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購買設 計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 設計 1： 1459919609 2： 1969043202 學 院： 專 業(yè)： 題 目： 液體動壓滑動軸承試驗臺的設計 指導教師： 職稱 : 職稱 : 20**年 **月 **日 購買設 計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文）任務書 課題名稱 液體動壓滑動軸承試驗臺 主要任務與 目標 滑動軸承是用來支撐軸及其它回轉零件的一種重要部件，因其本身具有一些獨特的優(yōu)點：軸頸軸瓦間所特有的潤滑油膜具有緩沖吸振作用，使用壽命長，結構緊湊，回轉速度高等，這些優(yōu)點使它在某些場合占有重要地位。因此滑動軸承在金屬切削機床、內燃機、鐵路機及車輛、軋鋼機、雷達、衛(wèi)星通信地面站及天文望遠鏡等方面的應用十分廣泛 。為了幫助大學學生更加深入、細致地了解和研究滑動軸承，各種滑動軸承實驗臺應運而生 ，但在實驗的效率、效果方面都還有不足。 主要任務： 本課題重點完成實驗臺傳動電機及調速方法選擇、相應傳感器的選擇，其主要內容有： 1、了解液體動壓滑動軸承實驗臺研制研究目的。理解液體動壓滑動軸承結構及 其特點。確定完整實驗系統(tǒng)總體方案。 2、相關測試用傳感器型號、電機選定。 3、進行油溫測試，對油膜進行加熱，測得油溫與壓力的關系 （這是以前所不具有的，是本試驗臺最大的創(chuàng)新） 4、對油膜形成過程進行三維仿真。 目標：設計一個試驗臺，了解到溫度變化與油膜壓力、粘度的關系。 購買設 計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 主要內容與基本要求 （這個是別人做好的試驗臺，我拿過來做參考）。 1、電 機 2、皮 帶 3、摩擦力傳感器 4、壓力傳感器：測量軸承表面油膜壓力，共 7個 5、軸 瓦 6、加載傳感器：測量外加載荷值 7、主 軸 9、油 槽 10、底 座 11、面 板 12、調速旋鈕：控制電機轉速 試驗臺啟動后，由電機 1通過皮帶帶動主軸 7在油槽 9中轉動，在油膜粘力作用下通過摩擦力傳感器 3測出主軸旋轉時受到的摩擦力矩；當潤滑油充滿整個軸瓦內壁后軸瓦上的 7個壓力傳感器可分別測出分布在其上的油膜壓力值；待 穩(wěn)定工作后由溫度傳感器 出入油口的油溫， 購買設 計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 主要參 考資料 及文獻 閱讀任務 [1] 張直明，謝友柏 M]高等教育出版社，1986 [2] 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研組 人民教育出版社，1979,1 [3] 許尚賢 東南大學出版社， 1989 [4] [ J ]. 1997, 3 (5) : 500 - 507 [5] 劉詩海 教學儀器與實驗 ,2003 ,(5):25 [6] 楊可楨，程光蘊，李仲生 M]. 北京 :高等教育出版社， 1986，2537] of by of of C]3, 1993,3658] 費業(yè)泰 北京 :機械工業(yè)出 版社， 2000， 5 [9]濮良貴，紀名剛 八版） [M]等教育出版社， 2012： 22. [10]孫恒，陳作模，葛文杰 七版） [M]等教育出版社，2006： 77. 充值后就可以下載此設計說明書（不包含 我這里還有相應的 明書（附帶：任務書、開題報告、文獻綜述、外文翻譯）和 計30余張圖紙）。 需要全套資料的朋友請 加 1：1459919609 或 2： 1969043202， 需要其他設計題目直接聯(lián)系?。。? 外文 翻譯任務 原文 1： on of 購買設 計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 in a 文 1： 研究的可靠性 ,滑動軸承支撐斜盤式軸向柱塞泵型水液壓 原文 2： of to of 文 2： 應用計算流 體動力學模型來模擬地下水流水力性能的濕地 閱讀了 10000 字以上的外文，并且翻譯了 5000 字英譯漢。 計劃進度： 起止時間 內容 負責人 管院領導作畢業(yè)設計動員（教師） 分管院長 業(yè)設計相關文件及規(guī)定學習、優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）交流；確定教師所帶人數、完成選題表、所級題目審核 各系系主任 學委員會題目審核、按專業(yè)畢業(yè)設計動員（學生） 分管院長、學生線 生選題 各系系主任、各班班長 所根據學生選題情況進行平衡調整，確定指導教師及各課題學生，上交畢業(yè)設計（論文）信息表。 各系系主任 師填寫畢業(yè)設計任務書、確定外文閱讀與翻譯資料，并下達畢業(yè)設計任務 指導教師 購買設 計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 生畢業(yè)設計調研，完成開題報告、文獻綜述、外文資料閱讀、翻譯任務 指導教師 生提交開題報告、文 獻綜述及外文翻譯初稿，指導教師審閱，提出修改意見 指導教師 系進行開題報告答辯 各系系主任 導教師布置具體設計任務，利用假期完成 指導教師 周開始，指導教師應對所指導的每位學生進行考核登記 畢業(yè)設計前期檢查：任務書、綜述報告、開題報告、外文翻譯 院教學委員會、院督導組 畢業(yè)設計任務書要 求進行畢業(yè)設計 指導教師 業(yè)設計中期檢查：教師指導情況、學生完成情況、表格與記錄的填寫情況 院教學委員會、院督導組 生完成課題設計，提交畢業(yè)設計（論文） 指導教師 導教師完成所指導學生的畢業(yè)設計（論文）的審閱，寫出評語，評出成績；評議小組分組審閱，寫出評語，評定成績 指導教師、各系評議組 院分組進行答辯，由答辯小組給出評語及成績 答辯小組 次答辯 答辯小組 行成績綜合評定，上報學生畢業(yè)設計（論文）成績 教學委員會 實習地點 指導教師 簽 名 年 月 日 系 意 見 系主任簽名： 年 月 日 學院 蓋章 主管院長簽名： 年 月 日 浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 班 級 姓 名 課題名稱 液體動壓滑動軸承實驗臺 開題報告 目 錄 1 選題的背景與意 義 內外研究現狀和發(fā)展趨勢 構動平衡試驗臺研究意義 2 研究的基本內容與擬解決的主要問題 本內容 解決的主要問題 3 研究思路方案、可行性分析及預期成果 究思路方案 行性分析 期研究成果 4 研究工作計劃 參考文獻 （開題報告全文附后） 成績： 答 辯 意 見 答辯組長簽名： 年 月 日 系 主 任 審 核 意 見 簽名： 年 月 日 液體動壓滑動軸承實驗臺 1 選題的背景與意義 滑動軸承是用來支撐軸及其它回轉零件的一種重要部件，因其本身具有一些獨特的優(yōu)點：軸頸軸瓦間所特有的潤滑油膜具有緩沖吸振作用，使用壽命長，結構緊湊，回轉速度高等，這些優(yōu)點使它在某些場合占有重要地位。因此滑動軸承在金屬切削機床、內燃機、鐵路機及車輛、軋鋼機、雷達、衛(wèi)星通信地面站及天文望遠鏡等方面的應用十分廣泛 。為了幫助大學學生更加深入、細致地了解和研究滑動軸承，各種滑動軸承實驗臺應運而生，但在實驗的效率、效果方面都還有不足。 內外研究現狀和發(fā)展趨勢 早在 1989 年 ，東南大學機械學研究室已經設計研制成靜壓和動靜壓軸承實驗臺 ，它可以進行靜壓和動靜壓滑動軸承的靜動特性實驗。 1995年，上海機械電子工程學院為研究滑動軸承靜態(tài)和動態(tài)油膜氣穴分布，設計并開發(fā)了 360。動、靜載荷滑動軸承油膜分布實驗臺 。 2001 年，廣東工業(yè)大學為了對軸承進行系統(tǒng)的理論與實驗研究，設計并研制了 2002年，湖南長慶科教儀器廠研制了 可以幫助學生觀察滑動軸承的結構及油膜形成的過程， 測量其徑向油膜壓力分布，通過測定可以繪制出摩擦特性曲線、徑向油膜壓力分布曲線和測定其承載量。后湖南長慶科教儀器廠又研制了 滑動軸承實驗臺。 此外上海同育教學儀器設備有限公司研制了 實驗臺的實驗功能有觀察滑動軸承的動壓油膜形成過程與現象；使用壓力表測量軸承徑向及軸向壓力分布值；使用摩擦力傳感器進行實時采樣并顯示軸承摩擦力矩值；采用力及轉速傳感器，測量軸承工作載荷及主軸轉速；實驗臺工作載荷、摩擦力矩及主軸轉速傳感器信號接入實驗臺所配的測試儀，由單片微機控制實時采樣、 分析、并顯示；通過抄錄測試儀及壓力表所顯示實驗數據，手動繪制出滑動軸承徑向油膜壓力分布曲線與承載量曲線及摩擦特性曲線。 隨著計算機技術的發(fā)展與應用，滑動軸承實驗臺從手動實驗，手工繪制實驗曲線，填寫實驗表格的階段向實驗信息采樣、過程控制、數據處理方面智能化發(fā)展，計算機輔助教學、計算機仿真等先進教學手段與技術也開始應用于實踐教學環(huán)節(jié) 。 體動壓滑動軸承實驗臺 研究 意義 目前的滑動軸承實驗臺普遍存在功能單一、測試數據精度低、實驗數據穩(wěn)定性差等問題。但計算機技術的發(fā)展與應用，使教與學的形式 與內容發(fā)生了變化，也改變了實驗教學的模式，使實現教學改革成為可能。將計算機輔助教學、計算機仿真等先進教學手段與技術應用于實踐教學環(huán)節(jié)，科學地應用新技術，充分發(fā)揮高科技的特長，使實驗室在現代化管理體制下高效運行，成為了一個新課題。本課題的研究意義在于：用現代化的技術手段改造原有教學實驗設備，提高實驗臺測試度、實驗數據的可靠性及實驗性能，滿足教學要求。同時也可以驗證實際軸承的性能是否和設計的性能相吻合；檢驗軸承的設計、制造和裝配是否合理。新型實驗臺開發(fā)完成后，可向全國高等工科院校相關專業(yè)實驗室推廣使用。 2 研究的基本內容 與 擬解決的主要問題 本內容 本課題重點完成實驗臺傳動電機及調速方法選擇、相應傳感器的選擇，其主要內容有： 1、了解液體動壓滑動軸承實驗臺研制研究目的。理解液體動壓滑動軸承結構及 其特點。確定完整實驗系統(tǒng)總體方案。 2、相關測試用傳感器型號、電機選定。 3、進行油溫測試，對油膜進行加熱，測得油溫與壓力的關系 （這是以前所不具有的，是本試驗臺最大的創(chuàng)新） 4、對油膜形成過程進行三維仿真。 解決的主要問題 解決油溫變化跟油膜壓力、黏度變化的關系。 油溫過高，使冷卻軸承的效果不好，造成軸承溫度升高；此外，油溫升高還會使?jié)櫥偷酿ざ认陆?，容易引起局部油膜破壞，潤滑失效，降低軸承的承載能力，甚至發(fā)生潤滑油碳化而燒瓦。油溫過低，會使油的黏度增加，從而使油膜潤滑摩擦力增大，軸承耗功率增加。此外，還會使油膜變厚，產生因油膜振動引起的機器振動。因此，現在設計的試驗臺可以知道溫度變化跟油膜壓力的關系。 3 研究思路方案、可行性分析及預期成果 本設計論文擬采用理論設計與仿真實驗相結合的方法，根據課題要求設計試驗臺，選擇傳感器和采集卡等，使得整個實驗臺能在 仿真模擬下運行。 究思路方案 滑動軸承實驗臺是由硬件系統(tǒng)組成。其中硬件系統(tǒng)如圖所示（這個是別人做好的試驗臺）： 圖 2、電 機 2、皮 帶 3、摩擦力傳感器 4、壓力傳感器：測量軸承表面油膜壓力，共 7個 5、軸 瓦 6、加載傳感器：測量外加載荷值 7、主 軸 9、油 槽 10、底 座 11、面 板 12、調速旋鈕：控制電機轉速 試驗臺啟動后，由電機 1 通過皮帶帶動主軸 7 在油槽 9 中轉動，在油膜粘力作用下通過摩擦力傳感 器 3測出主軸旋轉時受到的摩擦力矩；當潤滑油充滿整 個軸瓦內壁后軸瓦上的 7個壓力傳感器可分別測出分布在其上的油膜壓力值；待穩(wěn)定工作后由溫度傳感器 徑向油膜壓力分布圖： 圖 2而，這個試驗臺有不少不足之處，在剛開始轉的時候，轉速較低，主軸在油槽里是干摩擦，會對主軸等各個零件造成破壞。而等主軸上附著不少油時，兩者是混合摩擦。此時摩擦力較大，油溫開始升高。等到油膜完全包住主軸時，就是液體摩擦。這個時候，油膜壓力最大，油膜黏度也在變化。同時我們可以加入一個加溫裝置跟 油膜黏度傳感器。 在電機的選擇上，變頻電機滿足了我們的要求。主要是變頻電機可以平滑控制電動機轉速，就是無級調速。因此，通過變頻器可以對電動機進行調速，得到自己需要的轉速。 下圖： 圖 2行性分析 滑動軸承實驗臺的研制，我校及其它院校也有一定的研究，在實驗臺設計以及軟件設計方面也有一定的成就。 對液體動壓滑動軸承實驗臺檢測系統(tǒng)和數據處理軟件研制涉及到機械原理、機械設計基礎、 傳感器等基礎知識。本人對這方面的知 識已有所掌握，在前人研究的基礎上，在我校指導老師豐富的設計經驗和成熟的研究思路的幫助下定能取得預期的研究成果，確保畢業(yè)設計的順利完成。 期研究成果 完成實驗臺相應傳感器的按裝設計、機械結構設計，保證設計能較好的滿足設計要求 。 ４ 研究工作計劃 起止時間 內容 文翻譯、文獻綜述、開題報告，并熟悉理論力學、機械原理等相關知識 交開題報告、文獻綜述及外文翻譯，開題答辯 構動平衡試驗平臺的整體方案設計 驗平臺設計及零部件設計 驗平臺裝配 制裝配圖及主要零件圖 構改進設計及畢業(yè)論文撰寫 成并提交畢業(yè)論文 理材料準備答辯 文答辯 參考文獻 [1] 張直明，謝友柏 M]高等教育出版社，1986 [2] 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研組 人民教育出版社， 1979,1 [3] 許尚賢 東南大學出版社， 1989 [4] [ J ]. 1997, 3 (5) : 500 - 507 [5] 劉詩海 教學儀器與實驗 ,2003 ,(5):25 [6] 楊可楨，程光蘊，李仲生 M]. 北京 :高等教育出版社， 1986，2537] of by of of C]3, 1993,3658] 費業(yè)泰 北京 :機械工業(yè)出版社， 2000， 5 [9]濮良貴，紀名剛 八版） [M]等教育出版社， 2012： 22. [10]孫恒，陳作模，葛文杰 七版） [M]等教育出版社， 2006：77. 浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文）文獻綜述報告 班 級 姓 名 課題名稱 液體動壓滑動軸承實驗臺 文獻綜述 目 錄 1 前言 2 國內外機構平衡研究現狀 3 國內外機構平衡研究趨勢 4 總結 參考文獻 （報告全文附后） 指導 教師 審批 意見 簽名： 年 月 日 液體動壓滑動軸承實驗臺 1 前言 滑動軸承是用來支撐軸及其 它回轉零件的一種重要部件，因其本身具有一些獨特的優(yōu)點：軸頸軸瓦間所特有的潤滑油膜具有緩沖吸振作用，使用壽命長，結構緊湊，回轉速度高等，這些優(yōu)點使它在某些場合占有重要地位。因此滑動軸承在金屬切削機床、內燃機、鐵路機及車輛、軋鋼機、雷達、衛(wèi)星通信地面站及天文望遠鏡等方面的應用十分廣泛 。為了幫助大學學生更加深入、細致地了解和研究滑動軸承，各種滑動軸承實驗臺應運而生，但在實驗的效率、效果方面都還有不足。 2 液體動壓滑動軸承研究現狀 早在 1989 年，東南大學機械學研究室已經設計研制成靜壓和動靜壓軸承 實驗臺 ，它可以進行靜壓和動靜壓滑動軸承的靜動特性實驗。 1995年，上海機械電子工程學院為研究滑動軸承靜態(tài)和動態(tài)油膜氣穴分布，設計并開發(fā)了 360。動、靜載荷滑動軸承油膜分布實驗臺 。 2001 年，廣東工業(yè)大學為了對軸承進行系統(tǒng)的理論與實驗研究，設計并研制了 2002年，湖南長慶科教儀器廠研制了 可以幫助學生觀察滑動軸承的結構及油膜形成的過程，測量其徑向油膜壓力分布，通過測定可以繪制出摩擦特性曲 線、徑向油膜壓力分布曲線和測定其承載量。后湖南長慶科教儀器廠又研制了 滑動軸承實驗臺。 此外上海同育教學儀器設備有限公司研制了 實驗臺的實驗功能有觀察滑動軸承的動壓油膜形成過程與現象；使用壓力表測量軸承徑向及軸向壓力分布值；使用摩擦力傳感器進行實時采樣并顯示軸承摩擦力矩值；采用力及轉速傳感器，測量軸承工作載荷及主軸轉速；實驗臺工作載荷、摩擦力矩及主軸轉速傳感器信號接入實驗臺所配的測試儀，由單片微機控制實時采樣、分析、并顯示；通過抄錄測試儀及壓力表所顯示實驗數據， 手動繪制出滑 動軸承徑向油膜壓力分布曲線與承載量曲線及摩擦特性曲線。 3 液體動壓滑動軸承研究趨勢 隨著計算機技術的發(fā)展與應用，滑動軸承實驗臺從手動實驗，手工繪制實驗曲線，填寫實驗表格的階段向實驗信息采樣、過程控制、數據處理方面智能化發(fā)展，計算機輔助教學、計算機仿真等先進教學手段與技術也開始應用于實踐教學環(huán)節(jié) 。 參考文獻 [1] 張直明，謝友柏 M]高等教育出版社，1986 [2] 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研組 人民教育出版社， 1979,1 [3] 許尚賢 東南大學出版社， 1989 [4] [ J ]. 1997, 3 (5) : 500 - 507 [5] 劉詩海 教學儀器與實驗 ,2003 ,(5):25 [6] 楊可楨，程光蘊，李仲生 M]. 北京 :高等教育出版社， 1986，2537] of by of of C]3, 1993,3658] 費業(yè)泰 北京 :機械工業(yè)出版社， 2000， 5 [9]濮良貴，紀名剛 八版） [M]等教育出版社， 2012： 22. [10]孫恒，陳作模，葛文杰 七版） [M]等教育出版社， 2006：77 摘 要 滑動軸承是用來支撐軸及其它回轉零件的一種重要部件，因其本身具有一些獨特的 優(yōu)點：軸頸軸瓦間所特有的潤滑油膜具有緩沖吸振作用，使用壽命長，結構緊湊，回轉速度高等，這些優(yōu)點使它在某些場合占有重要地位。因此滑動軸承在金屬切削機床、內燃機、鐵路機及車輛、軋鋼機、雷達、衛(wèi)星通信地面站及天文望遠鏡等方面的應用十分廣泛。為了幫助大學學生更加深入、細致地了解和研究滑動軸承，各種滑動軸承實驗臺應運而生，但在實驗的效率、效果方面都還有不足。現有的滑動軸承試驗臺不能滿足我們需要的要求，因此，我們需要為了測試專門的改進。 本論文主要對液體動壓滑動軸承進行分析、設計，使得其能夠更好的工作，測得各種 實驗數據。對電機、溫度傳感器、加熱裝置進行解析、選擇，可以測量及仿真徑向油膜壓力分布、油膜溫度變化、油槽溫度變化等各種參數。在基于流體力潤滑理論的基礎上，以雷諾方程的建立和求解過程，揭示了影響油膜壓力的因素和其變化規(guī)律。可以通過改變各種參數揭示影響油膜壓力的因素及其變化規(guī)律，從而能夠更加深刻的理解和掌握滑動軸承的原理。如此一來，不僅完成了滑動軸承實驗，并且加深了對油膜承載機理的理解，同時還提高了對滑動軸承的設計能力。 關鍵詞 ： 液體動壓滑動軸 ;油膜壓力 ;油膜溫度 is to is an of of is so it an in in to of on of at in of we we to it a of be of on on of of by of to be to of a of of of 目 錄 摘 要 .................................................................. ................................................................. I 第一章 緒論 .................................................................. 2 內外研究現狀和發(fā)展趨勢 ............................................. 0 體動壓滑動軸承試驗臺國內外研究現狀 ........................... 0 體動壓滑動軸承試驗臺發(fā)展趨勢 ................................. 0 體動壓滑動軸承試驗臺的研究 目的和意義 ............................... 0 題研究的主要內容 ................................................... 1 第 2 章 液體動壓滑動軸承的理論基礎 ............................................ 2 動軸承 ............................................................. 2 動軸承的主要類型和結構 ....................................... 2 體動壓潤滑的基本原理和基本關系 ..................................... 3 體動壓油膜的形成原理 ......................................... 3 體動壓潤滑的基本方程 ......................................... 4 楔承載機理 ................................................... 6 徑向滑動軸承液體動壓基本原理 ........................................ 6 徑向滑動軸承液體動壓潤滑的建立過程 ............................ 6 向滑動軸承的主要幾何關系和承載能力 ........................... 7 徑向滑動軸承的參數選擇 ........................................ 8 第 3 章 液體動壓滑動軸承油膜特性分析 ......................................... 10 向滑動軸承油膜壓力分布的理論基礎 .................................. 10 ........................................ 10 諾方程的簡化 ................................................ 10 諾方程的無量綱形式 .......................................... 10 諾方程的無量邊界條件 ........................................ 11 設油槽時油膜壓力的計算 ...................................... 12 第 4 章 液體動壓滑動軸承試驗臺的實現 ......................................... 13 驗臺的簡介 ........................................................ 13 體動壓滑動軸承試驗臺的結構簡圖 .................................. 13 關于電機的選擇 ............................................... 14 關于熱敏電阻傳感器的選擇 ..................................... 15 關于加熱裝置的選擇 ........................................... 17 體摩擦徑 向滑動軸承的計算 .......................................... 19 要技術指標 .................................................. 19 擇軸承材料和結構 ............................................ 19 滑劑和潤滑方法的選擇 ........................................ 20 載能力計算 .................................................. 20 層流校核 ..................................................... 20 量計算 ...................................................... 21 耗計算 ...................................................... 21 平衡計算 .................................................... 21 全度計算 .................................................... 22 動軸承內軸瓦、油溫、油壓的關系 .................................... 22 第五章 總結 ................................................................. 26 參考文獻 .................................................................... 27 致 謝 ...................................................................... 28 第一章 緒論 滑動軸承是用來支撐軸及其它回轉零件的一種重要部件，因其本身具有一些獨特的優(yōu)點：軸頸軸瓦間所特有的潤滑油膜具有緩沖吸振作用，使用壽命長，結構緊湊，回轉速度高等，這些優(yōu)點使它在某些場合占有重要地位。因此滑動軸承在金屬切削機床、內燃機、鐵路機及車輛、軋鋼機、雷達、衛(wèi)星通信地面站及天文望遠鏡等方面的應用十分廣 泛 。為了幫助大學學生更加深入、細致地了解和研究滑動軸承，各種滑動軸承實驗臺應運而生，但在實驗的效率、效果方面都還有不足。 內外研究現狀和發(fā)展趨勢 體動壓滑動軸承實驗臺國內外研究現狀 早在 1989年，東南大學機械學研究室已經設計研制成靜壓和動靜壓軸承實驗臺 ，它可以進行靜壓和動靜壓滑動軸承的靜動特性實驗。 1995年，上海機械電子工程學院為研究滑動軸承靜態(tài)和動態(tài)油膜氣穴分布，設計并開發(fā)了 360。動、靜載荷滑動軸承油膜分布實驗臺 。 2001年，廣東工業(yè)大學為 了對軸承進行系統(tǒng)的理論與實驗研究，設計并研制了 2002年，湖南長慶科教儀器廠研制了 可以幫助學生觀察滑動軸承的結構及油膜形成的過程，測量其徑向油膜壓力分布，通過測定可以繪制出摩擦特性曲線、徑向油膜壓力分布曲線和測定其承載量。后湖南長慶科教儀器廠又研制了 滑動軸承實驗臺。 此外上海同育教學儀器設備有限公司研制了 實驗臺的實驗功能有觀察滑動軸承的動壓油膜形成過程與現象；使用壓 力表測量軸承徑向及軸向壓力分布值；使用摩擦力傳感器進行實時采樣并顯示軸承摩擦力矩值；采用力及轉速傳感器，測量軸承工作載荷及主軸轉速；實驗臺工作載荷、摩擦力矩及主軸轉速傳感器信號接入實驗臺所配的測試儀，由單片微機控制實時采樣、分析、并顯示；通過抄錄測試儀及壓力表所顯示實驗數據，手動繪制出滑動軸承徑向油膜壓力分布曲線與承載量曲線及摩擦特性曲線。 體動壓滑動軸承實驗臺發(fā)展趨勢 隨著計算機技術的發(fā)展與應用，滑動軸承實驗臺從手動實驗，手工繪制實驗曲線，填寫實驗表格的階段向實驗信息采樣、過程控制 、數據處理方面智能化發(fā)展，計算機輔助教學、計算機仿真等先進教學手段與技術也開始應用于實踐教學環(huán)節(jié) [10] 。 體動壓滑動軸承實驗臺的研究目的和意義 目前的滑動軸承實驗臺普遍存在功能單一、測試數據精度低、實驗數據穩(wěn)定性差等問題。但計算機技術的發(fā)展與應用，使教與學的形式與內容發(fā)生了變化，也改變了實驗教學的模式，使實現教學改革成為可能。將計算機輔助教學、計算機仿真等先進教學手段與技術應用于實踐教學環(huán)節(jié)，科學地應用新技術，充分發(fā)揮高科技的特長，使實驗室在現代化管理體制下高效運行，成為了一個新課題。 本課題的研究意義在于：用現代化的技術手段改造原有教學實驗設備，提高實驗臺測試度、實驗數據的可靠性及實驗性能，滿 足教學要求。同時也可以驗證實際軸承的性能是否和設計的性能相吻合；檢驗軸承的設計、制造和裝配是否合理。新型實驗臺開發(fā)完成后，可向全國高等工科院校相關專業(yè)實驗室推廣使用。 題研究的主要內容 本課題重點完成實驗臺傳動電機及調速方法選擇、相應傳感器的選擇，其主要內容有： 1)了解液體動壓滑動軸承實驗臺研制研究目的。理解液體動壓滑動軸承結構及 其特點。確定完整實驗系統(tǒng)總體方案。 2)相關測試 用傳感器型號、電機選定。 3)進行油溫測試，對油膜進行加熱，測得油溫與壓力的關系 （這是以前所不具有的，是本試驗臺最大的創(chuàng)新） 4) 對油膜形成過程進行三維仿真。 第 2 章 液體動壓滑動軸承的理論基礎 動軸承 根據軸承中摩擦性質的不同，可把軸承分為滑動摩擦軸承（簡稱滑動軸承）和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）兩大類?；瑒虞S承本身具有的一些獨特有點，使得它在某些不能、不便或使用滾動軸承沒有優(yōu)勢的場合占有重要地位。因此，滑動軸承在軋鋼機、汽輪機、內燃機、鐵路機車及車輛、金屬切削機床、航空 發(fā)電機附件、雷達、衛(wèi)星通信地面站、天文望遠鏡以及各種儀表中應用頗為廣泛。 動軸承的主要類型和結構 按受載荷方向不同，滑動軸承可分為徑向滑動軸承和止推滑動軸承 [1]。 徑向滑動軸承用于承受徑向載荷。圖 2 2開式滑動軸承拆裝方便，軸瓦磨損后可方便更換及調整間隙，因而應用廣泛。 止推式滑動軸承由軸承座和止推軸頸組成。常用的結構形式有空心式、單環(huán)式和多環(huán)式。 圖 2體式徑向滑動軸承 圖 2開式徑向滑動軸承 體動壓潤滑的基本原理和基本關系 體動壓油膜的形成原理 圖 2壓油膜形成原理圖 液體動壓油膜形成原理是利用摩擦副表面的相對運動，將液體帶進摩擦表面之間，形成壓力油膜，將摩擦表面隔開，如圖 2示。兩個互相傾斜的平板，在它們之間充滿具有一定粘度的液體。當 速度 持靜止時，液體在此楔形間隙中作層流流動。當各層流的速度分布規(guī)律為直線時，由于進口間隙大于出口間隙，則進口流量必大于 出口流量；但液體是不可壓縮的，因此，在楔形間隙內形成油壓，迫使大口的進油速度減小，小口的出油速度增大，從而使流經各截面的流體流量相等。同時，楔形油膜產生的內壓將與外載荷相平衡。 體動壓潤滑的基本方程 雷諾方程是液體動壓潤滑基本方程，是研究流體動力潤滑的基礎。它是根據粘性流體動力學基本方程出發(fā)，作了一些假設條件后簡化得的。 圖 2被油膜隔開的兩平板的相對運動情況 如圖 2示，兩平板被潤滑油隔開，設板 A 沿 x 軸方向以速度 v 移動，另一板 B 靜止。再假定油在兩平板間沿 z 軸方向沒有流 動（可視此運動副在 z 軸方向的尺寸為無限大）。現從層流運動的油膜中取一微單元體進行分析。 由圖可見，作用在此微單元體右面和左面的壓力分別為 p 及??，作用在單元體上下兩面的切應力分別為 ? 及? ??。根據 x 方向的平衡條件，得 0????????? ?????????? ????? dx ?? 整理后得 ????? ?（ 2據牛頓粘性流體摩擦定律，將式（ 222?????，代入式（ 2 22??? ?（ 2 該式表示了壓力沿 下面進一步介紹流體動力潤滑理論的基礎方程。 2寫成 ????122（ 2 對11 ?????? ????? ?（ 2 21221 ??????? ??? ?（ 2 根據邊界條件決定積分常數 12：當y=0 時， v?；y=h（ 為相應于所取單元體處的油膜厚度）時， u=0，則得 ??? ?21;2代入式（ 2，即得 ? ? ? ? ????? ?2（ 2 由上式可見，油層的速度 v 由兩部分組成：式中前一項表示速度呈線性分布，這就是直接由剪切流引起的；后一項表示速度呈拋物線分布，這是由層流沿 當無側泄時，潤滑油在單位時間內流經任意截面上單位寬度面積的流量為 ??h （ 2 將式（ 2入式（ 2積分后，得 ? ? ? ?h???????????????? ??? 122230 （ 2 設在的油膜厚度為 ???? ???? 00 ，即，在該截面處的流量為 20 （ 2 當 潤滑油連續(xù)流動時，各截面的流量相等，由此得 ???122230整理后得 ? ?036 ??? ? （ 2 楔承載機理 由式3 06 ??? ?可看出油壓的變化與潤滑油的粘度、表面滑動速度和油膜厚度的變化有關，利用該式可求出油膜中個點的壓力p，全部油膜壓力之和即為油膜的承載能力。 油膜必須呈收斂楔形，才能使油楔內各處油壓都大于入口處和出口處的壓力，產生正壓力以支承外載。 所以形成液體動力潤滑（即形成動壓油膜）的必要條件是： 1)相對運動兩表面必須形成一個收斂楔形； 2)被油膜分開的兩表面必須有一定的相對滑動速度 2v ，其運動方向必須使?jié)櫥瑥拇罂诹鬟M，小口流出； 3) 潤滑油必須有一定的粘度，供油要充分。 徑向滑動軸承液體動壓基本原理 徑向滑動軸承液體動壓潤滑的建立過程 徑向滑動軸承的軸頸與軸承孔間必須流油間隙。 滑動軸 承形成動壓潤滑油膜的過程如圖 2a）所示。當軸靜止時，軸承孔與軸頸直接接觸，如圖 2b）所示。徑向間隙△使軸頸與軸承的配合面之間形成楔形