滑动轴承实验指导
√实验项目学时：2 实验要求：□ 必修 □ 选修
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。
图3-1 滑动轴承实验台
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
1
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。
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Fd/2，它供轴瓦翻转，轴瓦上测力压头将力传递至压力传感器，测力传感器的检测值乘以力臂长L，就可以得到摩擦力矩值，经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 Mf = LQ的值可直接读到，f = 2Mf / Wd
其中：面板上P1?P8为油膜压力，P负为加载力，Mf为摩擦力矩，T为油温，n为转速。
5、实验系统主要技术参数
实验轴瓦：内径：d＝70mm，长度L＝125mm 加载范围：0－1000N（100kg） 摩擦力传感器量程：50N 压力传感器量程：0－1.0MPa 加载传感器量程：0－2000N 直流电动机功率：355W
2
主轴调速范围：2－500rpm 三、主要仪器设备及实验耗材
实验仪器设备：杭州星辰科教设备有限公司的ZCS-Ⅱ型液体动压轴承实验台。
四、实验内容或步骤
实验步骤： 1、准备工作
1） 将光电传感器接至测控箱背板的数字通道1上，从左到右依次将管路压力传感器接至控制箱上的模拟通道1-7上，将轴上的管路压力传感器接至模拟通道8上，摩擦力矩检测传感器接至模拟通道9，负载荷重压力传感器接至模拟通道10上。
2） 3）
将控制箱的电机电源线与电机相联，同时连接控制箱电源。 如果使用计算机测，将计算机与控制箱用串口线相联。
2、实验机构操作
1）在开电机转速之前请确认载荷为空，即要求先开转速在加载，转速慢慢加到200rpm待稳定后，旋动加载螺纹加载约400N，（转速和加载值在测控箱面板的右显示窗口显示）；
2）在一次实验结束后马上又要重新开式实验时，请用轴瓦上端的螺栓旋入顶起轴瓦将油膜先放干净，同时在软件中要重新“复位”，这样确保下次实验的数据准确；
3）由于油膜形成需要一小段时间，所以在开机实验或在变化载荷或在变化转速后请待其稳定后（一般等待5－10S即可）再采集数据；
4）长期使用过程中请确保实验油的足量、清洁；油量不够和不干净都会影响实验数据的准确；
5）进入实验主窗体1，选择通讯口COM1或者COM2，在开始加载和电机转速之前先点即“复位”以让软件进入试验台的初始状态，保证实验数据的准确。在确定机构工作稳定后点击“数据采集”，将数据采集进来（共12个数据，它们是7个油膜压力值、1个外加载荷值、1个转速值、1个计算摩擦力矩的压力值）。当数据采集完成后就可进行油膜压力分析了，点击“实测曲线”作出测得的7个压力值曲线，点击“理论曲线”作出理论压力曲线，可对两者进行比较。同时也可手动改变7个点的压力值的大小或载荷、转速值再观察曲线的变化。点击“结果显示”会将相应的结果显示在结果显示框中。
3、摩擦性能仿真与测试
1） 进入主窗体，同样首先选择通讯串口COM1或COM2，选择摩擦特性实验，在实验模式（“理论模拟”和“实测实验”）中选择相应的状态，“实测实
3