滑动轴承实验

滑动轴承实验

实验项目性质：验证性

实验计划学时：1

一、实验目的

1．观察径向滑动轴承液体动压油膜的形成过程与现象；

2．观察载荷和转速改变时，径向和轴向油膜压力的变化情况；

3．测定和绘制径向滑动轴承径向油膜压力分布曲线；

4．测定径向滑动轴承的摩擦系数f和绘制摩擦特性曲线。

二、实验台的构造与工作原理

（一）滑动轴承实验台

1．实验台的构造

实验台的构造如图所示。实验台的传动装置由直流电机1通过v带传动2驱动轴4沿顺时针方向转动，由无级调速器实现轴4的无级调速，轴的转的转速由数码管直接读出。

图4-1 滑动轴承实验台

2．轴与轴瓦间油膜压力测量装置

轴由流动轴承支承在箱体3上，轴的下阗部泡浸在润滑油中。在轴瓦5的一径向平面内沿周向钻有7个小孔，彼此相隔20每个小孔联接一个压力表6，用来测量该相应点的油膜压力，由此可以绘出径向油膜压力分布曲线。沿轴瓦的一个轴瓦的一个轴向剖面内装有两个压力表，用来观察有限长度内滑动轴承沿轴向的油膜压力分布情况。

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带下绘制的。当载荷改变或轴的转速改变时测出的油膜压力值就不同，所绘出的压力分布曲线的形状也不同。

本实验台采用螺旋加载，转动螺杆7可改变载荷的大小，所加载荷之值通过传咸器用数码管数字显示，直接在实验台的操纵面板上读出（取中间值）。

4．实验台主要参数

（1）轴的直径d=70mm

（2）轴瓦的宽度B=125mm

（3）测力杆长度（测力点到轴承中心距离）L=120

（4）测力计（百分表）标定值K=0.098N/格

（5）加载系统初始载荷W=40N(轴瓦重量)

（6）加载系统的加载范围0~1000N;调速范围3~500r/min

（7）油压表量程0~0.6Mpa（0.025Mpa/格）

（8）润滑油，夏季用L---AN46(30号机油)、动力粘度n40=0.04lPa.S:冬季用L---AN22(15号机油)，动力粘度n40=0.020Pa.S.

5．摩擦系数f测量装置

径向滑动轴承的摩擦系数f随轴承的特性数ήn/p值的改变而改变。其中ή---油的动力粘度 PaS,n---轴的轴速 r/S, p----压力MPa, 而p=w/Bd,W-----轴瓦的宽度mm，d----轴的直径mm。在边界摩擦时，f随轴承的特性数ήn/p的增大而变化很小。进入混合摩擦后，ήn/p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ήn/p的增大而油膜随之增大，因而f亦有所增大，如图5—2所示。

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,它使轴瓦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△形，并经以下计算可得磨擦系数f之值。

根据力矩平衡条件得：Fd/2=LQ。

其中，L---测力杆的长度，Q----作用在A处的反力。

而Q=K△,K---测力计的标定值（刚度系数），N/格：△一百分表读数，格。设作用在轴上的外载荷为W.则f=F/W=2LQ/Wd

摩擦状态指示装置指示装置的原理如图：5-3所示。当轴不转动时，可看到灯泡很亮。当轴在很低的转速下转动时，轴将润滑油带入轴与轴瓦收敛性间隙之间，但由于此时油膜厚度很薄，轴与轴瓦之间部分微观不平度的凸峰处仍有接触，故灯忽亮忽暗。当轴的转速达到一定值时，轴与轴瓦之间形成的压力油膜厚度大于两表面之间微观不平度的的凸峰高度，完全将轴与轴瓦隔开，灯泡就不亮了。

6．使用注意事项：

（1）为了保持轴与轴瓦的精度，试验机应在卸载下启动或停止。开机前面板上调速旋钮应置“0”（逆时钟旋到底）。

（2）通电后，面板两组数码管迒（左为转带，右为负载），调节调零旋钮，使负载数码管清零。

（3）旋转调速旋钮，电机在100~200r/min运行，此时油膜指示灯应熄来，待主轴稳定运转3~4分钟后，可按有关实验步骤进行操作

（4）在做摩擦系数测定时，润滑油进入轴与轴瓦间间隙后，不易流出，至使油压表压力不易回零，此时需人为抬起轴瓦，使油流出，则油压表迅速回零。

（5）为防止主轴与轴瓦在无油膜时盍被烧坏，在面板上装有油腻指示灯。正常工作时指示灯应熄灭，严禁在指示灯高速运转主轴。

（二）HZS-1型动压滑动轴承实验台

1-液压油箱；

2-加载压力表；

3-减压阀；

4-溢流阀；

5-轴承供油压力表；

6-轴承箱；

7-变速箱；

8-调速盘；

9-座体；

10-油泵电机开关；

11-主电源开关；

12-调速电机

图4-2 HZS-1型动压滑动轴承实验台示意图

图4-3 实验轴承箱

1--7压力指示表；8-轴向压力指示表；9-轴；10-测力计；11-测力杆；12-实验轴承；13-

平衡锤；14-加载油腔盖

1．动压滑动轴承实验台的传动装置

图4-2为试验台总体布置，试验台的总开关在其正面下方。图4-3为实验轴承箱，件号9为主轴，由一对D级滚动轴承支撑。JZT型调速器电动机的可靠调速范围为120～1200转/分，为了扩大调速范围，试验台传动系统中有一个两级变速箱，当手柄向右倾斜，主轴与电

机转速相同；当手柄向左倾斜，主轴为电机转速的1/6。因此主轴的可靠调速范围为20～1200转/分。

2．油膜压力测量装置

12为试验轴承，空套在主轴上，轴承内径d ＝60mm ，有效宽度＝60mm 。在轴承中间横剖面上，沿轴向开7个测压孔，在1200

范围内均匀分布，测压表1—7通过管路分别于测压孔相联。距轴承中间剖面L/4（即15mm ）处，轴承上端有一个测压孔，表头8与其相联。

3．实验轴承加载及轴承供油装置 采用液压加载方式,在机座内有一液压系统,液压油经油泵,压力控制阀及管路,分别给轴承和加载油腔供油件号14为加载盖板，固定在箱体上，加载油腔在水平面上的投影面积为60cm 2

，随着液压油的压力的增加,轴承的载荷也相应的增加,

4．摩擦力矩的测量装置

在轴承外圆左侧装有测杆11，吊环装在测杆上以供测量摩擦力距用，测力计10通过吊环与测力杆相连接，测点与轴承中心的距离为150mm ，轴承外圆上装有两个平衡锤13，用以在轴承安装之前做静平衡,如图4-4所示。测量摩擦力矩时，将拉力计上的吊钩与环F 连接，即可测得摩擦力矩。测杆通过吊环作用在拉力计上的力F ，有重锤予以平衡，其F 数值可由公式4-18求得。

R

WL F α

sin 1=

( 4—18)。 式中R 为圆盘半径，W 为重锤之重量，L 1 为α通过齿轮放大，可使表头指针转角放大10

图4-4 重锤拉力计工作原理图 1-圆盘；2-传动放大齿轮；3-重锤