液體動壓潤滑徑向軸承油膜壓力和特性曲線（二）HZS—Ⅰ型試驗臺一.實驗驗目的11.觀觀察滑動動軸承液液體動壓壓油膜形形成過程程。22.掌掌握油膜膜壓力、摩摩擦系數(shù)數(shù)的測量量方法。3.按油油壓分布布曲線求求軸承油油膜的承承載能力力。

二.實驗驗要求11.繪繪制軸承承周向油油膜壓力力分布曲曲線及承承載量曲曲線，求求出實際際承載量量。22.繪繪制摩擦擦系f與軸承承特性ll的關(guān)系系曲線。3.繪制制軸向油油膜壓力力分布曲曲線

三.液體動動壓潤滑滑徑向滑滑動軸承承的工作作原理當軸頸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)將潤滑滑油帶入入軸承摩摩擦表面面，由于于油的粘粘性作用用，當達達到足夠夠高的旋旋轉(zhuǎn)速度度時，油油就被帶帶入軸和和軸瓦配配合面間間的楔形形間隙內(nèi)內(nèi)而形成成流體動動壓效應應，即在在承載區(qū)區(qū)內(nèi)的油油層中產(chǎn)產(chǎn)生壓力力。當壓壓力與外外載荷平平衡時，軸軸與軸瓦瓦之間形形成穩(wěn)定定的油膜膜。這時時軸的中中心相對對軸瓦的的中心處處于偏心心位置，軸軸與軸瓦瓦之間處處于液體體摩擦潤潤滑狀態(tài)態(tài)。因此此這種軸軸承摩擦擦小，壽壽命長，具具有一定定吸震能能力。液體動壓潤潤滑油膜膜形成過過程及油油膜壓力力分布形形狀如圖圖8-11所示。滑動軸承的的摩擦系系數(shù)f是重要要的設計計參數(shù)之之一，它它的大小小與潤滑滑油的粘粘度h(PPa×s)、軸軸的轉(zhuǎn)速速n(rr/miin)和和軸承壓壓力p(MPPa)有關(guān)關(guān)，令

（7）式中：l——軸承特特性數(shù)觀察滑動軸軸承形成成液體動動壓潤滑滑的過程程，摩擦擦系數(shù)ff隨軸承承特性數(shù)數(shù)l的變化化如圖88-2所所示。圖圖中相應應于f值最低低點的軸軸承特性性數(shù)lc稱為臨臨界特性性數(shù)，且且lc以右為為液體摩摩擦潤滑滑區(qū)，llc以左為為非液體體摩擦潤潤滑區(qū)，軸軸與軸瓦瓦之間為為邊界潤潤滑并有有局部金金屬接觸觸。因此此f值隨l減小而而急劇增增加。不不同的軸軸頸和軸軸瓦材料料、加工工情況、軸軸承相對對間隙等等，f—l曲線不不同，llc也隨之之不同。四.HZSS—I型試試驗臺結(jié)結(jié)構(gòu)和工工作原理理11.傳動動裝置如圖8-77所示，被被試驗的的軸承22和軸1支承于于滾動軸軸承3上，由由調(diào)速電電機6通過V帶5帶動變變速箱44，從而而驅(qū)動軸軸1逆時針針旋轉(zhuǎn)并并可獲得得不同的的轉(zhuǎn)速。65432116543211—軸2—試驗軸承3—滾動軸承4—變速箱5—V帶傳動6—調(diào)速電機圖8-7傳動裝置示意圖該試驗臺采采用靜壓壓加載裝裝置，如如圖圖88-8所所示。圖圖中4為靜壓壓加載板板，它位位于被試試軸承上上部，并并固定于于箱座上上，當輸輸入壓力力油至加加載板的的油腔時時，載荷荷即施加加在軸承承上，軸軸承載荷荷為：F==9..18(pooA+GGo)N（8）式中：ppo—油腔供供油壓力力，po=3kkg/ccm2；A—油油腔在水水平面上上投影面面積，A=660ccm2；壓力油7654321L1—測力計2—測力桿3—卡板4壓力油7654321L1—測力計2—測力桿3—卡板4—加載板5—軸6—軸承7—平衡重塊圖8-8加載及摩擦力矩測量裝置33.摩擦擦系數(shù)測測量裝置置摩擦系數(shù)是是通過測測量軸承承摩擦力力矩而得得到的。如如圖8--8所所示：在在軸承66上聯(lián)出出一水平平測力桿桿2，當軸軸5旋轉(zhuǎn)后后，作用用在軸承承6上的摩摩擦力矩矩，通過過測力桿桿2上的測測力計11，測出出桿端的的Q力，由由平衡得得：

（9）則有：（110）式中：L—測力桿桿力臂長長度((mm))；d—軸軸頸直徑徑(mmm)；；Q—測測力桿端端的平衡衡力；Q=0.000988QoN；Qo——重錘式式拉力計計讀數(shù)(gff)。44.油膜膜壓力測測量裝置置(如圖8--9所示示)在軸瓦上半半部承載載區(qū)、軸軸瓦寬度度的中間間剖面上上，沿圓圓周方向向均布鉆鉆有7個小孔孔，每個個小孔聯(lián)聯(lián)接一只只壓力表表（即聯(lián)聯(lián)接1~~7表），當當軸承形形成動壓壓油膜時時，就可可以通過過壓力表表測得周周向壓力力分布曲曲線。在在軸瓦軸軸向有效效寬度BB的1/44處鉆有有一個小小孔，供供聯(lián)接壓壓力表用用（即聯(lián)聯(lián)接表88），這這樣根據(jù)據(jù)軸向壓壓力分布布的對稱稱原理，可可測得軸軸向壓力力分布曲曲線。圖圖8-99是軸瓦瓦小孔分分布的位位置。776543211~7接壓力表8

B

圖8-9軸瓦小小孔分布布示意圖圖五.軸承性性能參數(shù)數(shù)軸頸直徑dd=60mm軸瓦寬度BB=60mm軸瓦材料為為青銅，配配合表面面粗糙度度Raa6.3mm軸頸材料為為45鋼，配配合表面面粗糙度度Ra3..2mmm相對間隙ψψ—（1--1.55）‰潤滑油牌號號及供油油方式N155機械油油循環(huán)供供油油的粘度hh=0.0024Pa××s初始載荷Go=778NN（8kggf）測力桿力臂臂長度L==1550mmm加載范圍F==0~~30000NN調(diào)速范圍n==200~12000rr/miin電動機型號號JZTT12--4電動機功率率0..8kkW

六.實驗方方法及步步驟11.油膜膜壓力分分布的測測定先用卡板33（見圖圖8-88）卡住住測力桿桿2，以免免測力計計損壞。旋旋動油泵泵開關(guān)113（見見圖8--10）啟啟動油泵泵。調(diào)節(jié)節(jié)溢流閥閥5和減壓壓閥3，使供供油壓力力表2指示值值為00.5kgff/cmm2。將變變速箱88的手柄柄放在低低速檔（左左斜位置置），轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動調(diào)速速旋鈕111旋至至最低速速，開啟啟主電機機開關(guān)114和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速控制制開關(guān)112，指指示紅燈燈亮。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動調(diào)速速旋鈕111，使使轉(zhuǎn)速讀讀數(shù)1000~2000r//minn之間，再再將變速速手柄扳扳到高速速檔（右右斜位置置），逐逐漸升速速到6000rr/miin（8000r//minn），調(diào)調(diào)節(jié)溢流流閥5，使加加載油腔腔壓力表表指示值值為pp0=4kgff/cmm2（軸承承載荷FF=24432N），運運轉(zhuǎn)幾分分鐘待穩(wěn)穩(wěn)定后，依依次自左左至右記記錄七只只壓力表表及軸向向壓力表表的讀數(shù)數(shù)。重新新調(diào)節(jié)加加載油腔腔壓力pp0=33kggf/ccm2（F=118444N），待待穩(wěn)定后后記錄壓壓力表的的值于實實驗報告告表圖88-1中中。2.摩擦系系數(shù)|及特性性系數(shù)ll的測定定特性系數(shù)ll的獲得得主要是是測定hh、p及n各項參參數(shù)。粘粘度h主要根根據(jù)軸承承平均工工作溫度度tm來決定定。軸承承壓力pp可根據(jù)據(jù)軸承載載荷確定定。轉(zhuǎn)速速可從（圖圖8-110）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速表110上測測得。實驗時，使使加載油油腔壓力力p0=4kkgf//cm22時保持持不變，將將卡板77（見圖圖8-88）打開開，使測測力桿33可以自自由轉(zhuǎn)動動，依次次將主軸軸轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)至6000、5000、4000、3000、2000、1000、50r//minn，記錄錄各轉(zhuǎn)速速時的測測力計讀讀數(shù)于表表2中。由由經(jīng)驗得得出軸承承的平均均工作油油溫tm為：tm=99.322+0..85tt10C（111）根據(jù)軸承平平均油溫溫可查得得粘度hh=0.0024((Pa××S)。151151151413121198106432右左57

1—試驗軸軸承箱2—供油壓壓力表3—減壓閥閥4—加載油油腔壓力力表55—液流閥閥6——油箱77—總開關(guān)關(guān)8—變速箱箱9—V帶傳動動100—轉(zhuǎn)速表表111—轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)旋紐紐122—轉(zhuǎn)速控控制開關(guān)關(guān)133—油泵開開關(guān)114—主電機機開關(guān)15調(diào)速電電動機圖8-100HZZS—I型試驗驗總體外外觀圖改變軸承載載荷，使使加載油油腔壓力力p0=2kkgf//cm22，重復復上速過過程,將所測測得之||—l曲線與與第一次次試驗相相比較（兩兩次試驗驗曲線應應基本重重合）以以證明||僅與l有關(guān)。測試完畢，應應注意先先卸載、降降速再停停機。

七.數(shù)據(jù)處處理11.繪繪制軸承承周向油油膜壓力力分布曲曲線與承承載量曲曲線。0'Pm01234567808006'5'4'2'4447``’’’’’’``’’’67'23'131''2''3''4''5''6''7￠'1'圖8-11周向油膜壓力分布曲線

0'當形成壓力力油膜后后，壓力力表穩(wěn)定定在某一一位置時時，表中中讀數(shù)即即表示軸軸承該點點之周向向油膜壓壓力。由由左向右右即為11、2、~7號壓壓力表，然然后依次次將各壓壓力表的的壓力值值記錄在在表1中。根根據(jù)測出出的壓力力大小按按一定的的比例繪繪制周向向油膜壓壓分布曲曲線，如如圖8--11所所示。具具體畫法法是：以以軸徑dd作一個個圓，取取中線為為0—0水平線線，沿著著上半圓圓從左向向右畫出出角度為為30°、50°、70°、90°、1100°、1300°、1500°等分，得得出油孔孔點1、2、3、4、5、6、7位置。通通過這0'Pm01234567808006'5'4'2'4447``’’’’’’``’’’67'23'131''2''3''4''5''6''7￠'1'圖8-11周向油膜壓力分布曲線

0'畫出壓力向向量1——1'、2—22'、…7——7'。將將1'、2'….77'各點連連成光滑滑曲線，這這就是位位于軸承承中部截截面的油油膜周向向壓力分分布曲線線。如圖圖8-111所示示。為了確定軸軸承承載載量，可可以用作作圖法確確定軸承承中間剖剖面上的的平均單單位壓力力Pm值。作作圖如下下：將圖圖8-111上部部圓周上上各點00、1、2、……77、8投影到到0￠—0￠水平直直線上（見見圖8-11下部部）得到到0、1、2、……77、8點，在在相應點點的垂線線上標出出對應壓壓力值在在垂直方方向的分分量，從從而在垂垂線上得得到0、12、22、32……772、8點,將各各點連成成光滑曲曲線即為為承載量量曲線。用用數(shù)方格格方法求求出此曲曲線所圍圍的面積積，與在在縱向上上取Pm值使其其與0—8所圍的的矩形面面積相等等，此PPm值經(jīng)原原比例換換算后既既為軸承承中間剖剖面上的的平均單單位壓力力。軸承處在液液體摩擦擦工作狀狀態(tài)時，軸軸承內(nèi)油油膜的承承載量可可用下式式求出：：P==k′′Pm′B′d（12）式中：k為為軸瓦在在寬度方方向的端端泄對油油膜壓力力的影響響系數(shù)。一般認為軸軸向油壓壓近似呈呈二次拋拋物線規(guī)規(guī)律分布布，k==2/33。將將求得的的載荷PP與實際際載荷FF加以分分析比較較。22.繪制制軸承軸軸向油膜膜壓力分分布曲線線通過壓力表表8可測出出軸向BB/4處處的壓力力p8，用坐坐標紙繪繪制軸向向油膜壓壓力分布布曲線，畫畫一條水水平線取取長度00—0為B==600mm，在在中點44的垂線線上按前前述比例例尺標出出該點的的壓力值值為4—4￠=pp4（端點點為p4），在在距兩端端B/44=115mmm處（即即8點）沿沿垂線方方向各標標出壓力力值8—8￠=pp8，軸承承兩端壓壓力為零零，0、8￠、4￠、8￠、0五點可可連成一一光滑曲曲線如圖圖8-112所示示。如果果軸向油油膜壓力力符合拋拋物線分分布規(guī)律律，根據(jù)據(jù)計算，則則有p8=33/4pmaax，其其中ppmaxx=p4，將實實測的pp8與此值值進行分分析比較較。45845884'B8'8'00圖8-12軸向油膜壓力分布曲線

33.繪制制軸承摩摩擦特性性曲線滑動軸承的的摩擦系系數(shù)是潤潤滑油粘粘度h，軸的的轉(zhuǎn)速nn、軸承承壓力pp的函數(shù)數(shù)，l值稱為為滑動軸軸承的特特性系數(shù)數(shù)。其最最小值是是液體摩摩擦和非非液體摩摩擦的臨臨界點。其其特性系系數(shù)l由式（77）表示示。記算出不同同壓力及及轉(zhuǎn)速下下的摩擦擦系數(shù)，在在坐標紙紙上以ll為橫坐坐標，ff為縱坐坐標繪制制f—l曲線，如如圖8--2所示示。f由式（110）計計算。

八.計算機機輔助實實驗及數(shù)數(shù)據(jù)處理理①在該軸瓦的的上半部部沿周向向、軸向向承載區(qū)區(qū)測試壓壓力部位位安裝壓壓力傳感感器，設設計一套套測試系系統(tǒng)，通通過A//D轉(zhuǎn)換換，編制制有關(guān)程程序，實實現(xiàn)了計計算機對對油膜壓壓力實驗驗數(shù)據(jù)的的采集（對對于摩擦擦特性曲曲線實驗驗，采用用“人機對對話”方式輸輸入實驗驗數(shù)據(jù)）。然然后，利利用計算算機進行行計算和和數(shù)據(jù)處處理，直直接在屏屏幕上顯顯示，由由打印機機打印輸輸出實驗驗結(jié)果、實實驗數(shù)據(jù)據(jù)表格、繪繪制油膜膜壓力分分布和摩摩擦特性性曲線。實驗裝置的的系統(tǒng)框框圖如圖圖8-113所示示。

試驗臺試驗臺油膜壓力壓力傳感器放大器A/D轉(zhuǎn)換計算機打印輸出結(jié)果軟件軟件

圖8-133計算機機輔助實實驗框圖圖

實驗前首先先檢查試試驗臺壓壓力傳感感器及各各設備聯(lián)聯(lián)接是否否正確，然然后進行行實驗，按按規(guī)定要要求調(diào)整整主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速并加加載，待待油膜壓壓力穩(wěn)定定后操作作機算機機。計算機操作作步驟如如下：1．直接雙雙擊桌面面滑動軸軸承圖標標。2．點擊讀讀取壓力力，然后后返回主主菜單。3．在軸系系加載欄欄填入你你所加的的載荷（機機器面板板上的載載荷數(shù)）。4．在主軸軸轉(zhuǎn)速欄欄填入你你調(diào)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速數(shù)。5．點擊顯顯示壓力力6．在顯示示的桌面面上點擊擊計算壓壓力數(shù)據(jù)據(jù)77．在顯顯示的桌桌面上點點擊計算算壓力分分布圖。88．返回回主菜單單，進入入實驗報報告輸出出。九．實驗報報告

液體動壓潤潤滑徑向向軸承油油膜壓力力和特性性曲線實實驗報告告

班級學號

姓名

實驗日期

同組人

指導教師

成績

(一)實驗驗目的

(二)軸軸承簡圖圖及主要要參數(shù)(1)主主要參數(shù)數(shù)型號軸頸直徑d=mm軸承寬度B=mmm測力桿力臂臂長度L==mmm軸瓦材料軸徑材料潤滑油牌號號潤滑油粘度度h=Pa×s初始載荷(或軸軸瓦、壓壓力計與與自重))Goo=N(2)軸軸承簡圖圖

((三)實驗驗結(jié)果((1)油油膜壓力力分布測測試值（表表1）軸承載荷或砝碼數(shù)(N)軸