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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 l 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h (Pa×s)、轴的转速n (r/min)和轴承压力p (MPa)有关,令
 
(7)
式中:l—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 l 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 lc称为临界特性数,且 lc以右为液体摩擦润滑区,lc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 l 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—l曲线不同,lc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。
6
5
4
3
2
1
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 = (poA+Go) N (8)
式中: po —油腔供油压力,po = 3 kg/cm2 ;
A —油腔在水平面上投影面积,
A = 60 cm2 ;
压力油
7
6
5
4
3
2
1
L
1—测力计 2—测力杆 3—卡板 4—加载板
5—轴 6—轴承 7—平衡重块
图8-8 加载及摩擦力矩测量装置
Go —初始载荷(包括压力表、平衡重及轴瓦的自重)Go = 8 kgf 。
3. 摩擦系数测量装置
摩擦系数是通过测量轴承摩擦力矩而得到的。如图8-8 所示:在轴承6上联出一水平测力杆2,当轴5旋转后,作用在轴承6上的摩擦力矩,通过测力杆2上的测力计1,测出杆端的Q力,由平衡得:
 
(9)

则有: (10)

式中:L —测力杆力臂长度(mm);
d —轴颈直径(mm);
Q —测力杆端的平衡力;
Q = N;