液体动压滑动轴承实验汇总
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液体动压润滑径向轴承油膜压力和特性曲线(二) HZS —Ⅰ型试验台一. 实验目的1. 观察滑动轴承液体动压油膜形成过程。
2. 掌握油膜压力、摩擦系数的测量方法。
3. 按油压分布曲线求轴承油膜的承载能力。
二. 实验要求1. 绘制轴承周向油膜压力分布曲线及承载量曲线,求出实际承载量。
2. 绘制摩擦系f 与轴承特性 λ 的关系曲线。
3. 绘制轴向油膜压力分布曲线三. 液体动压润滑径向滑动轴承的工作原理 当轴颈旋转将润滑油带入轴承摩擦表面,由于油的粘性作用,当达到足够高的旋转速度时,油就被带入轴和轴瓦配合面间的楔形间隙内而形成流体动压效应,即在承载区内的油层中产生压力。
当压力与外载荷平衡时,轴与轴瓦之间形成稳定的油膜。
这时轴的中心相对轴瓦的中心处于偏心位置,轴与轴瓦之间处于液体摩擦润滑状态。
因此这种轴承摩擦小,寿命长,具有一定吸震能力。
液体动压润滑油膜形成过程及油膜压力分布形状如图8-1所示。
滑动轴承的摩擦系数f 是重要的设计参数之一,它的大小与润滑油的粘度η (Pa ⋅s)、轴的转速n (r/min)和轴承压力p (MP a)有关,令(7) 式中:λ—轴承特性数观察滑动轴承形成液体动压润滑的过程,摩擦系数f 随轴承特性数 λ 的变化如图8-2所示。
图中相应于f 值最低点的轴承特性数 λc 称为临界特性数,且 λc 以右为液体摩擦润滑区,λc 以左为非液体摩擦润滑区,轴与轴瓦之间为边界润滑并有局部金属接触。
因此f 值随 λ 减小而急剧增加。
不同的轴颈和轴瓦材料、加工情况、轴承相对间隙等,f —λ曲线不同,λc 也随之不同。
四. HZS —I 型试验台结构和工作原理 1. 传动装置如图8-7所示,被试验的轴承2和轴1支承于滚动轴承3上,由调速电机6通过V 带5带动变速箱4,从而驱动轴1逆时针旋转并可获得不同的转速。
λη=n p2. 加载装置该试验台采用静压加载装置,如图图8-8所示。
图中4为静压加载板,它位于被试轴承上部,并固定于箱座上,当输入压力油至加载板的油腔时,载荷即施加在轴承上,轴承载荷为:F = 9.18 (p o A+Go) N (8) 式中: p o — 油腔供油压力,p o = 3 kg/cm 2 ;A — 油腔在水平面上投影面积,2 Go — 初始载荷(包括压力表、平衡重及轴瓦的自重)Go = 8 kgf 。
动压滑动轴承实验一.实验目的1.观察滑动轴承动压润滑油膜的形成过程,验证动压油膜在径向和轴向的压力分布规律,测定绘制油膜压力分布曲线。
2.观察载荷和转速改变时油膜压力的变化情况。
3.了解液态摩擦系数的测量方法,测定并绘制滑动轴承的摩擦特性曲线,并分析影响液态摩擦系数的因素。
二.实验设备及工作原理1.主要技术参数:油号:N32,动力粘度 (Pa.S):0.028,摩擦力标定系数K:0.098N/格,摩擦力力臂L:120mm,轴承直径d:70mm,轴瓦长度B:125mm,轴瓦组件自重W0:4Kg,室温C :2.动压油膜压力的测量滑动轴承实验台的核心部分为由轴径和轴瓦(半轴瓦)组成的滑动回转付,为了测量轴与轴瓦之间润滑油膜的压力,在各测试点对应的轴瓦上沿径向钻有小孔,通过这些小孔外接油压表,指示这些测试点的油膜压力;这些小孔在轴瓦上的分布位置为:在轴瓦长度方向1/2处横剖面上,沿半圆周方向,在120°范围内,以中间对称均匀分布7个小孔(接1-7# 油压表),用以指示轴承中间剖面径向油膜压力分布情况。
在轴瓦长度方向1/4处横剖面上的半圆周中间沿径向开1个小孔(接8# 油压表),该小孔与中间剖面上的7个小孔中的中间小孔(接4# 油压表)一起来指示布曲线。
3.油膜形成(摩擦状态)指示装置在实验台控制面板上,设有1个油膜指示灯;油膜指示灯电路通过轴径和轴瓦连成回路(如图所示)。
当轴不转动时,轴径和轴瓦直接接触,油膜指示灯电路接通,灯泡很亮;当轴低速转动时,润滑油进入轴和轴瓦之间形成很薄的油膜,2.打开电源前,应先将外载荷W卸掉,以避免因带载启动而造成轴瓦磨损。
3.接通电源,①通过载荷调零旋钮将载荷显示器调零;②将测力百分表调零。
4.启动电动机并调速至400r/min,分别加40Kg力、60Kg力外载荷,测量油膜压力分布数据;然后把电动机调速至300r/min,读出对应的百分表示数∆,再把电动机转速每次下调50转至250r/min、200r/min、150r/min、100r/min、50r/min,读出对应的百分表示数∆,用于计算摩擦系数f。
一、实验目的1. 了解滑动轴承的结构和工作原理。
2. 测量轴承的径向和轴向油膜压力分布曲线。
3. 观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象。
4. 分析轴承在不同载荷和速度条件下的性能变化。
二、实验原理滑动轴承是利用液体动压原理,通过在轴承和轴颈之间形成油膜,减小摩擦和磨损,保证机器的正常运转。
实验中,通过测量油膜压力分布,可以分析轴承的润滑性能和工作状态。
三、实验仪器与设备1. 滑动轴承实验台2. 轴承加载装置3. 润滑油泵4. 压力传感器5. 数据采集系统6. 计算机及实验软件四、实验步骤1. 将实验台安装好,检查各部件连接是否牢固。
2. 添加润滑油,确保油量充足。
3. 启动润滑油泵,调节转速至预定值。
4. 打开轴承加载装置,逐步增加载荷。
5. 使用压力传感器测量轴承的径向和轴向油膜压力。
6. 记录实验数据,包括转速、载荷、油膜压力等。
7. 改变转速和载荷,重复实验步骤。
五、实验结果与分析1. 径向油膜压力分布曲线实验结果显示,轴承的径向油膜压力分布曲线呈抛物线形状。
在轴承中心区域,油膜压力最大,随着距离轴承中心的增加,油膜压力逐渐减小。
这是因为液体动压原理使得油膜压力在轴承中心区域达到最大值。
2. 轴向油膜压力分布曲线实验结果显示,轴承的轴向油膜压力分布曲线呈线性形状。
在轴承中心区域,轴向油膜压力最大,随着距离轴承中心的增加,轴向油膜压力逐渐减小。
这是由于轴承受到轴向载荷,使得轴向油膜压力在轴承中心区域达到最大值。
3. 载荷对油膜压力的影响实验结果显示,随着载荷的增加,轴承的径向和轴向油膜压力均呈上升趋势。
这是因为载荷的增加使得轴承受到更大的压力,导致油膜压力增大。
4. 转速对油膜压力的影响实验结果显示,随着转速的增加,轴承的径向和轴向油膜压力均呈下降趋势。
这是因为转速的增加使得油膜厚度减小,导致油膜压力降低。
六、实验结论1. 滑动轴承的径向和轴向油膜压力分布曲线呈抛物线和线性形状。
精品资料推荐液体动压润滑径向轴承油膜压力和特性曲线(二) HZS —I型试验台一.实验目的1. 观察滑动轴承液体动压油膜形成过程。
2. 掌握油膜压力、摩擦系数的测量方法。
3. 按油压分布曲线求轴承油膜的承载能力。
二.实验要求1. 绘制轴承周向油膜压力分布曲线及承载量曲线,求出实际承载量。
2. 绘制摩擦系f与轴承特性的关系曲线。
3. 绘制轴向油膜压力分布曲线三•液体动压润滑径向滑动轴承的工作原理当轴颈旋转将润滑油带入轴承摩擦表面,由于油的粘性作用,当达到足够高的旋转速度时,油就被带入轴和轴瓦配合面间的楔形间隙内而形成流体动压效应,即在承载区内的油层中产生压力。
当压力与外载荷平衡时,轴与轴瓦之间形成稳定的油膜。
这时轴的中心相对轴瓦的中心处于偏心位置,轴与轴瓦之间处于液体摩擦润滑状态。
因此这种轴承摩擦小,寿命长,具有一定吸震能力。
液体动压润滑油膜形成过程及油膜压力分布形状如图8-1所示。
滑动轴承的摩擦系数f是重要的设计参数之一,它的大小与润滑油的粘度(Pas)、轴的转速n (r/min)和轴承压力p (MPi)有关,令nP (7)式中:一轴承特性数观察滑动轴承形成液体动压润滑的过程,摩擦系数f随轴承特性数的变化如图8-2所示。
图中相应于f值最低点的轴承特性数c称为临界特性数,且c以右为液体摩擦润滑区,c以左为非液体摩擦润滑区,轴与轴瓦之间为边界润滑并有局部金属接触。
因此f值随减小而急剧增加。
不同的轴颈和轴瓦材料、加工情况、轴承相对间隙等,f—曲线不同,c也随之不同。
四.HZS-1型试验台结构和工作原理1•传动装置如图8-7所示,被试验的轴承2和轴1支承于滚动轴承3上,由调速电机6通过V带5 带动变速箱4,从而驱动轴1逆时针旋转并可获得不同的转速。
精品资料推荐(9)21 —轴2—试验轴承3—滚动轴承 4 —变速箱5 — V 带传动6—调速电机图8-7传动装置示意图2.加载装置该试验台采用静压加载装置,如图图8-8所示。
液体动压轴承实验一、实验目的了解轴承油膜承载现象及其参数对轴承性能的影响,掌握油压及摩擦系数测试方法,加深对液体动压润滑原理的认识。
二、实验要求1、测定并绘出轴承油膜压力周向分布曲线及轴向分布曲线,并求出轴承的承载量。
2、计算实测端泄对轴承压力分布的影响系数k 值。
看其是否符合油膜压力沿抛物线分布规律。
3、测定轴承单位压力、滑动速度、润滑油粘度与摩擦系数之间的关系,绘制出轴承摩擦特性曲线。
三、试验台简介液体动压轴承试验台可用来进行油膜压力分布及轴承摩擦特性曲线的测定。
加载方法采用静压油垫。
调速方式采用 JZT 型调速电机,并配以变速箱,可实现 20~580r/min 无级变速,主轴转速可根据控制器表盘转速读数直接得出。
1、试验台主要技术参数(1)试验轴承参数轴颈直径d = 60mm。
轴颈有效长度l = 120mm直径间隙 0.07表面粗糙度1.6 ∇轴承材料ZQSn6-6-3(铸锡青铜)轴承自重G=80N(包括压力表及平衡锤等)(2)加载范围 3000N(3)加载油腔水平投影面积 188.5cm2(4)测力杆上测力点与轴承中心偏移距离 17mm(5)转速范围20~5800r/min(6)主电机功率0.375KW2、试验台总体布置图1 为试验台总体布置,图中 1 为试验轴承箱,由联轴器与变速箱 7 相联,6为液压箱,装于底座 9 内部,12 为调速电机,8 为调速电机控制器,5 为加载油腔压力表,2 为轴承供油压力表。
油泵电机开关为 10,主电机开关为 11,总开关位于试验台正面。
图 1 试验台总体布置图1-实验轴承箱 2-轴承供油压力表 3-减压阀 4-溢流阀 5-加载油腔压力表 6-液压箱7-变速箱8-调速电机控制器9-底座10-油泵电机开关11-主电机开关12-调速电机13-三角带传动装置3、试验轴承箱图 2 为试验轴承箱,图中 2 为主轴,由两只 P5 级滚动轴承支承。
6 为试验轴承,空套在主轴上,轴承内径d = 60mm,有效长度l= 120mm,在中间横断面,即有效长度 1/2 处的断面上沿周向开有七个测压孔,在 120º范围内均匀分布,距中间断面 1/4 处,即距周向测压孔15mm 处在铅直方向还开有另一个测压孔(即轴向测压孔),图中 1 表示七只压力表分别与七个周向测压孔相联,8 为一只与轴向测压孔相联的压力表,3 为加载盖板,固定在箱体上,加载油腔在水平面上的投影面积为188.5cm2.轴承外圆左侧装有测杆4、环5装在测杆端部,其与轴承中心距离为 78 mm。
CQH-A液体动压滑动轴承实验台使用说明书本实验台用于液体动压滑动轴承实验,主要用它来观察滑动轴承的结构,测量其径向油膜压力分布和轴向油膜压力分布,测定其摩擦特征曲线和承载量。
该实验台结构简单、重量轻、体积小、外形美观大方,测量直观准确,运行稳定可靠。
一、实验台结构简介1. 该实验台主要结构见图1所示:图1 滑动轴承试验台结构图1. 操纵面板2. 电机3. V带4. 轴油压表接头5. 螺旋加载杆6. 百分表测力计装置7. 径向油压表(7只)8. 传感器支承板9. 主轴10. 主轴瓦11. 主轴箱2. 结构特点该实验台主轴9由两个高精度的单列向心球轴承支承。
直流电机2通过V带3驱动主轴9,主轴顺时针旋转,主轴上装有精密加工制造的主轴瓦10,由装在底座里的无级调速器实现主轴的无级变速,轴的转速由装在面板1上的左数码管直接读出。
主轴瓦外圆处被加载装置(未画)压住,旋转加载杆5即可对轴瓦加载,加载大小由负载传感器传出,由面板上右数码管显示。
主轴瓦上装有测力杆,通过测力计装置可由百分表6读出摩擦力值。
主轴瓦前端装有7只测径向压力的油压表7,油的进口在轴瓦长度的1/2处。
在轴瓦全长的1/4处装有一个轴向油压表的接头,需要时可用内六角扳手将堵油塞旋出,再装上备用的轴向油压表。
3. 实验中如需拆下主轴瓦观察,需按下列步骤进行:a. 旋出外加载传感器插头。
b. 用内六角扳手将传感器支承板8上的两个内六角螺钉卸下,拿出传感器支承板即可将主轴瓦卸下。
二、主要技术参数实验轴瓦:内直径d=60mm有效长度B=125mm表面粗糙度∇7)材料ZCuSn5Pb5Zn5(即旧牌号ZQSn6-6-3)加载范围0~1000N(0~100kg⋅f)百分表精度0.01 量程0—10mm油压表精度 2.5% 量程0~0.6Mpa测力杆上测力点与轴承中心距离L=120mm测力计标定值k=0.098N/格电机功率:355W调速范围:2~400rpm实验台总量:52kg三、电气工作原理5 4 3图二1—主轴转速数码管:主轴转速传感器采集的实时数据。
液体动压滑动轴承实验报告液体动压滑动轴承实验报告引言液体动压滑动轴承是一种常见的摩擦副,广泛应用于工业领域。
本实验旨在通过实际操作和数据分析,探究液体动压滑动轴承的工作原理和性能特点。
实验目的1. 了解液体动压滑动轴承的结构和工作原理。
2. 探究液体动压滑动轴承的摩擦特性和承载能力。
3. 分析液体动压滑动轴承的性能优势和应用范围。
实验装置和方法实验装置包括液体动压滑动轴承、电机、压力传感器、转速传感器和数据采集系统。
实验步骤如下:1. 将液体动压滑动轴承装配在电机轴上。
2. 连接压力传感器和转速传感器,并将其与数据采集系统连接。
3. 调整电机转速,记录不同转速下的轴承压力和摩擦力。
4. 根据实验数据,分析轴承的摩擦特性和承载能力。
实验结果与分析通过实验记录的数据,我们可以得到不同转速下的轴承压力和摩擦力。
根据数据分析,我们可以得出以下结论:1. 随着转速的增加,轴承压力逐渐增大。
这是因为液体动压滑动轴承的工作原理是通过液体的动压效应来支撑轴承负荷,转速增加会导致液体的动压效应增强,从而增大轴承压力。
2. 随着转速的增加,轴承摩擦力逐渐减小。
这是因为液体动压滑动轴承的摩擦力主要来自于液体的黏滞阻力,转速增加会导致液体黏滞阻力减小,从而减小轴承摩擦力。
实验结论根据实验结果和分析,我们可以得出以下结论:1. 液体动压滑动轴承具有较好的承载能力。
通过增加转速,可以增大轴承的承载能力,适用于高速旋转设备。
2. 液体动压滑动轴承具有较低的摩擦力。
由于液体的黏滞阻力较小,轴承运行时的摩擦损失较小,有利于提高设备的效率和使用寿命。
3. 液体动压滑动轴承适用于高温和高速环境。
由于液体动压轴承不需要润滑油脂,可以在高温和高速环境下稳定工作,适用于一些特殊工况。
实验总结通过本实验,我们深入了解了液体动压滑动轴承的工作原理和性能特点。
液体动压滑动轴承具有较好的承载能力和较低的摩擦力,适用于高速旋转设备和高温环境。
然而,在实际应用中,还需要考虑到成本、维护和安装等因素,综合评估选择最适合的轴承类型。
实验三液体动压轴承实验一、实验目的1、了解实验台的构造和工作原理,通过实验进一步了解动压润滑的形成,加深对动压原理的认识。
2、学习动压轴承油膜压力分布的测定方法,绘制油膜压力径向和轴向分布图,验证理论分布曲线。
3、掌握动压轴承摩擦特征曲线的测定方法,绘制f—n曲线,加深对润滑状态与各参数间关系的理解。
二、实验原理及装置1、实验原理液体动压滑动轴承的工作原理是通过轴颈的旋转将润滑油带入摩擦表面,由于油的粘性(粘度)作用,当达到足够高的旋转速度时油就被挤入轴与轴瓦配合面间的楔形间隙内而形成流体动压效应,在承载区内的油层中产生压力,当压力的大小能平衡外载荷时,轴与轴瓦之间形成了稳定的油膜,这时轴的中心对轴瓦中心处于偏心位置,轴与轴瓦间的摩擦是处于完全液体摩擦润滑状态,其油膜形成过程及油膜压力分布如图1所示。
图1 建立液体动压润滑的过程及油膜压力分布图2、实验装置本实验使用湖南长庆科教仪器有限公司生产的HS-B型液体动压轴承实验台如图2所示,它由传动装置、加载装置、摩擦系数测量装置、油膜压力测量装置和被试验轴承等组成。
图2 滑动轴承试验台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(7只)9.传感器支撑板10.主轴11.主轴瓦12.主轴箱1)传动装置由直流电机2通过三角带3带动主轴顺时针旋转,由无级调速器实现无级调速。
本实验台主轴的转速范围为3~375rpm,主轴的转速由装在面板1上的数码管直接读出。
2)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所测出的压力值是不同的,所绘出的压力分布曲线也是不同的。
转速的改变方法如前所述。
本实验台采用螺旋加载,转动螺杆即可改变载荷的大小,所以载荷之值通过传感器数字显示,直接在实验台的操纵板上读出。
3)摩擦系数测量装置径向滑动轴承的摩擦系数f随轴承的特性系数λ=μn/p值的改变而改变(μ—油的动力粘度,n—轴的转速,P—压力,P=W/Bd,W—轴上的载荷,W=轴瓦自重+外加载荷。
机械设计基础(Ⅲ)实验报告 班级姓名液体动压滑动轴承油膜压力分布和摩擦特性曲线 学号一、 概述液体动压滑动轴承的工作原理是通过轴颈的旋转将润滑油带入摩擦表面,由于油的粘性(粘度)作用,当达到足够高的旋转速度时油就被挤入轴与轴瓦配合面间的楔形间隙内而形成流体动压效应,在承载区内的油层中产生压力,当压力的大小能平衡外载荷时,轴与轴瓦之间形成了稳定的油膜,这时轴的中心对轴瓦中心处于偏心位置,轴与轴瓦间的摩擦是处于完全液体摩擦润滑状态,其油膜形成过程及油膜压力分布如图6-1所示。
图6-1 建立液体动压润滑的过程及油膜压力分布图滑动轴承的摩擦系数f 是重要的设计参数之一,它的大小与润滑油的粘度η(Pa.s)、轴的转速n(r/min)和轴承压强p(Mpa)有关,令pnηλ=式中,λ——轴承摩擦特性系数。
图6-2 轴承摩擦特性曲线观察滑动轴承形成液体摩擦润滑过程中摩擦系数变化的情况,f-λ关系曲线如图6-2所示,曲线上有摩擦系数最低点,相应于这点的轴承摩擦特性系数λkp称为临界特性数。
在λkp以右,轴承建立液体摩擦润滑,在λkp以左,轴承为非液体摩擦润滑,滑动表面之间有金属接触,因此摩擦系数f 随λ减小而急剧增大,不同的轴颈和轴承材料、加工情况、轴承相对间隙等,λkp也随之不同。
本实验的目的是:了解轴承油膜承载现象及其参数对轴承性能的影响;掌握油膜压力、摩擦系数的测试及数据处理方法。
二、 实验要求1、在轴承载荷F=188kgf 时,测定轴承周向油膜压力和轴向油膜压力,用坐标纸绘制出周向和轴向油膜压力分布曲线,并求出轴承的实际承载量。
在轴承载荷F=128kgf 时,测定轴承周向油膜压力和轴向油膜压力,用计算机进行数据处理,得出周向和轴向油膜压力分布曲线及轴承的承载量。
2、测定轴承压力、轴转速、润滑油粘度与摩擦系数之间的关系,用计算机进行数据处理,得出轴承f-λ曲线。
三、 实验设备及原理本实验使用 HZS-1型液体动压轴承实验台,它由传动装置、加载装置、摩擦系数测量装置、油膜压力测量装置和被试验轴承和轴等所组成。
液体动压径向滑动轴承实验一、实验内容与目的:1.观察径向滑动轴承的摩擦现象,加深对概念的理解;2.测绘径向滑动轴承的摩擦特性曲线,掌握测绘方法;3.测绘径向滑动轴承油膜压力曲线,求油膜承载能力。
了解复杂问题的简化处理方法。
二、实验设备的结构与工作原理:本实验有二类(二种型号)设备,它们的结构示意图如图1和图2所示:它们包括以下几个部分:类型项目HS-A型试验台HZ型试验台轴与轴瓦轴材料为45号钢,轴径经表面淬火、磨光,表面粗糙度达到Ra=1.6用滚动轴承支承在机架上,轴瓦材料为ZCuSn5Pb5Zn5(旧国标为锡青铜6-6-3),轴瓦内孔精镗后与轴研配以保证与轴配合精度。
在轴瓦的中间径向截面处,沿半圆周布置七个与轴和轴瓦间油膜相通的小孔,这些小孔又分别与压力表相连。
七个小孔位置为沿半圆周的圆周角分别为300、500、700······1500。
七个小孔位置为沿半圆周的圆周角分别为22.50、450、67.50······157.50。
瓦外面与测力弹簧相接。
轴的转速调节装置轴的转动是由直流电动机通过“V”型带来带动的。
由无级调速器实现轴的无级调速。
本实验台轴沿顺时针(面对实验台面板)方向转动。
轴的转速范围为0~500转/分。
轴的转速由调速旋钮控制,实现无级调速。
转速值由数码管直接读出。
本实验台轴沿逆时针(面对实验台面板)方向转动。
轴的转速范围为0~500转/分。
轴的转速由调速旋钮控制,实现无级调速。
转速值由数码管直接读出。
轴与轴瓦间油膜压力测量轴与轴瓦间油膜压力是通过安装在轴瓦上的压力表测量的。
当轴在一定转速下承受一定载荷时,可以从分布在轴瓦上的七块压力表上读出此时油膜的压力值(压力分布情况前面已介绍)加载系统采用螺旋加载方式。
转动螺旋即可改变载荷的大小。
所加载荷之值通过传感器和数字电路由数码器显示。
液体动压润滑径向轴承油膜压力和特性曲线(二)HZS—Ⅰ型试验台一. 实验目的1. 观察滑动轴承液体动压油膜形成过程。
2. 掌握油膜压力、摩擦系数的测量方法。
3. 按油压分布曲线求轴承油膜的承载能力。
二. 实验要求1. 绘制轴承周向油膜压力分布曲线及承载量曲线,求出实际承载量。
2. 绘制摩擦系f 与轴承特性λ的关系曲线。
3. 绘制轴向油膜压力分布曲线三.液体动压润滑径向滑动轴承的工作原理当轴颈旋转将润滑油带入轴承摩擦表面,由于油的粘性作用,当达到足够高的旋转速度时,油就被带入轴和轴瓦配合面间的楔形间隙内而形成流体动压效应,即在承载区内的油层中产生压力。
当压力与外载荷平衡时,轴与轴瓦之间形成稳定的油膜。
这时轴的中心相对轴瓦的中心处于偏心位置,轴与轴瓦之间处于液体摩擦润滑状态。
因此这种轴承摩擦小,寿命长,具有一定吸震能力。
液体动压润滑油膜形成过程及油膜压力分布形状如图8-1所示。
滑动轴承的摩擦系数f是重要的设计参数之一,它的大小与润滑油的粘度η (Pa⋅s)、轴的转速n (r/min)和轴承压力p (MP a)有关,令(7)式中:λ—轴承特性数观察滑动轴承形成液体动压润滑的过程,摩擦系数f随轴承特性数λ的变化如图8-2所示。
图中相应于f值最低点的轴承特性数λc称为临界特性数,且λc以右为液体摩擦润滑区,λc以左为非液体摩擦润滑区,轴与轴瓦之间为边界润滑并有局部金属接触。
因此f值随λ减小而急剧增加。
不同的轴颈和轴瓦材料、加工情况、轴承相对间隙等,f—λ曲线不同,λc 也随之不同。
四.HZS—I型试验台结构和工作原理1.传动装置如图8-7所示,被试验的轴承2和轴1支承于滚动轴承3上,由调速电机6通过V带5带动变速箱4,从而驱动轴1逆时针旋转并可获得不同的转速。
1—轴2—试验轴承3—滚动轴承4—变速箱5—V带传动6—调速电机图8-7 传动装置示意图2.加载装置该试验台采用静压加载装置,如图图8-8所示。
图中4为静压加载板,它位于被试轴承上部,并固定于箱座上,当输入压力油至加载板的油腔时,载荷即施加在轴承上,轴承载荷为:F = 9.18 (p o A+Go) N(8)式中:p o—油腔供油压力,p o = 3 kg/cm2;A —油腔在水平面上投影面积,2Go —初始载荷(包括压力表、平衡重及轴瓦的自重)Go = 8 kgf 。
液体动压轴承实验一、实验目的该实验台用于机械设计中液体动压滑动轴承实验。
主要利用它来观察滑动轴承的结构、测量其径向油膜压力分布、测定其摩擦特征曲线。
1、观察滑动轴承的动压油膜形成过程与现象。
2、通过实验,绘出滑动轴承的特性曲线。
3、了解摩擦系数、转速等数据的测量方法。
4、通过实验数据处理,绘制出滑动轴承径向油膜压力分布曲线与承载量曲线。
二、实验系统组成(一)实验系统组成图1 滑动轴承实验系统框图轴承实验系统框图如图1所示,它由以下设备组成:1、ZCS—I液体动压轴承实验台——轴承实验台的机械结构2、油压表——共7个,用于测量轴瓦上径向油膜压力分布值3、工作载荷传感器——为应变力传感器、测量外加载荷值4、摩擦力矩传感器——为应变力传感器、测量在油膜粘力作用下轴与轴瓦间产生的磨擦力矩5、转速传感器——为霍尔磁电式传感器、测量主轴转速6、XC—I液体动压轴承实验仪——以单片微机为主体、完成对工作载荷传感器,磨擦力矩传感器及转速传感器信号采集,处理并将处理结果由LED数码管显示出来。
(二)轴承实验台结构特点实验台结构如图2所示该试验台主轴7由两高精度的单列向心球轴承支承。
直流电机1通过三角带2传动主轴7 ,主轴顺时针转动.主轴上装有精密加工的轴瓦5由装在底座上的无级调速器12实现主轴的无级变速,轴的转速由装在实验台上的霍尔转速传感器测出并显示。
主轴瓦5外圆被加载装置(末画)压住,旋转加载杆即可方便地对轴瓦加载,加载力大小由工作载荷传感器6测出,由测试仪面板上显示。
主轴瓦上还装有测力杆L,在主轴回转过程中,主轴与主轴瓦之间的磨擦力矩由磨擦力矩传感器测出,并在测试仪面板上显示,由此算出磨擦系数。
主轴瓦前端装有7只测径向压力的油压表4,油的进口在轴瓦的1/2处。
由油压表可读出轴与轴瓦之间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。
1 2 345图2 实验台结构示意图1、直流电机2、三角带3、磨擦力矩传感器4、油压表5、轴 瓦6、工作载荷传感器7、主 轴 9、油 槽 10、底 座 12、调速旋钮(三)液体动压轴承实验仪图3 轴承实验仪正面图XC-I 液体动压轴承实验仪摩擦力矩(Nm )转速(r/m ) 工作载荷(N ) 清零电源1、转速显示2、工作载荷显示3、摩擦力矩显示4、摩擦力矩清零5、电源开关图 4 轴承实验仪背面图1、电源座2、摩擦力矩传感器输入接口3、工作载荷传感器输入接口4、转速传感器输入接口5、工作载荷传感器清零按钮如图所示,实验仪操作部分主要集中在仪器正面的面板上,在实验仪的后面板上设有磨擦力矩输入接口,载荷力输入接口,转速传感器输入接口等。
滑动轴承实验报告一、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真分析;3、液体动力润滑滑动轴承摩擦特征曲线的测定;4、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。
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20º,每个小孔连接一个压力表,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。
ZCS-II型液体动压轴承实验台实验指导书一、实验目的1、液体动压轴承油膜压力径向分布曲线的测定3、液体动压轴承摩擦特征曲线的测定二、实验系统1、实验系统结构该实验机构中滑动轴承部分的结构简图如图所示。
1、电机,2、皮带,3、摩擦力传感器,4、压力传感器:测量轴承表面油膜压力,共7个F1~ F7,5、轴瓦,6、加载传感器:测量外加载荷值,8、转速传感器:测量主轴转速,7、主轴,9、油槽,10、底座,11、面板,2、调速旋钮:控制电机转速。
试验台启动后,由电机1通过皮带带动主轴7在油槽9中转动,在油膜粘力作用下通过摩擦力传感器3测出主轴旋转时受到的摩擦力矩;当润滑油充满整个轴瓦内壁后轴瓦上的7个压力传感器可分别测出分布在其上的油膜压力值;待稳定工作后由温度传感器t1测出入油口的油温,t2测出出油口的油温。
三、实验原理及测试内容1、实验原理滑动轴承形成动压润滑油膜的过程如图3所示。
当轴静止时,轴承孔与轴颈直接接触,如图3(a)所示,径向间隙△使轴颈与轴承的配合面之间形成楔形间隙,其间充满润滑油。
由于润滑油具有粘性而附着于零件表面的特性,因而当轴颈回转时,依靠附着在轴颈上的油层带动润滑油挤入楔形间隙,如图3(b )所示。
因为通过楔形间隙的润滑油质量不变(流体连续运动原理),而楔形中的间隙截面逐渐变小,润滑油分子间相互挤压,从而油层中必然产生流体动压力,它力图挤开配合面,达到支承外载荷的目的。
当各种参数协调时,液体动压力能保证轴的中心与轴瓦中心有一偏心距e 。
最小油膜厚度n min 存在于轴颈与轴承孔的中心连线上。
液体动压力的分布如图3(c )所示。
图3液体动压润滑膜形成的过程液体动压润滑能否建立,通常用f-λ曲线来判别。
图4中f 为轴颈与轴承之间的摩擦系数,λ为轴承特性系数,它与轴的转速 n ,润滑油动力粘度η、润滑油压强p 之间的关系为:P n⨯=ηλ 式中,n 为轴颈转速;η为润滑油动力粘度;p 为单位面积载荷。
CQH-A液体动压滑动轴承实验台使用说明书本实验台用于液体动压滑动轴承实验,主要用它来观察滑动轴承的结构,测量其径向油膜压力分布和轴向油膜压力分布,测定其摩擦特征曲线和承载量。
该实验台结构简单、重量轻、体积小、外形美观大方,测量直观准确,运行稳定可靠。
一、实验台结构简介1. 该实验台主要结构见图1所示:图1 滑动轴承试验台结构图1. 操纵面板2. 电机3. V带4. 轴油压表接头5. 螺旋加载杆6. 百分表测力计装置7. 径向油压表(7只)8. 传感器支承板9. 主轴10. 主轴瓦11. 主轴箱2. 结构特点该实验台主轴9由两个高精度的单列向心球轴承支承。
直流电机2通过V带3驱动主轴9,主轴顺时针旋转,主轴上装有精密加工制造的主轴瓦10,由装在底座里的无级调速器实现主轴的无级变速,轴的转速由装在面板1上的左数码管直接读出。
主轴瓦外圆处被加载装置(未画)压住,旋转加载杆5即可对轴瓦加载,加载大小由负载传感器传出,由面板上右数码管显示。
主轴瓦上装有测力杆,通过测力计装置可由百分表6读出摩擦力值。
主轴瓦前端装有7只测径向压力的油压表7,油的进口在轴瓦长度的1/2处。
在轴瓦全长的1/4处装有一个轴向油压表的接头,需要时可用内六角扳手将堵油塞旋出,再装上备用的轴向油压表。
3. 实验中如需拆下主轴瓦观察,需按下列步骤进行:a. 旋出外加载传感器插头。
b. 用内六角扳手将传感器支承板8上的两个内六角螺钉卸下,拿出传感器支承板即可将主轴瓦卸下。
二、主要技术参数实验轴瓦:内直径d=60mm有效长度B=125mm表面粗糙度∇7)材料ZCuSn5Pb5Zn5(即旧牌号ZQSn6-6-3)加载范围0~1000N(0~100kg⋅f)百分表精度0.01 量程0—10mm油压表精度 2.5% 量程0~0.6Mpa测力杆上测力点与轴承中心距离L=120mm测力计标定值k=0.098N/格电机功率:355W调速范围:2~400rpm实验台总量:52kg三、电气工作原理5 4 3图二1—主轴转速数码管:主轴转速传感器采集的实时数据。
2—外加载荷数码管:外加载荷传感器采集的实时数据(kgf)。
3—无油膜指示灯:用于轴瓦与主轴间润滑油膜状态指示。
4—主轴调速旋钮:用于调整主轴转速。
5—电源开关: 此按钮为带自锁的电源按钮。
该仪器的转速控制由两部分组成:一部分为由脉冲宽度调制原理所设计的直流电机调速电源,另一部分为由单片机控制的转速测量及显示电路,以及测转速的红外传感器电路。
调速电源除了能输出直流电机所需的励磁电压和电枢电压外,还能为转速测量及显示电路提供直流电源电压。
转速测量及显示电路有四位LED数码管。
该仪器工作时,如果轴瓦和轴之间无油膜,则很可能烧坏轴瓦,为此人为设计了轴瓦保护电路,如无油膜,油膜指示灯亮。
正常工作时油膜指示灯灭。
该仪器的负载调节控制由三部分组成:一部分为负载传感器,另一部分为电源和负载信号放大电路,第三部分为负载A/D转换及显示电路。
传感器为柱式力传感器,在轴向布置了两个应变片来测量负载。
负载信号通过测量电路转换为与之成比例的电压信号,然后通过线性放大器放大到最大有1伏以上。
最后该信号送至A/D转换及显示电路,按一定的要求直接显示负载值。
四、电气装置技术性能1. 直流电动机功率:355W2. 测速部分:a. 测速范围:2转/分~400转/分b. 测速精度:±1转/分3. 加载部分:a. 调整范围:0~1000N(0~100kg f)b. 传感器精度:±0.2%(读数)4. 工作条件:a. 环境温度:-10℃~+50℃b. 相对湿度:≤80%c. 电源:~220V±10% 50Hzd. 工作场所:无强烈电磁干扰和腐蚀气体。
五、使用步骤1. 开机前的准备:初次使用时,需仔细参阅本产品的说明书,特别是注意事项。
a. 用汽油将油箱清理干净,加入机油(按环境温度选定)至圆形油标中线。
b. 面板上调速旋钮逆时针旋到底(转速最低)加载螺旋杆旋至与负载传感器脱离接触。
2. 通电后,面板上两组数码管亮(左一转速,右一外加载),调节调零旋钮使负载数码管清零。
3. 旋转调速旋钮,使电机在100—300转/分运行,此时油膜指示灯应熄灭。
稳定运行3—4分钟。
4. 即可按实验指导书的要求操作。
六、注意事项1. 使用的机油必须通过过滤才能使用,使用过程中严禁灰尘及金属屑混入油。
2. 由于主轴和轴瓦加工精度高,配合间隙小,润滑油进入轴和轴瓦间隙后,不易流失,在做摩擦系数测定时,油压表的压力不易回零,为了使表迅速回零,需人为把轴瓦抬起,使油流出。
3. 所加负载不允许超过1200N(120kg f),以免损坏负载传感器元件。
4. 机油牌号的选择可根据具体环境温度,在10# ~30# 内选择。
5. 为防止主轴瓦在无油膜运转时烧坏,在面板上装有无油膜报警指示灯,完全液体润滑状态正常工作时指示灯熄灭,严禁在指示灯亮时主轴高速运转。
6. 为保证轴与轴瓦的精度,实验台应在卸载下启动或停止。
滑动轴承实验指导书一、实验目的1. 观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象。
2. 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。
3. 观察载荷和转速改变时径向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. 了解径向滑动轴承的摩擦系f的测量方法和摩擦特性曲线的绘制方法。
二、实验台的构造与工作原理实验台的构造如图1所示。
图1 滑动轴承实验台构造示意图1. 直流电机2. V带传动3. 箱体4. 轴5. 轴瓦6. 压力表7. 加载装置8. 弹簧片9. 测力计(百分表)1. 实验台的传动装置由直流电动机1通过V带2驱动主轴沿顺时针(面对实验台面板)方向转动,由无级调速器实现轴4的无级调速。
本实验台轴的转速范围3~500转/分,轴的转速由数码管直接读出。
2. 轴与轴瓦间的油膜压力测量装置轴的材料为45号钢,经表面淬火、磨光,由滚动轴承支承在箱体3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N68(即旧牌号的40号机械油),该油在20℃时的动力粘度为0.34Pa S0轴瓦5的材料为铸锡铅青铜,牌号为ZCuSn5Pb5Zn5(即旧牌号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°,每个小孔联接一个压力表,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。
当载何改变或轴的转速改变时所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(见图1),转动螺杆即可改变载荷的大小,所加载荷之值通过传感器数字显示,直接在实验台的操纵板上读出(取中间值)。
这种加载方式的主要优点是结构简单、可靠性高,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ηn/p值的改变而改变(η—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,本实验台B=125mm,d=60mm)如图2所示。
在边界摩擦时,f随ηn/p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,ηn/p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ηn/p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F·d/2,它使轴瓦5翻转,其翻转力矩通过固定在弹簧片上的百分表9测出弹药簧片的变形为Δ,经过以下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/Wd而Q=KΔ(K—测力计的刚度系数N/格,见实验台使用说明书主要技术参数的说明)。
∴ f = 2LKΔ/WdΔ—百分表读数(百分表的读数—格数)。
图2nfpη-线图5. 摩擦状态指示装置指示装置的原理如图3所示。
当轴不转动时,可看到灯泡很亮;当轴在很低的转速下转动时,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峰高峰处仍在接触,故灯忽亮忽暗;当轴的转速达到一定值时,轴与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峰高度,油膜完全将轴与轴瓦隔开,灯泡就不亮了。
图3 油膜显示装置电路图三、实验方法与步骤1. 绘制径向油膜压力分布曲线与承载曲线图4 油压分布曲线(上图)油膜承载曲线(下图)(1 )启动电机,将轴的转速逐渐调整到一定值(可取200~300转/分左右),注意观察油膜指示灯亮度的变化情况,待油膜指示灯完全熄灭,此时已处于完全液体润滑状态。
(2 )用加载装置加载(约400N);(3 )待各压力表的压力值稳定后,由左至右依次记录积各压力表的压力值;(4 )卸载、关机;(5)根据测出的各压力表的压力值按一定比例绘制出油压分布曲线与承载曲线,如图4的上图所示。
此图的具体画法是:沿着圆周表面从左到右画出角度分别为30°、50°、70°、90°、110°、130°、150°等分别得出油孔点1、2、3、4、5、6、7的位置。
通过这些点与圆心O连线,在各连线的延长线上,据压力表测出的压力值(比例:0.1MP=5mm)画出压力线1—1'、2—2'、3—3'……7—7'。
将1'、2'……7'各点连成光滑曲线,此曲线就是所测轴承的一个径向截面的油膜径向压力分布曲线。
为了确定轴承的承载量,用P i sinφi(i=1,2……7)求得向量1—1'、2—2'、3—3'然后将P i sinφi这些平行于y轴的向量移到直径0—8上。
为清楚起见,将直径0—8平移到图4的下部,在直径0″—8″上先画出轴承表面上的油孔位置的投影点1″、″……8″,然后通过这些点画出上述相应的各点压力在载荷方向的分量,即1″′、2″′……7″′等点,将各点平滑连接起来,所形成的曲线即为在载荷方向的压力分布。
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,使其面积即为轴瓦中间截面处的Y向平均压力。
与曲线所围面积相等。
其高P平轴承处在液体摩擦工作时,其油膜承载量与外载荷平衡轴承内油膜的承载量可有用下式求出:q=δ·P平·d· B=W式中:q:轴承内油膜承载量;δ:端泄对承载能力影响系数,一般取0.7;P平:径向平均单位压力;B:轴瓦宽度;W:外载荷;d:轴的直径。