4、液体动压滑动轴承性能实验

实验四滑动轴承实验一、实验目的1、观察滑动轴承的液体摩擦现象。2、了解摩擦系数与比压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。二、液体动压滑动轴承实验机简介图7-1试验机结构如图1所示，它包括以下几部分：1、轴与轴瓦轴8材料为45钢，轴颈经表面淬火、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、加载系统砝码17通过由杆件12、13、15、16组成的杠杆系统、杆件3、10、11组成的平行四边形机构，将载荷加到轴瓦上。3、传动系统由直流电动机，通过三角带传动，驱动轴逆时针转动，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，将润滑油均匀的涂在轴的表面上，如轴带入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，对轴瓦产生周向摩擦力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的变形量。作用在支点1处的反力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7-2为摩擦状态指示电路。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，即处于液体摩擦状态时，指示灯熄灭，当轴与瓦之间为非液体摩擦状态时，指示灯亮或闪动。图7-2三、实验机参数轴颈直径d=70mm轴瓦宽度l=70mm支点1到轴瓦中心的距离L=400mm支点1处作用力Q=百分表读数×K(N)，K为弹簧片4的刚性系数，K=0.02N/1小格加载系统作用在轴瓦上的初始载荷P1=500N加载系统杠杆比τ=75四、各量的测量方法1、载荷P如果砝码重为P2，则作用在轴瓦上的载荷P=P1＋τP2＝500+75P2P2＝所加块数10N2、摩擦系数f由力矩平衡得：Fd/2=LQF=2LQ/d则f=F/P=2LQ/dP3、油膜中间截面处压力分布由压力表读出。4、转速n，转速在控制板上直接读出。五、使用方法及注意事项启动：接通电源，将调速旋扭置“0”，按启动扭(绿色)，绿灯亮，旋转调速旋扭，则可启动电机。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。为保持轴与轴瓦的精度，试验机应在卸载下启动或停止，禁止用力按砝码盘，以保护加载刀口。六、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，逐渐加速，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）将试验机加到最高转速，依次记录1～3块砝码时百分表读数，在8块砝码载荷下，慢慢降低转速，注意观察摩擦状态的过渡，记录下由液体摩擦状态开始进入混合摩擦、再进入边界摩擦以及快要停车时的各个转速及百分表读数。C）加四块或六块砝码，依次记录转速为100、200、300、400、500、600转/分时的百分表读数，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、实验结束转速(r/min)载荷(码数)百分表读数平均12油膜压力转速(r/min)载荷(块)压力表号1234567压力七、数据处理摩擦系数滑动轴承的摩擦系数是润滑油粘度μ、轴的转速n、轴承比压p的函数，μn/p的值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区分点。μ——粘度(PaS)n——转速(r/s)p——比压计算出不同比压及转速下，摩擦系数f，在坐标纸上，以μn/P为横坐标，f为纵座标绘制f-μn/p曲线表。求油膜的承载能力绘制油压分布曲线根据测得的油膜压力，以一定的比例在坐标纸上绘制油膜压力分布曲线。(见图3)图7-3图7-4将半圆分布为8等份：定出7块压力表的孔位1、2……、7。由圆心O过1、2……、7诸点引射线。沿径向画出向量11、2-2、……、7-7。其大小等于相应各点的压力值(比例自选)。用曲线板将1、2、……7诸点连成圆滑曲线。该曲线就是轴承是中间截面处油膜压力分布曲线。b、求油膜承载能力根据油压分布曲线，在座标纸上绘制油膜承载能力曲线(见图4)将图3的1、2、……7各点在O-X轴上的投影定为1、2、……7。在图4上用与图3相同的比例尺，画出直径线0-8在其上绘出1、2、……7各点，其位置与图3完全相同。在直径线0-8的垂直方向上，画出压力向量1-1，2-2……7-7使其分别等于图3中各点压力向量的垂直分量1-a,2-b……7-g，将1,2,……7连成圆滑曲线。用数格法计算出曲线所围的面积。以0-8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乘以轴承宽度和轴承的直径，即可得到不考虑端泄的有限宽轴承承载能力，但是，由于端泄的影响，在轴承两端处比压为零。如果轴与轴瓦沿轴向间隙相等，则其比压沿轴向呈抛物线分布(见图7-5)。可以证明，抛物线下面积与矩形之比K=2/3，K为轴承沿轴向比压分布不均匀系数。则：油膜承载能力P=Kpmdl实验误差由砝码杠杆系统加到轴瓦上的载荷P与测出的油膜承载能力Pˊ，理论上应该相等，实际上不可能相等，其误差的百分比为：应对造成误差