滑动轴承实验台使用说明书 指导书

滑动轴承实验台使用说明书

本实验台用于液体动压滑动轴承实验，主要利用它来观察滑动轴承的结构及油膜形成的过程，测量其径向油膜压力分布，通过测定可以绘制出摩擦特性曲线、径向油膜压力分布曲线和测定其承载量。

一、实验台结构简介与工作原理

l. 本实验台主要结构图1所示：

图1 滑动轴承实验台结构简图

1. 操纵面板

2. 电机

3. V带

4. 轴向压力传感器(1只)

5.负载传感器

6. 螺旋加载杆

7. 摩擦力传感器

8. 径向压力传感器(7只)

9. 主轴瓦10.机体11. 主轴箱

2. 结构特点

该实验台主轴9由两个高精度的深沟球轴承支承。

直流电机2通过V 带3驱动主轴9，主轴顺时针旋转，主轴上装有精密加工制造的主轴瓦10，由装在底座里的无级调速器实现主轴的无级变速，轴的转速由装在面板1上的左数码管直接读出。

主轴瓦外圆处被加载装置(未画)压住，旋转加载杆5即可对轴瓦加载，加载大小由负载传感器测出，由面板上右数码管显示。

主轴瓦上装有测力杆，通过摩擦力传感器6可得出摩擦力值。

主轴瓦前端装有1号—7号七只测径向压力传感器7，传感器的进油口在轴

瓦的2

1

处。

在轴瓦全长的4

1

处装有一个测轴向油压的压力传感器。即第8号压力传感

器，传感器的进油口在轴瓦的4

1

处。

此外，还设置有转速传感器和油温传感器，共12个传感器。 二、主要技术参数

试验轴瓦 内径 d =60mm 长度 B =120mm

表面粗糙度 ∇7）

材料 ZCuSn5Pb5Zn5（即旧牌号ZQSn6-6-3）

加载范围0—1000N(0～100kg ⋅f) 负载传感器精度0.01 量程0～10mm 压力传感器精度2.5% 量程0～0.6MPa 测力杆上测力点与轴承中心距离 L =120mm 测力计标定值 K =0.098N/格 电机功率 355W 调速范围：2～400r/nim 试验台重量：52kg

该实验台的操作面板如图2所示。

图2 实验台面板布置图

三、电气装置技术性能

l. 直流电动机功率：355W

2. 测速部份：

a. 测速范围：2 r/nim～400 r/nim

b. 测速精度：±1 r/nim

3. 加载部份：

a. 调整范围：O～1000N(0～100kg)

b. 传感器精度: ±0.2％(读数)

4. 工作条件：

a. 环境温度：-10℃～+50℃

b. 相对湿度：≤80％

c. 电源：～200V土10％50Hz

d. 工作场所：无强烈电磁干扰和腐蚀气体

四、使用步骤

1. 开机前的准备：

a. 用汽油将油箱清理干净，加入N68(40#)机油至圆形油标中线。

b. 面板上调速旋钮逆时针旋到底(转速最低)，加载螺旋杆旋至与负载传感

器脱离接触。

2. 通电后，面板上两组数码管亮(左—转速，右—负载)，调节调零旋钮使负

载数码管清零。

3. 旋转调速旋钮，使电机在100～200 r/nim运行，此时油膜指示灯应熄灭。

稳定运行3～4分钟。

4. 即可按实验指导书的要求操作。

五、注意事项

l. 使用的机油必须通过过滤才能使用，使用过程中严禁灰尘及金属屑混入油内。

2. 由于主轴和轴瓦加工精度高，配合间隙小，润滑油进入轴和轴瓦间隙后，不易流失，在做摩擦系数测定时，负载传感器的压力不易回零，为了使其迅速回零。需人为把轴瓦抬起，使油流出。

3. 所加负载不允许超过1200N(即120kg)，以免损坏负载传感器元件。

4. 机油牌号的选择可根据具体环境温度，在20#～40#内选择。

5. 为防止主轴瓦在无油膜运行时烧坏，在面板上装有油膜报警指示灯，正常工作时指示灯熄灭，严禁在指示灯亮时主轴高速运转。

6. 实验台应在卸载下启动或停止。

滑动轴承实验指导书

一、实验目的

1. 观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象。

2. 观察载荷和转速改变时径向油膜压力的变化情况。

3. 观察径向滑动轴承油膜的轴向压力分布情况。

4. 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。

5. 了解径向滑动轴承的摩擦系数f的测量方法和摩擦特性曲线λ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2驱动主轴9沿顺时针(面对实验台面板)方向转动，由无级调速器实现无级调速。本实验台主轴的转速范围为2～400 r/nim，主轴的转速由数码管直接读出。

图1 滑动轴承实验台构造示意图

1. 直流电动机

2. V带

3. 负载传感器

4. 螺旋加载杆

5. 弹簧片

6. 摩擦力传感器

7. 压力传感器(径向7只，轴向一只)

8. 主轴瓦9—主轴10—主轴箱

2. 轴与轴瓦间的油膜压力测量装置

轴的材料为45号钢，经表现淬火、磨光，由滚动轴承支承在箱体10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N68（即旧牌号的40号机械油），该油在20℃时的动力粘度为0.34Pa·S。主轴瓦8的材料为铸锡铅

青铜。牌号为ZCuSnPb5Zn5(即旧牌号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°，每个小孔联接一个压力传感器7，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传感器(即4号和8号压力传感器)。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所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。转速的改变方法如前所述。本实验台采用螺旋加载，转动螺杆即可改变载荷的大小，所加载荷之值通过传感器数字显示，直接在实验台的操纵板上读出。

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λ=p

n

η值的改变而改变 (μ─油

的动力粘度，n ─轴的转速，p —压力，p =

Bd

W

，W ─轴上的载荷，W =轴瓦自重+外加载荷。本机轴瓦自重为40N ，B ─轴瓦的宽度，d ─轴的直径。本实验台

B =120mm ，d =60mm)，如图2所示。

图2 f — λ线图

在边界摩擦时，f 随λ的增大而变化很小，进入混合摩擦后，λ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λ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 之值可通过公式得到。

f ＝

20.5530n

p

πηψξψ⋅+

ψ －相对间隙