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液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

時(shí)間：2024-11-16 10:09:49

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
該實(shí)驗(yàn)臺(tái)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)。主要利用它來(lái)觀察滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、測(cè)量其徑向油膜壓力分布、測(cè)定其摩擦特征曲線。使用該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以方便地完成以下實(shí)驗(yàn)：
1、液體動(dòng)壓軸承油膜壓力徑向分布的測(cè)試分析
2、液體動(dòng)壓軸承油膜壓力徑向分布的仿真分析
3、液體動(dòng)壓軸承摩擦特征曲線的測(cè)定
4、液體動(dòng)壓軸承實(shí)驗(yàn)的其他重要參數(shù)測(cè)定：如軸承平均壓力值、軸承PV值、偏心率、最小油膜厚度等
二、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
1、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成
軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)框圖如圖1所示，它由以下設(shè)備組成：
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖1)

液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖1)

⑴ 軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)——軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)
⑵ 壓力傳感器——共7個(gè)，用于測(cè)量軸瓦上油膜壓力分布值
⑶ 力傳感器——共1個(gè)，測(cè)量外加載荷值
⑷ 轉(zhuǎn)速傳感器——測(cè)量主軸轉(zhuǎn)速
⑸ 力矩傳感器——共1個(gè)，測(cè)量摩擦力矩
⑹ 單片機(jī)
⑺ PC機(jī)
⑻ 打印機(jī)
2、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
該實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)中滑動(dòng)軸承部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖2)

液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖2)

1、電機(jī)
2、皮帶
3、摩擦力傳感器
4、壓力傳感器：測(cè)量軸承表面油膜壓力，共7個(gè)F1~ F7，
5、軸瓦
6、加載傳感器：測(cè)量外加載荷值
7、主軸
9、油槽
10、底座
11、面板
12、調(diào)速旋鈕：控制電機(jī)轉(zhuǎn)速
試驗(yàn)臺(tái)啟動(dòng)后，由電機(jī)1通過(guò)皮帶帶動(dòng)主軸7在油槽9中轉(zhuǎn)動(dòng)，在油膜粘力作用下通過(guò)摩擦力傳感器3測(cè)出主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)受到的摩擦力矩；當(dāng)潤(rùn)滑油充滿整個(gè)軸瓦內(nèi)壁后軸瓦上的7個(gè)壓力傳感器可分別測(cè)出分布在其上的油膜壓力值；待穩(wěn)定工作后由溫度傳感器t1測(cè)出入油口的油溫，t2測(cè)出出油口的油溫。
3、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)
(1) 實(shí)驗(yàn)軸瓦：內(nèi)徑d＝70mm 長(zhǎng)度L＝125mm
(2) 加載范圍：0～1800 N
(3) 摩擦力傳感器量程：50 N
(4) 壓力傳感器量程：0～1.0 MPa
(5) 加載傳感器量程：0～2000 N
(6) 直流電機(jī)功率：355 W
(7) 主軸調(diào)速范圍：2～500 rpm
三、實(shí)驗(yàn)原理及測(cè)試內(nèi)容
1、實(shí)驗(yàn)原理
滑動(dòng)軸承形成動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜的過(guò)程如圖3（a）所示。當(dāng)軸靜止時(shí)，軸承孔與軸頸直接接觸，如圖3（a）所示。徑向間隙△使軸頸與軸承的配合面之間形成楔形間隙，其間充滿潤(rùn)滑油。由于潤(rùn)滑油具有粘性而附著于零件表面的特性，因而當(dāng)軸頸回轉(zhuǎn)時(shí)，依靠附著在軸頸上的油層帶動(dòng)潤(rùn)滑油擠入楔形間隙。因?yàn)橥ㄟ^(guò)楔形間隙的潤(rùn)滑油質(zhì)量不變（流體連續(xù)運(yùn)動(dòng)原理），而楔形中的間隙截面逐漸變小，潤(rùn)滑油分子間相互擠壓，從而油層中必然產(chǎn)生流體動(dòng)壓力，它力圖擠開(kāi)配合面，達(dá)到支承外載荷的目的。當(dāng)各種參數(shù)協(xié)調(diào)時(shí)，液體動(dòng)壓力能保證軸的中心與軸瓦中心有一偏心距e。最小油膜厚度n_min存在于軸頸與軸承孔的中心連線上。液體動(dòng)壓力的分布如圖3（c）所示。
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖3)

液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖3)

圖3液體動(dòng)壓潤(rùn)滑膜形成的過(guò)程
液體動(dòng)壓潤(rùn)滑能否建立，通常用f-λ曲線來(lái)判別。圖4中f為軸頸與軸承之間的摩擦系數(shù)，λ為軸承特性系數(shù)，它與軸的轉(zhuǎn)速 n ，潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度η、潤(rùn)滑油壓強(qiáng)p之間的關(guān)系為：

λ為=ηn/p

式中，n為軸頸轉(zhuǎn)速；η為潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度；p為單位面積載荷。
即式中，液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖4)

。Fr是軸承承受的徑向載荷；d是軸承的孔徑，本實(shí)驗(yàn)中， d= 70mm；l₁是軸承有效工作長(zhǎng)度，對(duì)本實(shí)驗(yàn)軸承，取l₁=125mm。

如圖4 ，當(dāng)軸頸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度極低，這時(shí)軸頸和軸承主要是金屬相接觸，產(chǎn)生的摩擦為金屬間的直接摩擦，摩擦阻力最大。隨著轉(zhuǎn)速的增大，軸頸表面的圓周速度增大，帶入油楔內(nèi)的油量也逐漸加多，則金屬接觸面被潤(rùn)滑油分隔開(kāi)的面積也逐漸加大，因而摩擦阻力也就逐漸減小。
當(dāng)速度增加到一定大小之后，已能帶入足夠把金屬接觸面分開(kāi)的油量，油層內(nèi)的壓力已建立到能支承軸頸上外載荷程度，軸承就開(kāi)始按照液體摩擦狀態(tài)工作。此時(shí)，由于軸承內(nèi)的摩擦阻力僅為液體的內(nèi)阻力，故摩擦系數(shù)達(dá)到最小值，如圖4摩擦特性曲線上A點(diǎn)。
當(dāng)軸頸轉(zhuǎn)速進(jìn)一步加大時(shí)，軸頸表面的速度亦進(jìn)一步增大，使油層間的相對(duì)速度增大，故液體的內(nèi)摩擦也就增大，軸承的摩擦系數(shù)也隨之上升。
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖5)

液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖5)

圖4 摩擦特性曲線（Stribeck曲線）
特性曲線上的A點(diǎn)是軸承由混合潤(rùn)滑向流體潤(rùn)滑轉(zhuǎn)變的臨界點(diǎn)。此點(diǎn)的摩擦系數(shù)最小，此點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的軸承特性系數(shù)稱為臨界特性系數(shù)，以λ。表示。A點(diǎn)之右，即 λ＞λ。區(qū)域?yàn)榱黧w潤(rùn)滑狀態(tài)；A點(diǎn)之左，即λ＜λ。區(qū)域稱為邊界潤(rùn)滑狀態(tài)。
根據(jù)不同條件所測(cè)得的 f和λ之值，我們就可以作出 f-λ曲線，用以判別軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)，能否實(shí)現(xiàn)在流體潤(rùn)滑狀態(tài)下工作。

2、油膜壓力測(cè)試實(shí)驗(yàn)
（1）理論計(jì)算壓力
圖 5為軸承工作時(shí)軸頸的位置。
根據(jù)流體動(dòng)力潤(rùn)滑的雷諾方程，從油膜起始角液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖6)

₁ 到任意角

的壓力為：

P 液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖6)

=6η

（1-1）

式中：
P 液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖6)

——任意位置的壓力單位：Pa
η ——油膜粘度
ω ——主軸轉(zhuǎn)速單位：rad/s
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖12)

——相對(duì)間隙液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖12)

其中D為軸承孔直徑， d為軸徑直徑
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖6)

——油壓任意角單位：度
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖6)

₀——最大壓力處極角單位：度
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖6)

₁——油膜起始角單位：度
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖18)

——偏心率=

其中e為偏心距
在雷諾公式中，油膜起始角液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖6)

₁、最大壓力處極角

₀由實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到。另一變化參數(shù)：偏心率液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖18)

的變化情況，它由查表得到。具體方法如下：
對(duì)有限寬軸承，油膜的總承載能力為：

F= 液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖24)

            （1-2）

式中：
F——承載能力，即外加載荷   單位：N
B——軸承寬度     單位：mm
Cp——承載量系數(shù)，見(jiàn)表1
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖25)

圖5 徑向滑動(dòng)軸承的油壓分布

由公式（1-2）可推出：
Cp= 液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖26)

（1-3）

由公式（1-3）計(jì)算得承載量系數(shù)Cp后再查表可得到在不同轉(zhuǎn)速、不同外加載荷
下的偏心率情況。
注：若所查的參數(shù)系數(shù)超出了表中所列的，可用插入值法進(jìn)行推算。
（2）實(shí)際測(cè)量壓力
如圖2所示，啟動(dòng)電機(jī)，控制主軸轉(zhuǎn)速，并施加一定工作載荷運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間軸承中形成壓力油膜后圖中代號(hào)2，3，4，5，7，8，9七個(gè)壓力傳感器用于測(cè)量軸瓦表面每隔22度角處的七點(diǎn)油膜壓力值，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器送往PC微機(jī)中顯示壓力值。
在實(shí)驗(yàn)臺(tái)配套軟件中可以分別作出油膜實(shí)際壓力分布曲線和理論分布曲線，
比較兩者間的差異。
3、摩擦特性實(shí)驗(yàn)
（1）理論摩擦系數(shù)
理論摩擦系數(shù)公式：
f = 液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖27)

+0.55

（1-4）
式中：
f ——摩擦系數(shù)
p ——軸承平均壓力，p= 液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖29)

單位： Pa

ε——隨軸承寬徑比而變化的系數(shù)，對(duì)于B/d<1的軸承，ε=（d/B）1.5；
當(dāng)B/d≥1時(shí)，ε=1；
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖12)

——相對(duì)間隙液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖12)

    由公式（1-4）可知理論摩擦系數(shù) f 的大小與油膜粘度η、轉(zhuǎn)速ω和平均壓力p（也即外加載荷 F）有關(guān)。在使用同一種潤(rùn)滑油的前提下，粘度η的變化與油膜溫度有關(guān)，由于不是在長(zhǎng)時(shí)間工作的情況下，油膜溫度變化不大，因此在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中暫時(shí)不考慮粘度因素。
（2）測(cè)量摩擦系數(shù)
如圖 2 所示，在軸瓦中心引出一壓力傳感器10，用以測(cè)量軸承工作時(shí)的摩擦力矩，進(jìn)而換算得摩擦系數(shù)值。對(duì)它們分析如圖6 ：

∑F* r = N*L              （1）

∑F=f*F                   （2）

式中：∑F ——圓周上各切點(diǎn)摩擦力之和 ∑F=F1+F2+F3+F4+…
r ——圓周半徑
N ——壓力傳感器測(cè)得的力
L ——力臂
F ——外加載荷力
f ——摩擦系數(shù)

所以實(shí)測(cè)摩擦系數(shù)公式：
f=   液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖34)

              （1-5）

4、軸承實(shí)驗(yàn)中其他重要參數(shù)
   在軸承實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中還有一些比較重要的參數(shù)概念，以下分別作一一介紹。
   ⑴ 軸承的平均壓力 p （單位：MPa）

        p= 液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖29)

≤ [p]         （1-6）

式中：
    F ——外加載荷，N
    B ——軸承寬度，mm
    d ——軸徑直徑，mm
   [p]——軸瓦材料許用壓力，MPa ，其值可查

   ⑵ 軸承pv值（單位：MPa*m/s）
軸承的發(fā)熱量與其單位面積上的摩擦功耗fpv成正比（f是摩擦系數(shù)），限制pv值就是限制軸承的溫升。

       P v= 液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖36)

≤ [pv]         （1-7）

   式中：
       v ——軸頸圓周速度，m/s
      [pv]——軸承材料pv許用值，MPa*m/s，其值可查

   ⑶ 最小油膜厚度
      hmin =   r* 液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖38)

（1-8）
式中各參數(shù)說(shuō)明見(jiàn)前。

四、實(shí)驗(yàn)操作步驟
〈一〉系統(tǒng)聯(lián)接及啟動(dòng)
1、連接RS232通訊線
在實(shí)驗(yàn)臺(tái)及計(jì)算機(jī)電源關(guān)閉狀態(tài)下，將標(biāo)準(zhǔn)RS232通訊線分別接入計(jì)算機(jī)及ZCS-II型液體動(dòng)壓軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)RS232串行接口。
2、啟動(dòng)機(jī)械教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
確認(rèn)RS232串行通訊線正確聯(lián)接，開(kāi)啟電腦，點(diǎn)擊“軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)II”圖標(biāo)進(jìn)入液體動(dòng)壓軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)“油膜壓力分布實(shí)驗(yàn)”主界面如圖7。
〈二〉油膜壓力測(cè)試實(shí)驗(yàn)
滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)“油膜壓力分布實(shí)驗(yàn)”主界面如圖7：

圖7 油膜壓力分析實(shí)驗(yàn)主界面
1、系統(tǒng)復(fù)位
放松加載螺桿，確認(rèn)載荷為空載，將電機(jī)調(diào)速電位器旋鈕逆時(shí)針旋到底即零轉(zhuǎn)速。順時(shí)針旋動(dòng)軸瓦前上端的螺釘，將軸瓦頂起將油膜放凈，然后放松該螺釘，使軸瓦和軸充分接觸。
點(diǎn)擊“復(fù)位”鍵，計(jì)算機(jī)采集7路油膜壓力傳感器初始值，并將此值作為“零點(diǎn)”儲(chǔ)存。
2、油膜壓力測(cè)試
點(diǎn)擊“自動(dòng)采集鍵”系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)采集狀態(tài)，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集7路壓力傳感器、實(shí)驗(yàn)臺(tái)主軸轉(zhuǎn)速傳感器及工作載荷傳感器輸出電壓信號(hào)，進(jìn)行“采樣-處理-顯示”。慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)調(diào)速電位器旋鈕啟動(dòng)電機(jī)，使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)定值（一般n≤300vpm）。
旋動(dòng)加載螺桿，觀察主界面中軸承載荷顯示值，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值（一般為1800N）后即可停止調(diào)整。
觀察7路油膜壓力顯示值，待壓力值基本穩(wěn)定后點(diǎn)擊“提取數(shù)據(jù)鍵”，自動(dòng)采集結(jié)束。主界面上即保存了相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
3、自動(dòng)繪制滑動(dòng)軸承油膜壓力分布曲線
點(diǎn)擊“實(shí)測(cè)曲線”鍵計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪制滑動(dòng)軸承實(shí)測(cè)油膜壓力分布曲線。點(diǎn)擊
“理論曲線”鍵計(jì)算機(jī)顯示理論計(jì)算油膜壓力分布曲線。
4、手工繪制滑動(dòng)軸承油膜壓力分布曲線
根據(jù)測(cè)出的油壓大小按一定比例手動(dòng)繪制油壓分布曲線，如圖8所示。具體畫法是沿著圓周表面從左向右畫出角度分別為：24°，46°，68°，90°，112°，134°，156°等分,得出壓力傳感器1,2,3,4,5,6,7的位置,通過(guò)這些點(diǎn)與圓心連線,在它們的延長(zhǎng)線上,將壓力傳感器測(cè)出的壓力值,按0.1MPa:5mm的比例畫出壓力向量1-1′，2-2′，…7-7′。實(shí)驗(yàn)臺(tái)壓力傳感器顯示數(shù)值的單位是大氣壓（1大氣壓=1kgf/mm2），換算成國(guó)際單位值的壓力值（1kgf/mm2=0.1MPa）。經(jīng)1′，2′…7′各點(diǎn)連成平滑曲線，這就是位于軸承寬度中部的油膜壓力在圓周方向的分布曲線。
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖39)

液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖39)

圖8 徑向壓力分布與承載量曲線
為了確定軸承的承載量，用pisinφi(1，2，…7)求出壓力分布向量1-1′，
2-2′，…7-7′在載荷方向上（y軸）的投影值。然后，將pisinφi這些平行與y軸的向量移到直徑0-8上，為清楚起見(jiàn)，將直徑0-8平移到圖4的下面部分，在直徑0-8″上先畫出圓周表面上壓力傳感器油孔位置的投影點(diǎn)1′，2′，…7′。然后通過(guò)這些點(diǎn)畫出上述相應(yīng)的各點(diǎn)壓力在載荷方向上的分布量，即1″，2″，…7″點(diǎn)位置，將各點(diǎn)平滑地連接起來(lái)，所形成的曲線即為在載荷方向上的壓力分布。在直徑0′-8′上作一矩形，采用方格坐標(biāo)紙，使其面積與曲線包圍的面積相等，則該矩形的邊長(zhǎng)Pav即為軸承中該截面上的油膜中平均徑向壓力。
滑動(dòng)軸承處于流體摩擦（液體摩擦）狀態(tài)工作時(shí)，其油膜承載量與外載荷相平衡，軸承內(nèi)油膜的承載量可用下式求出：

Fr = W =φψPavBd （3-6-9）
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖40)

（3-6-10）

式中，W——軸承內(nèi)油膜承載能力；
      Fr——外加徑向載荷；
      ψ——軸承端泄對(duì)其承載能力的影響系數(shù)；
      Pav——軸承的徑向平均單位壓力；
      B——軸瓦長(zhǎng)度；
      D——軸瓦內(nèi)徑。
潤(rùn)滑油的端泄對(duì)軸承內(nèi)的壓力分布及軸承的承載能力影響較大，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以觀察其影響，具體方法如下。
將由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的每只壓力傳感器的壓力值代入下式，可求出在軸瓦中心截面上的平均單位壓力：
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖41)

(3-6-11)
軸承端泄對(duì)軸承承載能力的影響系數(shù),由公式(3-6-11)求得

〈三〉摩擦特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
滑動(dòng)軸承的摩擦特性曲線見(jiàn)圖4。參數(shù)η為潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘度，潤(rùn)滑油的粘度受到壓力與溫度的影響，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)間短，潤(rùn)滑油的溫度變化不大；潤(rùn)滑油的壓力一般低于20MPa，因此可以認(rèn)為潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘度是一個(gè)近似常數(shù)。根據(jù)查表可得N46號(hào)機(jī)械油在20°C時(shí)的動(dòng)力粘度為0.34Pa·s。n為軸的轉(zhuǎn)速，是一個(gè)實(shí)驗(yàn)中可調(diào)節(jié)的參數(shù)。軸承中的平均比壓可用下式計(jì)算：
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖42)

（3-6-12）
在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)調(diào)節(jié)軸的轉(zhuǎn)速n或外加軸承徑向載荷Fr，從而改變ηn/p，將各種轉(zhuǎn)速n及載荷Fr所對(duì)應(yīng)的摩擦力矩測(cè)出由1-5求得出摩擦系數(shù)f并畫出f-n及f-Fr曲線。

1、載荷固定，改變轉(zhuǎn)速
（1）確定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/span>
打開(kāi)軸承實(shí)驗(yàn)主界面，點(diǎn)擊“摩擦特性實(shí)驗(yàn)”進(jìn)入摩擦特性實(shí)驗(yàn)主界面如圖9所示。

圖9 滑動(dòng)軸承摩擦特性實(shí)驗(yàn)主界面

點(diǎn)擊圖9中“實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)”及“載荷固定”模式設(shè)定鍵，進(jìn)入“載荷固定”實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/span>
（2）系統(tǒng)復(fù)位
放松加載螺桿，確認(rèn)載荷為空載，將電機(jī)調(diào)速電位器旋鈕逆時(shí)針旋到底即零轉(zhuǎn)速。順時(shí)針旋動(dòng)軸瓦前上端的螺釘，將軸瓦頂起將油膜放凈，然后放松該螺釘，使軸瓦和軸充分接觸。點(diǎn)擊“復(fù)位”鍵，計(jì)算機(jī)采集摩擦力矩傳感器當(dāng)前輸出值，并將此值作為“零點(diǎn)”保存。
（3）數(shù)據(jù)采集
系統(tǒng)復(fù)位后，在轉(zhuǎn)速為零狀態(tài)下點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)采集”鍵，慢慢旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)加載螺桿，觀察數(shù)據(jù)采集顯示窗口，設(shè)定載荷為100-200N。慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)調(diào)速電位器旋鈕并觀察數(shù)據(jù)采集窗口，此時(shí)軸瓦與軸處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，摩擦力矩會(huì)出現(xiàn)較大增加值，由于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)不會(huì)非常穩(wěn)定，應(yīng)及時(shí)點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)保存”鍵將這些數(shù)據(jù)保存（一般2～3個(gè)點(diǎn)即可）。
隨著主軸轉(zhuǎn)速增加機(jī)油將進(jìn)入軸與軸瓦之間進(jìn)入混合摩擦。此時(shí)ηn/p的改變引起摩擦系數(shù)f的急劇變化，在剛形成液體摩擦?xí)r，摩擦系數(shù)f達(dá)到最小值。
繼續(xù)增加主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)入液體摩擦階段，隨著ηn/p的增大即n增加，油膜厚度及摩擦系數(shù)f也成線形增加，保存8個(gè)左右采樣點(diǎn)即完成數(shù)據(jù)采集。點(diǎn)擊“結(jié)束采集”鍵完成數(shù)據(jù)采集。
（4）繪制測(cè)試曲線
點(diǎn)擊“實(shí)測(cè)曲線”計(jì)算機(jī)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)顯示f-n曲線。也可由學(xué)生抄錄測(cè)試數(shù)據(jù)手工描繪實(shí)驗(yàn)曲線。點(diǎn)擊“理論曲線”計(jì)算機(jī)按理論計(jì)算公式計(jì)算并顯示f-n曲線。
按“打印”功能鏈，可將所測(cè)試數(shù)據(jù)及曲線自動(dòng)打印輸出。
2、轉(zhuǎn)速固定    改變載荷
（1）確定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/span>
操作同載荷固定改變轉(zhuǎn)速模式確定一節(jié)，并在圖9中設(shè)定為“轉(zhuǎn)速固定”實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/span>
（2）系統(tǒng)復(fù)位
    同上節(jié)操作
（3）數(shù)據(jù)采集
點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)采集”鍵，在軸承徑向載荷為零狀態(tài)下，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速電位器旋鈕，觀察數(shù)據(jù)采集顯示窗口，設(shè)定轉(zhuǎn)速為某一確定值，例如200rpm，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)保存”鍵得到第一組數(shù)據(jù)。
點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)采集”鍵，慢慢旋轉(zhuǎn)加載螺桿并觀察采集顯示窗口。當(dāng)載荷達(dá)到
預(yù)定值時(shí)點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)保存”得到第二組數(shù)據(jù)。
反復(fù)進(jìn)行上述操作，直至采集8組左右數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“結(jié)束采集”鍵，完成數(shù)據(jù)采集。
（4）繪制測(cè)試曲線
方法同上節(jié)，可顯示或打印輸出實(shí)測(cè)f-F曲線及理論f-F曲線。同樣也可由學(xué)生手工繪制。

〈四〉注意事項(xiàng)
在開(kāi)機(jī)做實(shí)驗(yàn)之前必須首先完成以下幾點(diǎn)操作，否則容易影響設(shè)備的使用壽命和精度。
（1）在啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)之前請(qǐng)確認(rèn)載荷為空，即要求先啟動(dòng)電機(jī)再加載。
（2）在一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后馬上又要重新開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)請(qǐng)順時(shí)針旋動(dòng)軸瓦上端的螺
釘，頂起軸瓦將油膜先放干凈，同時(shí)在軟件中要重新復(fù)位（這很重要?。?，這樣確保下次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
（3）由于油膜形成需要一小段時(shí)間，所以在開(kāi)機(jī)實(shí)驗(yàn)或在變化載荷或轉(zhuǎn)速后請(qǐng)待其穩(wěn)定后（一般等待5～10s即可）再采集數(shù)據(jù)。
（4）在長(zhǎng)期使用過(guò)程中請(qǐng)確保實(shí)驗(yàn)油的足量、清潔；油量不足或不干凈都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精度，并會(huì)造成油壓傳感器堵塞等問(wèn)題。

五、附錄
附錄1、軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)軟件說(shuō)明
本軟件界面有兩個(gè)主窗體：
主窗體1：油膜壓力仿真與測(cè)試    （見(jiàn) 附圖 1）
主窗體2：摩擦特性仿真與測(cè)試    （見(jiàn) 附圖 2）
注：圖中數(shù)據(jù)僅為參考值，不代表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

（附圖1）

（附圖2）

附錄2、有限寬軸承的承載量系數(shù)CP表
液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖43)

液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖43)

六、思考題
1、為什么油膜壓力曲線會(huì)隨轉(zhuǎn)速的改變而改變？
2、為什么摩擦系數(shù)會(huì)隨轉(zhuǎn)速的改變而改變？
3、哪些因素會(huì)引起滑動(dòng)軸承摩擦系數(shù)測(cè)定的誤差？

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

專業(yè)班級(jí)------------- 姓名-------------
指導(dǎo)老師-------------- 日期--------------

〈一〉實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

〈二〉實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)及測(cè)試原理圖

〈三〉實(shí)驗(yàn)步驟

〈四〉數(shù)據(jù)和曲線
1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄
/> 液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖44)

液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖44)

液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(圖45)

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線
油膜徑向壓力分布與承載量曲線
滑動(dòng)軸承摩擦特性曲線（載荷固定，轉(zhuǎn)速變化）
滑動(dòng)軸承摩擦特性曲線（轉(zhuǎn)速固定，載荷變化）

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液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書