滑动轴承实验报告滑动轴承实验报告液体动压滑动轴承实验报告一、实验目的1、测量轴承的径向和轴向油膜压力分布曲线、观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象。3、观察载荷和转速改变时的油膜压力的变化情况。4、观察径向滑动轴承油膜的轴向压力分布情况。5、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。6、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、实验设备及工具滑动轴承实验台三、实验原理1、油膜压力的测量轴承实验台结构如图1所示，它主要包括：调速电动机、传动系统、液压系统和实验轴承箱等部分组成。图1轴承实验台结构图1、操纵面板2、电机3、三角带4、轴向油压传感器接头5、外加载荷传感器6、螺旋加载杆7、摩擦力传感器测力装置8、径向油压传感器（8只）9、传感器支撑板10、主轴11、主轴瓦12、主轴箱在轴承承载区的中央平面上，沿径向钻有8个直径为1mm的小孔。各孔间隔为22.5，每个小孔分别联接一个压力表。在承载区内的径向压力可通过相应的压力表直接读出。将轴径直径（d=60mm）按比例绘在纸上，将1~8个压力表读数按比例相应标出。（建议2压力以1cm代表5kgf/cm）将压力向量连成一条光滑曲线，即得到轴承中央剖面油膜压力分布曲线个压力表示数，由于轴向两端端泄影响，两端压力为零。光滑连‘’‘’‘结0，8，4，8和0各点，即得到轴向油膜压力分布曲线滑动轴承实验台结构图1、三角带2、直流电机3、主轴箱4、主轴5、主轴瓦6、油压表（8只）7、螺旋加载器8、测力弹簧片9、测力计（百分表）径向滑动轴承的摩擦系数f随轴承的特性系数λ（λ=ηn/p）值的改变而改变。在边界摩擦时，f随λ值的增大而变化很小，进入混合摩擦后，λ值的改变引起f急剧变化，在刚形成液体摩擦时f达到最小值，此后，随λ值的增大油膜厚度亦随之增大，因而图3轴承摩擦特性曲线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，它能使空套在轴上的轴瓦随轴转动，由于在轴瓦的外表面上固定一2Fd个测力杆，测力杆一端与轴瓦连接，另一端与弹簧片接触。当轴瓦随轴转动时，测力杆的另一端位移使与其接触的弹簧片发生变形，弹簧片的变形量Δ可由百分表9测出。弹簧片的变形对轴瓦随着轴的转动产生一个阻力矩来平衡摩擦力矩。当阻力矩等于摩擦力矩时，轴瓦的转动和弹簧片的变形都相对静止了（即平衡）。根据力矩平衡条件得到：Fd2。L-测力杆上测力点与轴承中心距离Q-作用在测力点的反力Q=KΔ。设作用在轴瓦上的外载荷为w则：f=WWd=F2LQ2LKΔWd3、磨擦状态指标装置图4油膜显示装置电路原理图指示装置的原理如图4所示。当主轴不转动，可看到灯泡很亮；当轴在很低的转速下转动时，主轴将润滑油带入轴和轴瓦之间收敛性间隙内，但由于此时的油膜很薄，轴与轴瓦之间部分微观不平度的凸处仍在接触，故灯泡忽明忽暗；当轴的转速达到一定值时米乐M6(MiLe)亚洲官方网站- 赔率最高在线投注平台，轴和轴瓦之间形成的压力油膜厚度完全遮盖两表面之间微观不平度的凸处高度，油膜完成将轴与轴瓦隔开，灯泡就不亮了。四、数据记录及处理1、油膜压力分布试验值2、轴承摩擦特性曲线试验值及计算值轴承载荷F=588.6P+78.5=196.22N3、绘制径向压力分布曲线和轴向压力曲线MPa油膜承载量q=P平均·B·D·φ=3.8kN4、绘制f—λ曲线五、实验结果分析与讨论1、由本实验可以得出影响液体动压轴承的承载能力的因素有：1宽径比B/d。宽径比小有利于提高远程稳定性。一般来说，B/d越大，油压越大，轴承的○承载能力越高；2相对间隙。当载荷比较大时，间隙应当尽量小。速度越大，间隙也越小；○3粘度，与具体的工况有关。○2、由f-λ曲线可知：摩擦的状态是随着特性系数的变化而转变的。1边界摩擦。此时，虽然λ增大，但是f变化很小。○2混合摩擦。λ的增大会引起f的急剧减小到最小值。○3液体摩擦时，○f随着λ的增大而增大。当轴承参数相对间隙变大时，f变小，即斜率变小，因为f=F/P与相当间隙成正比。篇二：滑动轴承实验指导书(更新并附实验报告)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，米乐M6(MiLe)亚洲官方网站- 赔率最高在线投注平台(访问: hash.cyou 领取999USDT）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。  （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  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。  驱动电机主要有交流异步电动机、直流电动机、步进电机、交 流(直流)伺服电动机等类型。  交流伺服电动机的工作原理与普通交流异步电动机相似，但交 流伺服电动机的转子电阻比异步电机的大得多，其转矩特性(转矩 T 与转差率S 的关系)也因此较普通电机有很大区别(见图3)。它可 使临界转差率大于 1，这样不仅使转矩特性更接近于线性．而且 具有较大的起动转矩，因此，伺服电机具有起动快、灵敏度高的 特点。  图3 伺服电动机的转矩特性  目前，基于稀土木磁体的交流水磁伺服驱动系统，能提供最高 水平的动态响应和扭矩密度。所以用交流伺服驱动取替传 统交流 调速、直流和步进调速驱动，以便使系统性能达到一个全新的控 制水平，从而获得更宽的调速范围和更大的低速扭矩。因此，本 实验台选用了交流伺服电动机，其优点归纳如下：  （1）控制精度高。  交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证，因 此交流伺服具有极高的控制精度。  （2）低频特性好。  步进电机在低速时易出现低频振动现象；普通交流电机由变频 器进行调速，在低频时的力矩小；直流电机在低速的控制极不稳 定。而交流伺服电机运转非常平稳．即使在低速时也不会出现振 动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可以克服机械的刚性 不足缺点，并且系统内部具有频率解析功能(FFT)，可检测出机械 的共振点，使于调整系统。  （3）矩频特性好。  交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速(一般为 1000r／ min)以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。  （4）过载能力强。  交流伺服电机具有较强的过载能力。它具有速度过载和转矩过 载能力。其最大转矩为额定转矩的 3 倍，可用于克服惯性负载在 启动瞬间的惯性力矩。  （5）运行稳定。  交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反 馈信号进行采样，内部构造成位置环和速度环，一般不会出现步 进电机的丢步或过冲现象，控制性能更为可靠。  （6）响应速度快。  交流伺服系统的加速性能较好，从静止加速到其额定转速1000 r／min 仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。  2、液压系统  实验台的液压系统功能，—是为实验轴承提供循环润滑系统提 供压力供油。液压系统框图如图4 所示。