑连接起来，所形成的曲线即为在载荷方向的压力分布。在直径0″-8″上做一个矩形，采用方格纸，使起面积与曲线所保围的面积相等，那么矩形的边长qm即为轴承中部截面上油膜径向平均单位压力。轴承处在液体摩擦工作时，其油膜承载量与外载荷相平衡，轴承内油膜的承载量可用下式求出：BdqWPm式中P：轴承内油膜承载量；W：外载荷(P负)φ：端泄对承载能力影响系数，一般取7；qm：径向平均单位压力；B：轴瓦宽度；d：轴的直径3.绘制摩擦系数ƒ与摩擦特征值λ变化关系曲线。1)将加载压力加至200Kg，依次将转速调高，利用采集的箱上的窗口加载力及主轴转速值n利用测力百分表读出百分表变化格数Δ（Δ=百分表读数-初始值）。2)计算摩擦系数ƒ：ƒ=2LKΔ/dP负其中K=16.393克/格，d=70mm;L为测力杆的长度(本实验台L=120mm)计算摩擦特征系数：=n/P负--润滑油绝对粘度，单位：PaS，可根据油的型号及有关图表查得，本实验=0.34PaS。我们假设油温即为室温，一般取25˚C；P负--在实验一次过程中保持恒定，利用改变n值来改变。3)根据计算的ƒ及绘制ƒ-曲线；滑动轴承实验____________专业___________班姓名__________成绩___________(一)设备名称(二)数据记录与处理进油温度：润滑油粘度η=1．油膜压力及油膜压力沿径向和轴向分布影响系数R载荷P负(kg)nr/min压力表读数(Mpa)Mf(Nm)R123456782001002000.290.470.560.510.490.320.180.5133000.320.490.580.520.500.350.190.5254000.350.490.580.520.500.380.210.5385000.380.500.570.520.500.390.220.55116000.390.510.580.520.500.390.220.5614表中说明：(1)1~7轴承油膜径向压力表读数，8为轴向压力表读数；(2)R为油膜压力沿轴向分布影响系数：R=P负/(qmld)式中P负：加载力；l：轴承有效长度100mm;d：轴承内径70mm；qm：轴承中间断面平均单位压力。