滑动轴承实验指导书(更新并附实验报告)

合集下载

实验三 动压滑动轴承实验

实验三 动压滑动轴承实验

实验三动压滑动轴承实验一、实验目的1.验证动压滑动轴承油膜压力分布规律,了解影响油膜压力分布规律的因素,并根据油膜压力分布曲线确定端泄影响系数K b;2.测定动压滑动轴承的摩擦特征曲线,并考察影响摩擦系数的因素。

二、实验设备及仪器1.HZS-1型动压滑动轴承试验台图1 HZS-1型动压滑动轴承实验台图1为试验台总体布置,图中件号1为试验的轴承箱,通过联轴器与变速箱7相联,6为液压箱,装于底座9的内部,12为调速电动机,通过三角带与变速箱输入轴相联,8为调速电机控制旋钮,5为加载油腔压力表,由減压阀4控制油腔压力,2为轴承供油压力表,由减压阀控制其压力,油泵电机开关为10,主电机开关为11,试验台的总开关在其正面下方。

图2为试验轴承箱,件号31为主轴,由一对D级滚动轴承支承,32为试验轴承,空套在主轴上,轴承内径d=60mm,有效宽度=60mm。

在轴承中间横剖面上,沿周向开7个测压孔,在120°范围内的均匀分布,测压表21~27通过管路分别与测压孔相联。

距轴承中间剖面L/4(15mm)处,轴承上端有一个测压孔,表头28与其相联,件号33为加载盖板,固定在箱体上,加载油腔在水平面上的投影面积为60cm2在轴承外圆左侧装有测杆35,环34装在测杆上以供测量摩擦力矩用,环34与轴承中心的距离为150mm,轴承外圆上装有两个平衡锤36,用以在轴承安装前做静平衡。

图2 实验轴承箱箱体左侧装有一个重锤式拉力计如图3所示,测量摩擦力矩时,将拉力计上的吊钩与环34联接,即可测得摩擦力矩。

测杆通过环34作用在拉力计上的力F,由重锤予以平衡,其数值可由αsin1RWLF=求得。

式中R为圆盘半径,W为重锤之重量,L1为重锤重心到轴心之距离,α为圆盘之转角,圆盘转角α通过齿轮放大,可使表头指针转角放大10倍,表头刻度即为F的实际值,单位为克。

JZT型调速电动机的可靠调速范围为120~1200转/分,为了扩大调速范围,试验台传动系统中有一个两级变速箱,当手柄向右倾斜,主轴与电机转速相同;当手柄向右倾斜,主轴为电机转速的1/6。

齿轮效率及滑动轴承实验指导书(新)

齿轮效率及滑动轴承实验指导书(新)

齿轮传动效率及液体动压轴承实验一、实验目的1.了解封闭式功率流式齿轮试验台的基本原理、特点及测定齿轮传动效率的方法。

2.通过改变载荷,测出主同载荷下的传动效率和功率。

输出T 1-T 9关系曲线及η- T 9曲线。

3.观察滑动轴承的动压油膜形成过程与现象;了解摩擦系数、转速等数据的测量方法。

4.通过实验数据处理,绘制出滑动轴承径向油膜压力分布曲线与承载曲线。

二、实验要求:1.效率计算:()KW P N T P a '9550999=⋅= 该功率的大小决定于加载力矩和扭力轴的转速,而不是决定于电机。

单对齿轮η(总效率):919T T T -=η 若η=95%,则是一种节能高效的实验方法。

2.封闭力矩T 9的确定:)(29m N WL T ∙= 式中:W —所加砝码重力;L —加载杠杆长度L=0.3m平均效率为:(本实验台电机为顺时针)212919WW T T T T -=-==总ηη式中:T 1--电机输出扭矩,T 9--载荷扭矩;η—齿轮传动效率。

三、实验操作步骤1.齿轮效率实验:调零及放大倍数调整结束后。

为保证加载过程中机构运转比较平稳,建议先将电机转速调低。

一般实验转速调到500-800转/分为宜。

待实验台处于稳定空载运转后(若有较大振动,要按一下加载法码吊篮或适当调节一下电机转速),在法码吊篮上加上第一个法码。

观察输出转速及转矩值,待显示稳定(一般加载后转矩显示值跳动2-3次即可达稳定值)后,按一下“保持键”,使当时的转速及转矩值稳定不变,记录下该组数值。

然后按一下“加载键”,第一个加载指示灯亮,并脱离“保持”状态,表示第一点加载结束。

在吊篮上加上第二个法码,重复上述操作,直至加上八个法码,八个加载指示灯亮,转速及转矩显示器分别显示“8888”表示实验结束。

根据所记录下的八组数据便可作出齿轮传动的传动效率η-T9曲线及T1-T9曲线。

注:在加载过程中,应始终使电机转速基本保持在预定转速左右。

滑动轴承实验报告

滑动轴承实验报告

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。

滑动轴承实验报告

滑动轴承实验报告

液体动压滑动轴承实验报告一、 实验目的1、测量轴承的径向和轴向油膜压力分布曲线。

2、观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象。

3、观察载荷和转速改变时的油膜压力的变化情况。

4、观察径向滑动轴承油膜的轴向压力分布情况。

5、测定和绘制径向滑动轴承径向油膜压力曲线,求轴承的承载能力。

6、了解径向滑动轴承的摩擦系数f 的测量方法和摩擦特性曲线λ的绘制方法。

二、 实验设备及工具 滑动轴承实验台 三、 实验原理1、油膜压力的测量轴承实验台结构如图1所示,它主要包括:调速电动机、传动系统、液压系统和 实验轴承箱等部分组成。

在轴承承载区的中央平面上,沿径向钻有8个直径为1mm 的小孔。

各孔间隔为22.50,每个小孔分别联接一个压力表。

在承载区内的径向压力可通过相应的压力表直接读出。

将轴径直径(d=60mm )按比例绘在纸上,将1~8个压力表读数按比例相应标出。

(建议压力以1cm 代表5kgf/cm 2)将压力向量连成一条光滑曲线,即得到轴承中央剖面油膜压力分布曲线)。

同理,读出第4和第8个压力表示数,由于轴向两端端泄影响,两端压力为零。

光滑连结0‘,8’,4‘,8’和0‘各点,即得到轴向油膜压力分布曲线。

2、摩擦系数的测量图1 轴承实验台结构图1、操纵面板2、电机3、三角带4、轴向油压传感器接头5、外加载荷传感器6、螺旋加载杆7、摩擦力传感器测力装置8、径向油压传感器(8只)9、传感器支撑板 10、主轴 11、主轴瓦 12、主轴箱径向滑动轴承的摩擦系数f 随轴承的特性系数λ(λ=ηn/p )值的改变而改变。

在边界摩擦时,f 随λ值的增大而变化很小,进入混合摩擦后,λ值的改变引起f 急剧变化,在刚形成液体摩擦时f 达到最小值,此后,随λ值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Fd2,它能使空套在轴上的轴瓦随轴转动,由于在轴瓦的外表面上固定一个测力杆,测力杆一端与轴瓦连接,另一端与弹簧片接触。

动压滑动轴承实验指导书

动压滑动轴承实验指导书

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。

滑动轴承

滑动轴承

滑动轴承零部件测绘指导书一、实验名称与学时滑动轴承零部件测绘4学时二、实验目的通过对滑动轴承的测绘:⒈了解该部件的工作原理、结构特点;⒉掌握零件图的视图选择方法和尺寸标注的方法;⒊掌握技术要求的标注方法及内容;⒋掌握装配图的绘制方法;三、实验内容(1) 通过观察、分析和操作能运动零件,弄清滑动轴承的用途、工作原理、结构特点;(2) 在拆卸的过程中了解每个零件的作用、结构特点,了解部件的各零件的装配关系与连接方式;同时绘制其装配示意图。

(3) 绘制轴承底座、轴承盖、上下轴瓦、螺栓、油杯等,(可由3~4人一组分工合作),按1:1徒手画出其视图;(4) 测绘装配图(可徒手也可用仪器绘制);(5) 测绘零件图;四、实验过程与步骤1、测绘准备(1)取“滑动轴承”部件一台;(2)准备好拆卸零件的工具一套,测量工具一套;(3)仔细阅读本指导书。

2、了解滑动轴承的工作原理及结构特点,运动情况轴承是用来支撑轴的部件,有时也用来支撑轴上的回转零件。

按照承受载荷的方向,可分为向心和推力轴承两类。

根据轴承工作时的摩擦性质;又可分别滑动轴承和滚动轴承。

一般滑动轴承工作平稳、可靠、无噪音。

往往采用不同的润滑方法来改善表面摩擦状态,当滑动表面被润滑油分隔开来,即不发生直接接触时,可以大大减少摩擦损失和表面摩损。

而且油膜还具有一定的吸振能力。

但是滑动轴承启动时摩擦阻力较大,并且由于轴承和轴颈之间有一定的间隙;所以,运动精度较低。

现在测绘的是剖分式轴承。

轴承与轴颈接触的零件是轴瓦(上、下)。

轴承盖和轴承座的剖分面是阶梯状,为方便定位和防止工作时的错动,油杯中润滑油通过轴承盖和上轴瓦的油孔流进轴承间隙中,在轴瓦内壁不负载荷的表面上开设油沟,将油输送到轴颈的全长上。

由于被直接磨损的是轴瓦,所以其材料应是有一定强度、耐磨、防腐耐温且传热性能较好。

一般使用铸锡锌铅青铜材料。

油杯一般用油枪将黄油注入油杯,旋拧杯盖可将黄油压送到轴承孔内3、部件拆卸首先量取总长、总宽、总高,然后按下列次序拆卸:拧油杯——>拆两螺栓——>分开上盖、底座和上下轴瓦。

滑动轴承实验指导书new

滑动轴承实验指导书new

滑动轴承实验一、实验目的1、测定和绘制径向滑动轴承径向油膜压力曲线,求轴承的承载能力;2、观察载荷和转速改变时油膜压力的变化情况;3、观察径向滑动轴承油膜的轴向压分布情况;4、了解径向滑动轴承的摩擦系数ƒ的测量方法和摩擦特性曲线的绘制方法。

二、实验台的构造与工作原理实验台的构造如图1所示1、实验台的传动装置由直流电动机1通过V带传动2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4的无级调速。

本实验台轴的转速范围3-600转/分,轴的转速由数码管直接读出。

2、轴与轴瓦间的油膜压力测量装置轴的材料为45号钢,经表面淬火、磨光,由滚动轴承支承在箱体3上,轴的下半部浸泡在润滑油中,本实验台采用的润滑油牌号η=0.34Pa.S。

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研7个小孔,每个小孔沿圆周相隔20︒,每个小孔联接一个压力表,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,用来观察有限长度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(见图1),转动螺旋手柄即可改变载荷的大小,所加载荷之值通过传感器数字显示,直接在测探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ƒ测量装置径向滑动轴承的摩擦系数ƒ随轴承的特性系数λ=ηn/p值的改变而改变。

(η-油的动力粘度,n-轴的转速,P -压力,P= P负/Bd,P负-轴上的载荷,B-轴瓦的宽度,d-轴的直径,本实验台B=125mm,d=70mm)如图2所示。

滑动轴承效率实验指导书

滑动轴承效率实验指导书

试验二滑动轴承试验指导书一、试验目的1、观看载荷和转速转变时油膜压力的变化状况。

2、把握径向滑动轴承的油压及摩擦系数的测定方法,了解摩擦系数与轴承单位压力,滑动速度以及润滑油粘度之间的关系,绘制轴承摩擦特性曲线。

3、测定并绘出滑动轴承油膜压力径向分布曲线及承载曲线,并近似计算出轴承的承载量。

二、试验设备及原理1、主要技术参数(1)直流电动机功率:750W(2)加载局部:a〕调整范围:0─300kgb〕传感器精度:±0.2%〔读数〕〔3〕工作条件:a〕环境温度:-10℃─ +50℃b〕相对湿度:≤80%c〕电源:~220V±10%50Hz d〕工作场所:无猛烈电磁干扰和腐蚀气体(4)试验轴瓦:内直径d=70mm 有效长度B=100mm光泽度▽7〔1.6 〕材料ZQSn6─6─3测力杆上测力点与轴承中心距离L=120mm(5)试验台重量:52kg。

2、试验台构造及工作原理该试验台主轴由两个高精度的单列向心球轴承支承。

直流电机通过三角带带动传动主轴,主轴顺时针旋转,主轴上装有周密加工制造的主轴瓦和光电传感器,轴的转速由掌握箱面板上的右数码管直接读出。

主轴瓦外圆被加载装置〔未画〕压住,旋转加载杆即可对轴瓦加载,加载大小由荷重传感器测得,由掌握箱面板上左数码管读出。

主轴瓦上装有测力杆,通过测力压力传感器检测压力,经过计算可直接得到摩擦力矩值。

主轴瓦前端装有7只测径向压力的油压传感器,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,每个小孔联接一个压力传感器,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传感器,用来观看有限长滑动轴承沿轴向的油膜压力状况。

3、加载装置油膜的径向压力分布曲线是在肯定的载荷和肯定的转速下绘制的。

当载荷转变或轴的转速转变时测出的压力值是不同的,所绘出的压力分布曲线的外形也是不同的。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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。

(2)掌握实验台所采用的测试用传感器的工作原理。

(3)通过实验测试的周向油膜压力分布及轴向油膜压力分布,掌握滑动轴承中流体动压油膜形成的机理及滑动轴承承载机理。

(4)通过实验掌握工况参数和轴承参数的变化对滑动轴承润滑性能及承载能力的影响。

三、实验内容对于基本型实验,实验内容如下:(1)轴承中间平面上周向油膜压力分布曲线图[见图2(a)]和轴向油膜压力分布曲线图[见图2(c)]。

(2)周向油膜压力分布曲线图的承载分量的曲线图[见图2(b )],求轴承的端泄影响系数K 。

考虑有限宽轴承在宽度B 方向的端泄对油膜承载量的影响,其影响系数K 可由下式求出: Bd p FK m (2)式中,F 为轴承外载荷,N ;B 为轴承有效工作宽度,mm ;d 为轴颈直径,mm ;p m 为根据油膜压力承载分量的曲线图求出的动压油膜的平均压力,如图2(b)所示。

图2(a)为实测上轴瓦上均布测点l~7位置处的油膜压力形成的周向油膜压力分布曲线;图(b)为过这7个分点分别引垂线段l —1”、2—2”、…、7—7”,使之分别等于图(a)中的油膜压力值的垂直分量后连成的光滑曲线,该曲线被称为动压油膜的承载分量曲线;图(c)为轴向油膜压力分布曲线。

根据承载分量曲线和直径所园成的图形面积等于平均压力pm 与直径围成的矩形面积相等的条件,通过数方格数的方法即可求出pm 大小。

再将求出的pm 值代人式2即可求出K 。

图2 滑动轴承油膜压力分布曲线图实验装置采用西南交通大学研制的ZHS20系列滑动轴承综合实验台。

该实验台主要由主轴驱动系统、静压加载系统、轴承润滑系统、油膜压力测试系统、油温测试系统、摩擦观察测试系统以及数据采集与处理系统等组成。

1、主轴驱动系统及电机选择实验台的主轴支承在实验台箱体上的一对滚动轴承上。

该主轴的驱动电动机需满足无极调速、低速大转矩及实验过程中能快速启停等要求。

驱动电机主要有交流异步电动机、直流电动机、步进电机、交流(直流)伺服电动机等类型。

交流伺服电动机的工作原理与普通交流异步电动机相似,但交流伺服电动机的转子电阻比异步电机的大得多,其转矩特性(转矩T与转差率S的关系)也因此较普通电机有很大区别(见图3)。

它可使临界转差率大于1,这样不仅使转矩特性更接近于线性.而且具有较大的起动转矩,因此,伺服电机具有起动快、灵敏度高的特点。

图3 伺服电动机的转矩特性目前,基于稀土木磁体的交流水磁伺服驱动系统,能提供最高水平的动态响应和扭矩密度。

所以用交流伺服驱动取替传统交流调速、直流和步进调速驱动,以便使系统性能达到一个全新的控制水平,从而获得更宽的调速范围和更大的低速扭矩。

因此,本实验台选用了交流伺服电动机,其优点归纳如下:(1)控制精度高。

交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证,因此交流伺服具有极高的控制精度。

(2)低频特性好。

步进电机在低速时易出现低频振动现象;普通交流电机由变频器进行调速,在低频时的力矩小;直流电机在低速的控制极不稳定。

而交流伺服电机运转非常平稳.即使在低速时也不会出现振动现象。

交流伺服系统具有共振抑制功能,可以克服机械的刚性不足缺点,并且系统内部具有频率解析功能(FFT),可检测出机械的共振点,使于调整系统。

(3)矩频特性好。

交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为1000r/min)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。

(4)过载能力强。

交流伺服电机具有较强的过载能力。

它具有速度过载和转矩过载能力。

其最大转矩为额定转矩的3倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。

(5)运行稳定。

交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构造成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲现象,控制性能更为可靠。

(6)响应速度快。

交流伺服系统的加速性能较好,从静止加速到其额定转速1000 r /min 仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。

2、液压系统实验台的液压系统功能,—是为实验轴承提供循环润滑系统提供压力供油。

液压系统框图如图4所示。

为了保证液压加载系统的稳定性,该系统采用变频恒压的接制方式。

变频恒压供油系统主要由油泵、变频器、压力传感器组成,如图5所示。

通过压力传感器对加载系统的压力监测,实时调节油泵电机的转速使电机—油泵—液压油路系统组成一个闭环控制系统。

由于在各种转速下形成的油膜压力和端泄情况有—定的差别,通过变频恒压系统能真正地实现在各种转速下加载压力保持不变。

若液压加载系统向固定于箱座上的加载盖板内的油腔输送的供油压力为p 0时,载荷即施加在轴瓦上,则轴承载荷为:()0081.9G A p F += N (3)式中,p 0为油腔供油压力,kgf /cm 2;A 为油腔在水平面上投影面积,A =60 cm 2;G o 为初始载荷(包括轴瓦自重、压力变送器重量等),G o =7.5kgf 。

图4 液压系统框图图5 变频恒压控制原理框图3、油膜压力变送系统在轴瓦的上半部承载区轴承宽度的中间剖面上,沿周向均布钻有1~7共7个小孔,分别在小孔处安装压力变送器。

当轴旋转到一定转速后,在轴承内形成动压油膜,通过压力变送器测出油膜压力值,并在计算机上显示周向油膜压力分布曲线(见图2)。

在轴瓦的有效宽度月的l/4处,安装轴向油膜压力变送器8,测出位置8处的油膜压力p8,根据轴向油膜压力分布对称原理,可以测得袖向油膜压力分布曲线[见图2(c)]。

本实验台采用压阻式压力变送器,它由压力敏感部件与压力变送器部件组成。

(1)压力敏感部件。

扩散硅压阻式压力传感器的工作原理:以扩散硅材料制成的膜片作为弹性敏感元件,其硅晶片上通过微机加工工艺构成一个惠斯通电桥、如图2—6所示,图中I表示恒流源,R 表示电桥阻值,V s表示激励电压,V o表示电桥输出电压。

当有外部压力作用时,膜片发生弹性变形,膜片的一部分受压缩,另一部分则受拉伸。

两个电阻位于膜片的压缩区,另两个位于拉伸区,并联成惠斯通全桥形式,以使输出信号最大。

图6 惠斯通电桥(2)压力变送器部件(性能参数见表1)。

因压力传感器是一个在硅晶片上通过加工工艺构成的一个惠斯通电桥,该电桥桥阻的变化与作用在其上的外部作用力大小成正比例关系。

为了将电阻变化量转换为电压信号,给电桥提供最大2mADC的恒流源,用于激励压力传感器工作。

信号放大和转换处理电路将惠斯通电桥产生的电压信号线性放大处理后,将其转换为4~20mADC工业标准信号变送输出构成压力变送器。

其主要性能特点如下。

①稳定性高。

每年漂移优于0.2%满量程。

②温度系数小。

由于在生产过程中对产品精密地校准及补偿,使其温度误差极小。

③适应性强。

产品量程宽,过程连接形式、制造材料、结构具有多样化特征,因而可适应工业测量中的各种场合及不同的介质。

④安装维护方便。

产品可任意安装在各测量点而不影响其性能。

表1 压力变送器的性能参数表4、油温测试系统在轴承的人口处和出口处分别安装温度传感器各一只,分别采集轴承入口处的润滑油油温t1和出口处的油温t2,则可得到润滑油的平均温度t m[tm=(t1+t2)/2],一般情况下t m不大于75℃。

5、滑动轴承控制系统实验台的8个油膜压力传感器、液压加载传感器、测摩擦因数用的拉压负荷传感器以及油温传感器采集的测试数据通过A/D转换器,以RS485总线方式传送到计算机的实验数据采集及处理软件系统,交接在屏幕上显示出来,或由打印机订印输出实验结果。

主轴电机的转速大小通过计算机进行设置,设置值通过E5485总线送到伺服电机驱动器,由伺服电机驱动器控制电机的转速。

油压加载系统的压力是内实验人员在电脑上设置加载压力p o与液压加载压力传感器的反馈值进行比较,再通过PID调节运算,将动态地改变变频器的输出频率,使其液压加载压力保持恒定。

实验台的控制原理框图如图7所示。

五、实验装置的操作步骤及方法(1)网上预习“滑动轴承实验”课件。

(2)观察实验台的各部分结构、检查油路及电路是否可靠连接。

(3)用手转动轴瓦,使其摆功灵活、无阻滞现象。

(4)根据实验六操纵面板(见图8),按图示按钮功能使总电源,油压系统及主轴系统处于接通位置,这时系统进入工作状态。

说明:无论做何种实验,均应先启动液压系统电机,后启动主轴驱动电机(伺服电机)。

在实验过程中,如遇电机转速突然下降或者出现不正常的噪音和振动时,必须卸载或紧急停车,以防电机突然转速过高,烧坏电机、电器及其它意外事故的发生。

(5)进入滑动轴承实验计算机软件系统。

①启动界面。

运行“开始菜单\程序\组态王6.51\组态王6.51”,弹出“组态王工程管理器”窗口,点击“运行”工具按钮,弹出“提示”对话框,选择“忽略”按钮,进入滑动轴承实验软件界面,如图9所示。

相关文档
最新文档