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　　二、滑动轴承实验指导及实验报告3500字滑动轴承实验指导√实验项目学时：2实验要求：□必修□选修一、实验目的及要求1、液体动力润滑滑动轴承油膜压力周向分布的测试分析；2、液体动力润滑滑动轴承油膜压力周向分布的仿线、液体动力润滑滑动轴承摩擦特征曲线、液体动力润滑滑动轴承实验的其他重要参数测定：如轴承平均压力值、轴承PV值、偏心率、最小油膜厚度等。二、实验基本原理实验台的构造如图3-1所示。1、实验台的传动装置由直流电动机通过V带传动驱动轴沿顺时针（面对实验台面板）方向转动，由无级调速器实现轴的无级调速，由软件界面内的读数窗口读出。图3-1滑动轴承实验台2、轴与轴瓦间的油膜压力测量装置轴的材料为45号钢，经表面游淬火、磨光，由滚动轴承支承在箱体上，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0.34PaS。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有7个小孔，每个小孔沿圆周相隔20?，每个小孔连接1一个压力表，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抽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，转动螺旋即可改变载荷的大小，所加载荷之值通过传感器数字显示，直接在测控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随轴承的特性系数值λ=ηn/p的改变而改变（?―油的动力粘度，n―轴的转速，p―压力，p=W/Bd，W―轴上的载荷，B―轴瓦的宽度，d―轴的直径）。在边界摩擦时，f随λ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，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，它供轴瓦翻转，轴瓦上测力压头将力传递至压力传感器，测力传感器的检测值乘以力臂长L，就可以得到摩擦力矩值，经计算就可得到摩擦系数f之值。根据力矩平衡条件得：Fd/2=LQ。L―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W，则：f=F/W=2LQ/WdMf=LQ的值可直接读到，f=2Mf/Wd其中：面板上P1?P8为油膜压力，P负为加载力，Mf为摩擦力矩，T为油温，n为转速。5、实验系统主要技术参数实验轴瓦：内径：d＝70mm，长度L＝125mm加载范围：0－1000N（100kg）摩擦力传感器量程：50N压力传感器量程：0－1.0MPa加载传感器量程：0－2000N直流电动机功率：355W2主轴调速范围：2－500rpm三、主要仪器设备及实验耗材实验仪器设备：杭州星辰科教设备有限公司的ZCS-Ⅱ型液体动压轴承实验台。四、实验内容或步骤实验步骤：1、准备工作1）将光电传感器接至测控箱背板的数字通道1上，从左到右依次将管路压力传感器接至控制箱上的模拟通道1-7上，将轴上的管路压力传感器接至模拟通道8上，摩擦力矩检测传感器接至模拟通道9，负载荷重压力传感器接至模拟通道10上。2）3）将控制箱的电机电源线与电机相联，同时连接控制箱电源。如果使用计算机测，将计算机与控制箱用串口线）在开电机转速之前请确认载荷为空，即要求先开转速在加载，转速慢慢加到200rpm待稳定后，旋动加载螺纹加载约400N，（转速和加载值在测控箱面板的右显示窗口显示）；2）在一次实验结束后马上又要重新开式实验时，请用轴瓦上端的螺栓旋入顶起轴瓦将油膜先放干净，同时在软件中要重新“复位”，这样确保下次实验的数据准确；3）由于油膜形成需要一小段时间，所以在开机实验或在变化载荷或在变化转速后请待其稳定后（一般等待5－10S即可）再采集数据；4）长期使用过程中请确保实验油的足量、清洁；油量不够和不干净都会影响实验数据的准确；5）进入实验主窗体1，选择通讯口COM1或者COM2，在开始加载和电机转速之前先点即“复位”以让软件进入试验台的初始状态，保证实验数据的准确。在确定机构工作稳定后点击“数据采集”，将数据采集进来（共12个数据，它们是7个油膜压力值、1个外加载荷值、1个转速值、1个计算摩擦力矩的压力值）。当数据采集完成后就可进行油膜压力分析了，点击“实测曲线个压力值曲线，点击“理论曲线”作出理论压力曲线，可对两者进行比较。同时也可手动改变7个点的压力值的大小或载荷、转速值再观察曲线的变化。点击“结果显示”会将相应的结果显示在结果显示框中。3、摩擦性能仿线）进入主窗体，同样首先选择通讯串口COM1或COM2，选择摩擦特性实验，在实验模式（“理论模拟”和“实测实验”）中选择相应的状态，“实测实3验”将从试验台采集的数据发送到软件数据显示列表中，点击“实测曲线”作出摩擦系数实测曲线）在曲线显示窗口中，纵坐标显示的为摩擦系数，横坐标由操作模式决定（操作模式有“载荷固定”和“速度固定”），相应的横坐标为转速和载荷；3）待各压力表的压力值稳定后，由左至右依次记录各压力表的压力值（转速不变）；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。实验报告内容：1、实验目的2、实验数据记录图表（1）油膜压力实验工作参数：转速n=200r/min；载荷F=800N表3-1实测油膜7点压力值油膜平均压力：许用压力：pv值：许用pv值：最小油膜厚度：（2）摩擦性能实验4表3-3载荷固定下的实测摩擦力矩（载荷为500N）3、实验结果分析（1）绘制n=200r/min时油膜压力分布曲线（径向、轴向两种）；（2）绘制n=200r/min时径向油膜承载能力的计算；（3）绘制速度一定时，摩擦系数的实测和理论曲线）绘制载荷一定时，摩擦系数的实测和理论曲线、径向滑动轴承形成液体动压润滑的条件？ 2、滑动轴承与滚动轴承比较有哪些独特优点？为什么? 3、径向滑动轴承的轴颈与 轴承孔间的摩擦状态？ 4、影响轴承承载量的因素是什么？ 5、常用的轴瓦材料有哪些？轴瓦材料除应满足摩擦系数小和磨损少以外， 还应满足什么要求? 六、主要参考书 1、濮良贵，纪名刚主编．机械设计（第八版）．北京：高等教育出版社，2006 5 南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级：实验类型：综合性实验实验日期：实验成绩： 一、实验项目名称滑动轴承实验 二、实验目的 三、实验基本原理 四、主要仪器设备及耗材 五、实验步骤 6 六、实验数据及处理结果 （1）油膜压力实验 工作参数：转速n=178r/min；载荷F=1823N 表3-1 实测油膜7 点压力值 油膜平均压力：许用压力： pv 值：许用pv 值：最小油膜厚度：（2）摩擦性能实 验 表3-3 载荷固定下的实测摩擦力矩（载荷为） 7 七、实测曲线r/min 时油膜压力分布曲线（径向、轴向两种）； （2）绘制n= 500r/min 时径向油膜承载能力的计算； （3）绘制速度一定时，摩擦系数的实测和理论曲线）绘制载荷一定时，摩擦系数的实测和理论曲线 八、思考讨论题或体会或对改进实验的建议 九、参考资料 9 第二篇：滑动轴承实验指导书(更新并附实验报告) 6400 字 滑动轴承实验 一、概述 滑动轴承用于支承转动零件，是一种在机械中被广泛应用的重要零部件。根据轴承 的工作原理，滑动轴承属于滑动摩擦类型。滑动轴承中的润滑油若能形成一定的油 膜厚度而将作相对转动的轴承与轴颈表面分开，则运动副表面就不发生接触，从而 降低摩擦、减少磨损，延长轴承的使用寿命。 根据流体润滑形成原理的不同，润滑油膜分为流体静压润滑(外部供压式)及流体动 压润滑(内部自生式)，本章讨论流体动压轴承实验。 流体动压润滑轴承其工作原理是通过韧颈旋转，借助流体粘性将润滑油带人轴颈与 轴瓦配合表面的收敛楔形间隙内，由于润滑油由大端人口至小端出口的流动过程中 必须满足流体流动连续性条件，从而润滑油在间隙内就自然形成周向油膜压力(见 图1)，在油膜压力作用下，轴颈由图l(a)所示的位置被推向图1(b)所示的位置。 图1 动压油膜的形成 当动压油膜的压力p 在载荷F 方向分力的合力与载荷F 平衡时，轴颈中心处于某 一相应稳定的平衡位置O1，O1 位置的坐标为O1(e，Φ)。其中e =OO1，称为偏 心距；Φ 为偏位角(轴承中心O 与轴颈中心O1 连线与外载荷F 作用线间的夹角)。 随着轴承载荷、转速、润滑油种类等参数的变化以及轴承几何参数(如宽径比、相 对间隙)的不同．轴颈中心的位置也随之发生变化。对处于工况参数随时间变化下 工作的非稳态滑动轴承，轴心的轨迹将形成一条轴心轨迹图。 为了保证形成完全的液体摩擦状态，对于实际的工程表面，最小油膜厚度必须满足 下列条件： hmin?S?Rz1?RZ2? （1） 式中，S 为安全系数，通常取S≥2；Rz1，RZ2 分别为轴颈和铀瓦孔表面粗糙度的 十点高度。 滑动轴承实验是分析滑动轴承承载机理的基本实验，它是分析与研究轴承的润滑特 性以及进行滑动轴承创新性设计的重要实践基础。 根据要求不同，滑动轴承实验分为基本型、综合设计型和研究创新型三种类型。 二、实验目的 （1）掌握实验装置的结构原理，了解滑动轴承的润滑方式、轴承实验台的加载方 法以及轴承实验台主轴的驱动方式及调速的原理。 （2）掌握实验台所采用的测试用传感器的工作原理。 （3）通过实验测试的周向油膜压力分布及轴向油膜压力分布，掌握滑动轴承中流 体动压油膜形成的机理及滑动轴承承载机理。 （4）通过实验掌握工况参数和轴承参数的变化对滑动轴承润滑性能及承载能力的 影响。 三、实验内容 对于基本型实验，实验内容如下： （1）轴承中间平面上周向油膜压力分布曲线(a)]和轴向油膜压力分布曲 线）周向油膜压力分布曲线图的承载分量的曲线（b）]，求轴承的端泄 影响系数K。 考虑有限宽轴承在宽度B 方向的端泄对油膜承载量的影响，其影响系数K 可由下 式求出： K?F pmBd （2） 式中，F 为轴承外载荷，N；B 为轴承有效工作宽度，mm；d 为轴颈直径，mm； pm 为根据油膜压力承载分量的曲线图求出的动压油膜的平均压力，如图 2(b)所示。 图2(a)为实测上轴瓦上均布测点l~7 位置处的油膜压力形成的周向油膜压力分布曲 线 个分点分别引垂线”，使之分别等于 图(a)中的油膜压力值的垂直分量后连成的光滑曲线，该曲线被称为动压油膜的承 载分量曲线；图(c)为轴向油膜压力分布曲线。 根据承载分量曲线和直径所园成的图形面积等于平均压力pm与直径围成的矩形面 积相等的条件，通过数方格数的方法即可求出pm大小。再将求出的pm值代人式 2 即可求出K。 图2 滑动轴承油膜压力分布曲线图 四、实验装置 实验装置采用西南交通大学研制的ZHS20 系列滑动轴承综合实验台。该实验台主 要由主轴驱动系统、静压加载系统、轴承润滑系统、油膜压力测试系统、油温测试 系统、摩擦观察测试系统以及数据采集与处理系统等组成。 1、主轴驱动系统及电机选择 实验台的主轴支承在实验台箱体上的一对滚动轴承上。该主轴的驱动电动机需满足 无极调速、低速大转矩及实验过程中能快速启停等要求。