液壓傳動軸承實驗

1、實驗三液體動壓軸承實驗一、實驗?zāi)康?、了解實驗臺的構(gòu)造和工作原理，通過實驗進一步了解動壓潤滑的形成， 加深對動壓原理的認(rèn)識。2、學(xué)習(xí)動壓軸承油膜壓力分布的測定方法，繪制油膜壓力徑向和軸向分 布圖，驗證理論分布曲線。3、掌握動壓軸承摩擦特征曲線的測定方法，繪制f-n曲線，加深對潤滑 狀態(tài)與各參數(shù)間關(guān)系的理解。二、實驗原理及裝置1、實驗原理液體動壓滑動軸承的工作原理是通過軸頸的旋轉(zhuǎn)將潤滑油帶入摩擦表面， 由于油的粘性（粘度）作用，當(dāng)達到足夠高的旋轉(zhuǎn)速度時油就被擠入軸與軸瓦 配合面間的楔形間隙內(nèi)而形成流體動壓效應(yīng)，在承載區(qū)內(nèi)的油層中產(chǎn)生壓力， 當(dāng)壓力的大小能平衡外載荷時，軸與軸瓦之間形成了穩(wěn)定的油膜

2、，這時軸的中 心對軸瓦中心處于偏心位置，軸與軸瓦間的摩擦是處于完全液體摩擦潤滑狀 態(tài)，其油膜形成過程及油膜壓力分布如圖1所示。圖1 建立液體動壓潤滑的過程及油膜壓力分布圖2、實驗裝置本實驗使用湖南長慶科教儀器有限公司生產(chǎn)的HS-B型液體動壓軸承實驗 臺如圖2所示，它由傳動裝置、加載裝置、摩擦系數(shù)測量裝置、油膜壓力測量 裝置和被試驗軸承等組成。圖2滑動軸承試驗臺操縱面板2.電機3.三角帶4.軸向油壓傳感器接頭5.外加載荷傳 感器6.螺旋加載桿7.摩擦力傳感器測力裝置8.徑向油壓傳感器（7只）9.傳 感器支撐板10.主軸11.主軸瓦12.主軸箱1）傳動裝置由直流電機2通過三角帶3帶動主軸順時針旋轉(zhuǎn)

3、，由無級調(diào)速器實現(xiàn)無級 調(diào)速。本實驗臺主軸的轉(zhuǎn)速范圍為3375rpm,主軸的轉(zhuǎn)速由裝在面板1上的 數(shù)碼管直接讀出。2）加載裝置油膜的徑向壓力分布曲線是在一定的載荷和一定的轉(zhuǎn)速下繪制的。當(dāng)載荷 改變或軸的轉(zhuǎn)速改變時所測出的壓力值是不同的，所繪出的壓力分布曲線也是 不同的。轉(zhuǎn)速的改變方法如前所述。本實驗臺采用螺旋加載，轉(zhuǎn)動螺桿即可改 變載荷的大小，所以載荷之值通過傳感器數(shù)字顯示，直接在實驗臺的操縱板上 讀出。3）摩擦系數(shù)測量裝置徑向滑動軸承的摩擦系數(shù)f隨軸承的特性系數(shù)入=p n/p值的改變而改變 （M 油的動力粘度，n軸的轉(zhuǎn)速，P壓力，P=W/Bd，W一軸上的載荷， W=軸瓦自重+外加載荷。本實驗

4、臺軸瓦自重為40N，B一軸瓦的寬度，d一軸 的直徑。）在邊界摩擦?xí)r，f隨入的變大而變化很小，進入混合摩擦后，入的改變引 起f的急劇變化，在剛形成液體摩擦是f達到最小值，此后，隨A的增大油膜 厚度也隨之增大，因而f也有所增大。摩擦系數(shù)f之值為f=（n 2/30甲）-（M n/p） +0.55甲 g式中，中一相對間隙；& 隨軸承長徑比而變化的系數(shù)，對于l/d1時， g =1。相對間隙：W = （D-d）/d計算如下：dn= 1500050000 ,D-d=0.0007d+0.008=0.05W = （D-d）/d =0.05/60=0.00084）油膜壓力測量裝置在軸承上半部中間即軸承有效寬度B/

5、2處的剖面上沿圓周1200內(nèi)鉆有七 個均勻分布的小孔，每個小孔聯(lián)接一個壓力傳感器（測周向壓力），在軸承軸 向有效寬度B/4處也鉆有一個小孔，并連接一只壓力傳感器（測軸向壓力）。 從而可繪出軸承的周向和軸向壓力分布曲線。5）實驗臺的主要參數(shù)及性能試驗軸瓦內(nèi)徑d=70mm長度 B=125mm粗糙度（舊標(biāo)準(zhǔn)）材料 ZQSn6-6-3加載范圍0-1000N（0100kg）負載傳感器精度0.01量程010mm壓力傳感器精度2.5 %量程00.6MPa測力桿上測力點與軸承中心距離L=120mm測力計標(biāo)定值K=0.098N /電機功率 355W調(diào)速范圍：3500rpm試驗臺重量：52kg三、實驗內(nèi)容及要求在

6、軸承載荷F=80kg和F=70kg時，分別測量軸承周向油膜壓力和軸向油 膜壓力，繪制出周向和軸向油膜壓力分布曲線，并求出軸承的實際承載量。測定軸承壓力、軸轉(zhuǎn)速、潤滑油粘度與摩擦系數(shù)之間的關(guān)系，用計算機 進行數(shù)據(jù)處理，得出軸承f一入曲線。液體動壓軸承油膜壓力周向分布的仿真分析與位置模擬：采用與實驗臺 配套的仿真軟件，通過建模與數(shù)值仿真，得到液體動壓軸承油膜壓力周向分布 的仿真曲線，以及軸承在不同載荷作用下的最小油膜厚度和偏位角。四、實驗方法與步驟1、測取繪制徑向油膜壓力分布曲線與承載曲線圖。1）啟動電機，將軸的轉(zhuǎn)速調(diào)整到一定值（可取200rpm左右），注意觀察從軸開 始運轉(zhuǎn)至200rpm時燈泡亮

7、度的變化情況，待燈泡完全熄滅，此時已處于完全液 體潤滑狀態(tài)；2）用加載裝置分幾次加載70kg左右（但且莫加載超過1000N即100kg）。3）待各壓力傳感器的壓力值穩(wěn)定后，由左至右依次記錄各壓力傳感器的壓力 值：4）卸載、關(guān)機5）根據(jù)測出的各壓力傳感器的壓力值按一定比例繪制出油壓分布曲線，此圖 的具體畫法是:沿著圓周表面從左到右畫出角度分別為30、50、70、90、 110、130、150分別得出油孔點1、2、3、4、5、6、7的位置。通過這些 點與圓心0連線，在各連線的延長線上，將壓力傳感器（比例：0.1MP = 5mm）測 出的壓力值畫出壓力線1-1 、2-2 、3-37-7。將1、2 7

8、,各點連成光滑曲線，此曲線就是所測軸承的一個徑向截面的油膜徑向壓力分 布曲線。為了確定軸承的承載量，用Pi表示向量1-1、2-2、7-7的壓力值。 在投影直徑0-8上先畫出軸承表面上油孔位置的投影點1 27，然后 通過這些點畫出上述相應(yīng)的各點壓力Pi，即1、27,等點，（其長度 1-1=1-1,，2-2=2-2，等等）將各點平滑連接起來，所形成的曲線即 為在載荷方向的壓力分布。在投影直徑0-8上做一個矩形，采用方格紙，使其面積與曲線所包圍的面 積相等，那么，矩形的邊長P平均乘以軸瓦寬度B再乘以軸的直徑d便是該軸承 油膜的承載量。但必須考慮端部泄漏造成的壓力損失，故最后的油膜承載量為： q =

9、P平均B d 8P平均：徑向單位平均壓力B：軸瓦寬度110mmd：軸的直徑60mm8 :端泄系數(shù)，取0.7。2.測量摩擦系數(shù)f與繪制摩擦特性曲線1）啟動電機，逐漸使電機升速，在轉(zhuǎn)速達到250-300轉(zhuǎn)時，旋動螺桿，逐漸 加載到700N （70kg），穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后減速。2）依次記錄轉(zhuǎn)速250-2轉(zhuǎn)，負載為70kg時的摩擦力。3）卸載，減速，停機。4）根據(jù)記錄的轉(zhuǎn)速和摩擦力的值計算整理f值，按一定比例繪制摩擦特性曲 線如圖所示。五、實驗操作注意事項開機前的準(zhǔn)備：用汽油將主軸油箱清理干凈，加入N68（40#）機油至圓形 油標(biāo)中線以上。面板上調(diào)速旋鈕逆時針旋到底（轉(zhuǎn)速最低），夾在螺旋桿旋至于外加載荷 傳

10、感器脫離接觸。通電后，旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕使主軸在100-200rpm運行。此時油膜指示燈應(yīng) 熄滅。穩(wěn)定運行3-4分鐘后，即可按實驗指導(dǎo)書的要求操作。注意事項：1、由于主軸和軸瓦加工精度高，配合間隙小，使用的潤滑油必須是經(jīng)過 過濾的清潔機油，使用過程中嚴(yán)禁灰塵與金屬屑進入油內(nèi)。2、外加載荷傳感器所加負載不允許超過120kg，以免損壞傳感器元件。3、機油牌號的選擇可根據(jù)具體環(huán)境，溫度，在10# 0#內(nèi)選擇。4、為防止主軸瓦在無油膜運轉(zhuǎn)時燒壞，在面板上裝有無油膜報警指示燈， 正常工作是指示燈是熄滅的，嚴(yán)禁在指示燈亮?xí)r主軸高速運轉(zhuǎn)。5、作摩擦特性曲線實驗，應(yīng)從較高轉(zhuǎn)速（300轉(zhuǎn)/分）降速往下做。加載 的外載荷在70-100 kg內(nèi)選擇一定值，并在整個過程中，保持著一定值全結(jié) 束實驗。六、實驗結(jié)果分析七、思考題哪些因素影響液體動壓軸承的承載能力及其油膜的形成？形成動壓油 膜的必要條件是什么？f-K曲線說明什么問題？試解釋當(dāng)入增加時，為什么在非液體摩擦區(qū)和 液體摩擦區(qū)f會隨之下降和增大？八、實驗總結(jié)實驗三、液體動壓滑動軸承實驗報告班 級:姓名:學(xué)號:成績:指導(dǎo)教師:實驗日期:實驗地點:一、實