油膜压力曲线

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。

机械设计实验报告(机械类)洪英刘文吉编学院专业班姓名天津工业大学机电学院机械基础实验中心目录螺栓组联接实验报告........................................................................................ 错误!未指定书签。

带传动实验报告................................................................................................ 错误!未指定书签。

齿轮（蜗杆）传动效率测试实验报告............................................................ 错误!未指定书签。

液体动压滑动轴承实验报告（手工记录数据）............................................ 错误!未指定书签。

轴系结构设计实验报告.................................................................................... 错误!未指定书签。

螺栓组联接实验报告一、实验参数1.螺栓中段直径：;2.各螺栓的垂直间距3.螺栓材料的弹性模量：4.加载杠杆比：5.被联接件悬臂长：；二、实验纪录见附表一三、数据处理1.根据实测结果，计算在翻转力矩作用下螺栓组联接的各螺栓的实测总拉力的大小以及拉力增量∆的大小和受力图。

1)预紧力' •ε预•各螺栓的总拉力•ε•式中：—螺栓材料的弹性模量 []—螺栓测试段的截面积 []ε—第个螺栓在翻转力矩作用下的总拉应变量[με]2)各螺栓的拉力增量∆∆•∆ε•式中：∆ε—在翻转力矩作用下的第个螺栓的拉应变增量。

[注] ∆也可以用∆ ' 来计算，式中的'为第个螺栓的预紧力。

动压滑动轴承实验指导书一、实验学时本实验2学时。

二、实验目的1. 观察油膜的形成与破裂现象、分析影响动压滑动轴承油膜承载能力的主要因素；2. 测量轴承周向及轴向的油膜压力、绘制其油膜压力分布曲线；3. 测定轴承的摩擦力、绘制轴承特性（λ−f ）曲线；4. 掌握动压滑动轴承试验机的工作原理及其参数测试方法。

(1) 油膜压力(周向和轴向)的测量； (2) 转速的测量；(3) 摩擦力及摩擦系数的测量；三、实验机的构造及参数测试原理直流电机 2-V 形带 3-箱体 4-压力传感器 5-轴瓦 6-轴7-加载螺杆8-测力杆 9-测力传感器 10-载荷传感器 11-操作面板 图1 1．传动装置直流电机1通过V 带2驱动轴6旋转。

轴6由两个滚动轴承支承在箱体3上，其转速由面板11上的电位器进行无级调速。

本实验机的转速范围3～375转/分，转速由数码管显示。

2．加载方式由加载螺杆7和载荷传感器10组成加载装置，转动螺杆7可改变外加载荷的大小。

载荷传感器的信号经放大和A/D 转换后由数码管显示其载荷数值。

加载范围0～80㎏，不允许超过100㎏。

3. 油膜压力的测量在轴瓦5中间截面120°的承载区内(见图2左图)钻有七个均布的小孔，分别与七只压力传感器4接通，用来测量径向油膜压力。

距正中小孔的B/4轴承有效长度处，另钻一个小孔连接第八只压力传感器，用来测量轴向压力。

图2压力传感器的信号经放大、A/D 转换分别由数码管显示轴承径向油膜压力和周向油膜压力。

4. 摩擦系数的测量在轴瓦外圆的后端装有测力杆8(见图1)，测力杆紧靠测力传感器9，轴旋转后，轴承间的摩擦力矩应由力臂作用于测力传感器所产生的摆动力矩相平衡。

即302F 2M L Fc D L Fc L F D F C M ⋅=⋅=⋅=⋅故 摩擦系数（3）式中：F — 轴承外载荷 (N) F=外加载荷 + 轴承自重=750 N 30FL Fc F f ⋅==F M L －力臂长度 （mm ） F M — 轴承的摩擦力 (N) F C — 测力传感器读数四、实验数据处理及绘制有关曲线为消除载荷对机械系统变形引起测量的误差，通常在载荷不变的情况下，分级改变转速，测量各级转速下有关参数，然后进行计算处理和绘制有关曲线。

液体动压润滑径向轴承油膜压力和特性曲线液体动压润滑径向轴承是一种广泛应用于机械制造领域的重要轴承。

它可以通过油膜的作用，减小轴与壳之间的摩擦力，从而大幅度减少轴承的磨损，延长轴承的使用寿命。

在实际应用中，轴承的油膜压力是一个非常重要的参数，这种压力可以直接影响轴承的使用效能和寿命，因此对于液体动压润滑径向轴承油膜压力及其特性曲线的研究显得极为重要。

首先，让我们来了解一下液体动压润滑径向轴承的工作原理。

液体动压润滑径向轴承是一种基于压力的润滑方式，其原理就是通过高速旋转的轴心带动工作液体，并在高速旋转的同时产生压力，从而使工作液体形成一层润滑油膜，使轴承中的摩擦系数降低，达到润滑效果。

液体动压润滑径向轴承可以分为四大类，即齿形滚液液压轴承、叶形液压轴承、膜形液压轴承和球形液压轴承。

在液体动压润滑径向轴承中，油膜压力是一项非常重要的参数，也是轴承性能的核心指标之一。

油膜压力越大，则轴承受力越平稳，摩擦系数越小，轴与壳之间的间隙越小，从而使轴承外表面的磨损减少，使用寿命延长。

相反，当油膜压力不足时，则轴承摩擦系数显著增加，摩擦热也会巨大提高，从而导致轴承零件面的磨损加剧，甚至引发机械故障。

液体动压润滑径向轴承油膜压力与其工作状态有关。

一般来说，油膜压力和轴承转速成正比，与润滑油的粘度和流量成反比。

因此，当轴承所受负荷相对较小，转速较低、润滑油的粘度和流量相应增加时，油膜压力也会相应提高；反之，当轴承所受负荷较大，转速增加、润滑油的粘度流量减小时，油膜压力也会相应降低。

液体动压润滑径向轴承油膜压力特性曲线是油膜压力随负载、转速、润滑油粘度和流量变化的关系曲线，是刻画油膜压力特性的重要工具。

通过制作油膜压力特性曲线，我们可以清楚地了解到轴承在不同工作状态下所受的油膜压力的大小以及变化趋势，这对于研究轴承的安全性、可靠性和寿命评估等方面的研究非常重要。

在实际测量中，液体动压润滑径向轴承油膜压力特性曲线的制备可通过试验仪器进行。

验证性实验指导书实验名称：滑动轴承的摩擦特性曲线和油膜压力分布实验简介：液体动压润滑径向滑动轴承的工作原理是通过轴颈旋转将润滑油带入轴承摩擦表面，因轴颈与轴承具有径向间隙，从而在轴与轴瓦的配合面之间产生楔形间隙，当轴回转时，会带动附在轴上的油层，由于油中分子之间存在附着力（粘度），这一油层也会带来邻近的油层，于是当轴达到足够的回转速度时油就被挤入楔形间隙里。

通过本实验对滑动轴承的摩擦特性及油膜压力分布情况进行验证，进一步巩固所学知识，同时拓宽学生的知识面。

适用课程：机械设计实验目的：A绘出周向和轴向油膜压力分布曲线，以验证其理论分布规律；B绘出轴承摩擦特性曲线，了解在液体润滑状态下摩擦系数与转速、压力之间的关系；C学习测量方法和掌握实验技能。

面向专业：机械类实验项目性质：验证性（课内必做）计划学时： 2学时实验分组：3人/组《机械设计》课程实验实验三滑动轴承的摩擦特性曲线和油膜压力分布液体动压润滑径向滑动轴承的工作原理是通过轴颈旋转将润滑油带入轴承摩擦表面，因轴颈与轴承具有径向间隙，从而在轴与轴瓦的配合面之间产生楔形间隙，当轴回转时，会带动附在轴上的油层，由于油中分子之间存在附着力（粘度），这一油层也会带来邻近的油层，于是当轴达到足够的回转速度时油就被挤入楔形间隙里。

由于通过间隙各径向截面的油量不变（流体连续条件），而间隙的界面逐渐减小，因此在油层中必然产生液体动压力，它总是力图楔开配合面，当油层中压力的大小能够平衡外载荷时，轴就好像浮动一样，这时在轴与轴瓦之间形成了稳定的油层，轴的中心相对轴瓦中心有一个偏距。

液体动压滑动油膜的形成过程及油膜压力分布形状如图3-1所示。

摩擦系数f是设计动压滑动轴承的重要参数之一，它的大小与润滑油粘度η（Pa•S）、轴的转速n(r/min)和轴承压力P(MPa)有关，通常令：λ=η•n/P称λ为轴承特性数。

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3-2所示。

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O 1，O 1位置的坐标为O 1(e ，Φ)。

其中e =OO 1，称为偏心距；Φ为偏位角(轴承中心O 与轴颈中心O 1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：()21min Z z R R S h += （1）式中，S 为安全系数，通常取S ≥2；R z1，R Z2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。